Воздушные линии электропередачи: типы линий, классификация опор, фундаменты, провода и тросы

Классификация линий электропередачи (ЛЭП)

Воздушные линии электропередачи различаются по следующим признакам:

1) По количеству цепей на опорах: одноцепные — при наличии одной цепи на опоре (3 провода), двухцепные — при наличии двух цепей на опоре (6 проводов).

2) По роду материала опор: металлические (решетчатые и трубчатые), железобетонные, деревянные и композитные.

3) По конструкции опор, в зависимости от климатических условий, различают линии: нормальные, грозоупорные и линии для гололедных районов.

Опоры грозоупорных линий снабжаются приспособлениями для подвески защитных тросов (тросостойками), обеспечивающими большее удаление троса от проводов.

Большое удаление троса создает нужный угол защиты, т. е. такое геометрическое взаиморасположение проводов и троса на опоре, которое обеспечивает надежную защиту проводов линии от прямых грозовых разрядов.

В районах со степенью гололедности выше нормальной линии осуществляются на опорах усиленной конструкции.

Классификация опор ЛЭП

Опорами называются сооружения для подвешивания проводов на определенной высоте над уровнем земли или воды.

1) По назначению опоры разделяются на промежуточные, только поддерживающие подвешенные на них провода, и анкерные, устанавливаемые через определенные промежутки между поддерживающими опорами и воспринимающие на себя полное тяжение проводов и тросов.

Анкерные опоры, устанавливаемые в точках поворота трассы, называются угловыми опорами.

2) По положению на трассе, кроме нормальных анкерных опор, применяются:

Концевые опоры — анкерного типа. Они устанавливаются в начале и конце трассы у подстанций и подвергаются постоянному одностороннему тяжению проводов и тросов.

Транспозиционные опоры (анкерного типа), служащие для скрещивания (транспозиции) проводов.

Повышенные опоры (преимущественно анкерного типа), предназначенные для перехода линии через железные и автомобильные дороги, реки, каналы, линии высокого напряжения или слабого тока и прочие сооружения.

Опоры больших переходов, служащие для перехода линий через большие судоходные реки, ущелья и пр.

3) По материалу: металлические, деревянные, железобетонные и композитные опоры.

4) По конструкции: опоры с узкой базой, с широкой базой в виде четырех отдельных ног, Х-образные, типа «Рюмка» и др.

5) В зависимости от количества цепей на опоре опоры ЛЭП разделяются на одноцепные и двухцепные. 

Анкерные опоры могут быть нормального и облегченного типов. Угловые опоры могут быть промежуточными и анкерными нормального или облегченного типов.

Анкерные опоры нормального типа применяются в местах, определяемых условиями работы и монтажа линий, и на наиболее ответственных пересечениях с другими объектами.

Анкерные опоры облегченного типа могут применяться лишь на линиях с металлическими операми на участках с ослабленным тяжением проводов и тросов и на неответственных пересечениях с другими объектами.

Фундаменты опор

Фундаментом опоры называется заделанная в грунт ее подземная часть. Фундамент передает давление от опоры на грунт и препятствует опрокидыванию опоры от действия внешних нагрузок.

Основанием фундамента опоры называется та часть грунта, которая через подошву фундамента воспринимает на себя нагрузки от опоры.

Фундаменты бывают неразъемными, в которых подземная часть опоры составляет одно целое с ее надземной частью, и разъемными, в которых подземная часть опоры представляет собой самостоятельную часть опоры, соединяемую определенным способом с ее надземной частью.

У деревянных опор неразъемным фундаментом является нижняя часть столба, закапываемая в грунт.

Разъемными фундаментами деревянных опор являются пасынки (стулья).

При прохождении линий по болотам для лучшего закрепления опор в болотистых грунтах применяются специальные свайные опоры. Свайные опоры опираются своей нижней частью на сваи, забиваемые в плотный грунт, расположенный под легким болотистым грунтом.

У металлических опор неразъемным фундаментом является нижняя часть металлоконструкций опоры, устанаапиваемая на шпальную или бетонную подушку, либо заделываемая в сплошной или пустотелый бетонный фундамент.

Разъемными фундаментами металлических опор являются:

• Для промежуточных и анкерных опор 35 — 110 — 220 кВ и выше — металлические подножники, либо бетонные фундаменты с заделанными в них анкерными болтами.

• Для анкерных и угловых опор 35 — 220 кВ — бетонные фундаменты с заделанными в них анкерными болтами.

• В поймах больших рек и каналов опоры устанавливаются на специальных фундаментах-ледорезах.

• В случаях прохождения трассы линии по болотам разъемным фундаментом металлической опоры является специальный свайный ростверк.

• В случае прохождения трассы по скалистым грунтам фундаментом опоры является скала. Опоры крепятся анкерными болтами, залитыми цементным раствором в скважинах (шпурах), сделанных непосредственно в скале.

Провода и тросы линий электропередачи

Для передачи электрической энергии служат провода, подвешиваемые на опорах на безопасном расстоянии от земли, воды или других объектов. Так как передача электрической энергии осуществляется на линиях, как правило, трехфазным током, то каждая линия (цепь) имеет 3 провода. По конструкции провода делятся на однопроволочные, многопроволочные и полые (пустотелые).

Многопроеолочные провода часто делаются комбинированными (свитыми из проволок разных металлов). Для линий электропередачи применяются провода из алюминия, алюминиевых сплавов, сталеалюминия.

Для защиты проводов линий от атмосферных перенапряжений и от прямых ударов молнии применяются грозозащитные стальные тросы (жесткие, многопроволочные).

Тросы подвешиваются на опорах с соблюдением надлежащей величины угла защиты и надежным электрическим контактом соединяются с контуром заземления опоры.

В отдельных случаях, при прохождении линии по населенной местности, в целях лучшего и более быстрого распределения по трассе линии и отвода в землю атмосферных перенапряжений по ряду опор подвешивается токопроводящий сталеалюминиевый трос.

Наличие токопроводяшего троса уменьшает шаговое напряжение у основания опоры и делает более безопасным для населения место около опоры.

В то же время токопроводящие тросы снижают опасные влияния линии электропередачи на линии слабого тока во время атмосферных разрядов и коротких замыканий.

Требования, предъявляемые к проводам

• Провода и тросы, применяемые на линиях должны отвечать требованиям соответствующих ГОСТ.

• Материал проводов должен хорошо противостоять влиянию атмосферных условий и химических элементов, содержащихся в воздухе, особенно при прохождении линий вблизи химических и металлургических заводов.

• Провода должны обладать достаточной механической прочностью.

• Провода должны обладать надлежащей электрической проводимостью.

• Конструкция проводов должна быть экономически целесообразной.

• Для линий электропередачи допускается применение однопроволочных, многопроволочных и пустотелых (полых) проводов.

• Наименьшие допускаемые номинальные сечения и диаметры проводов и тросов, подвешиваемых на линиях, зависят от классов линий электропередачи.

С точки зрения удобства монтажа проводов наилучшим является расположение проводов в горизонтальной плоскости и в виде обратной елки.

С точки зрения эксплуатации линий наилучшим является расположение проводов в одной горизонтальной плоскости, так как оно почти совершенно исключает возможность захлестывания одного провода за другой при ветре, сбрасывании гололеда и «пляске» проводов.