339k
7 лет назад · 16 фото · 23498 просмотров · 96 комментариев
Как устроены опоры ЛЭП? (16 фото)
Что может быть обыденнее линий электропередач? Опоры ЛЭП — одно из самых распространенных инженерных сооружений, и они все время у нас перед глазами. Однако и в этой сфере тоже есть свои технологические тонкости и даже простор для технического прогресса. Не очень заметные для нас воздушные линии электропередач обретают новый облик и новую конструкцию.
Чаще всего мы представляем себе опору ЛЭП в виде решетчатой конструкции. Лет 30 назад это был единственный вариант, да и в наши дни их продолжают строить.
На место строительства привозят набор металлических уголков и шаг за шагом свинчивают из этих типовых элементов опору.
Затем приезжает кран и ставит конструкцию вертикально. Такой процесс занимает довольно много времени, что сказывается на сроках прокладки линий, а сами эти опоры с унылыми решетчатыми силуэтами весьма недолговечны.
Причина — слабая защита от коррозии. Технологическое несовершенство такой опоры дополняет простой бетонный фундамент. Если сделан он недобросовестно, например с применением раствора ненадлежащего качества, то спустя какое-то время бетон растрескается, в трещины попадет вода. Несколько циклов заморозки-оттаивания, и фундамент надо переделывать или серьезно ремонтировать.
Трубки вместо уголков.
О том, что за альтернатива идет на смену традиционным опорам из черного металла, мы спросили представителей ПАО «Россети». «В нашей компании, которая является крупнейшим электросетевым оператором в России, — говорит специалист этой организации, — мы давно пытались найти решение проблем, связанных с решетчатыми опорами, и в конце 1990-х начали переходить на гранные опоры. Это цилиндрические стойки из гнутого профиля, фактически трубы, в поперечном сечении имеющие вид многогранника. Кроме того, мы стали применять новые методы антикоррозионной защиты, в основном метод горячего цинкования. Это электрохимический способ нанесения защитного покрытия на металл. В агрессивной среде слой цинка истончается, но несущая часть опоры остается невредимой».
Помимо большей долговечности новые опоры отличаются еще и простотой монтажа. Никаких уголков больше свинчивать не надо: трубчатые элементы будущей опоры просто вставляются друг в друга, затем соединение закрепляется. Смонтировать такую конструкцию можно в восемь-десять раз быстрее, чем собрать решетчатую. Соответствующие преобразования претерпели и фундаменты. Вместо обычного бетонного стали применять так называемые сваи-оболочки. Конструкция опускается в землю, к ней крепится ответный фланец, а на него уже ставится сама опора. Расчетный срок службы таких опор — до 70 лет, то есть примерно в два раза больше, чем у решетчатых.
Почему гудят провода.
А провода? Они висят высоко над землей и издали похожи на толстые монолитные тросы. На самом деле высоковольтные провода свиты из проволоки. Обычный и повсеместно применяемый провод имеет стальной сердечник, который обеспечивает конструктивную прочность и находится в окружении алюминиевой проволоки, так называемых внешних повивов, через которые передается токовая нагрузка. Между сталью и алюминием проложена смазка. Она нужна для того, чтобы уменьшить трение между сталью и алюминием — материалами, имеющими разный коэффициент теплового расширения. Но поскольку алюминиевая проволока имеет круглое сечение, витки прилегают друг к другу неплотно, поверхность провода имеет выраженный рельеф. У этого недостатка есть два последствия. Во‑первых, в щели между витками проникает влага и вымывает смазку. Трение усиливается, и создаются условия для коррозии. В результате срок службы такого провода составляет не более 12 лет. Чтобы продлить срок службы, на провод порой надевают ремонтные манжеты, которые также могут стать причинами проблем (об этом чуть ниже). Кроме того, такая конструкция провода способствует созданию вблизи воздушной линии хорошо различимого гула. Происходит он из-за того, что переменное напряжение 50 Гц рождает переменное магнитное поле, которое заставляет отдельные жилы в проводе вибрировать, что влечет их соударения друг с другом, и мы слышим характерное гудение. В странах ЕС такой шум считается акустическим загрязнением, и с ним борются. Теперь такая борьба началась и у нас.
«Старые провода мы сейчас хотим заменить на провода новой конструкции, которую разрабатываем, — говорит представитель ПАО «Россети». — Это тоже сталь-алюминиевые провода, но проволока там применяется не круглого сечения, а скорее трапециевидного. Повив получается плотным, а поверхность провода гладкая, без щелей. Влага внутрь попасть почти не может, смазка не вымывается, сердечник не ржавеет, и срок службы такого провода приближается к тридцати годам. Провода схожей конструкции уже используются в таких странах, как Финляндия и Австрия. Линии с новыми проводами есть и в России — в Калужской области. Это линия «Орбита-Спутник» длиной 37 км. Причем там провода имеют не просто гладкую поверхность, но и другой сердечник. Он выполнен не из стали, а из стекловолокна. Такой провод легче, но прочнее на разрыв, чем обычный сталь-алюминиевый».
Однако самым последним конструкторским достижением в данной области можно считать провод, созданный американским концерном 3M. В этих проводах несущая способность обеспечивается только токопроводящими повивами. Там нет сердечника, но сами повивы армированы оксидом алюминия, чем достигается высокая прочность. У этого провода прекрасная несущая способность, и при стандартных опорах он за счет своей прочности и малого веса может выдерживать пролеты длиной до 700 м (стандарт 250−300 м). Кроме того, провод очень стоек к тепловым нагрузкам, что обусловливает его использование в южных штатах США и, например, в Италии. Однако у провода от 3M есть один существенный минус — слишком высокая цена.
Лед и струны.
У воздушных линий электропередач есть свои естественные враги. Один из них — обледенение проводов. Особенно это бедствие характерно для южных районов России. При температуре около нуля капли измороси падают на провод и замерзают на нем. Происходит образование кристаллической шапки на верхней части провода. Но это только начало. Шапка под своей тяжестью постепенно проворачивает провод, подставляя замерзающей влаге другую сторону. Рано или поздно вокруг провода образуется ледяная муфта, и если вес муфты превысит 200 кг на метр, провод оборвется и кто-то останется без света.
В компании «Россети» есть свое ноу-хау по борьбе со льдом. Участок линии с обледеневшими проводами отключается от линии, но подключается к источнику постоянного тока. При использовании постоянного тока омическое сопротивление провода можно практически не учитывать и пропускать токи, скажем, в два раза сильнее, чем расчетное значение для переменного тока. Провод нагревается, и лед плавится. Провода сбрасывают ненужный груз. Но если на проводах есть ремонтные муфты, то возникает дополнительное сопротивление, и вот тогда провод может и перегореть.
Другой враг — высокочастотные и низкочастотные колебания. Натянутый провод воздушной линии — это струна, которая под воздействием ветра начинает вибрировать с высокой частотой. Если эта частота совпадет с собственной частотой провода и произойдет совмещение амплитуд, провод может порваться. Чтобы справиться с данной проблемой, на линиях устанавливают специальные устройства — гасители вибрации, имеющие вид тросика с двумя грузиками. Эта конструкция, имеющая свою частоту колебаний, расстраивает амплитуды и гасит вибрацию.
С низкочастотными колебаниями связан такой вредный эффект, как «пляска проводов». Когда на линии происходит обрыв (например, из-за образовавшегося льда), возникают колебания проводов, которые идут волной дальше, через несколько пролетов. В результате могут погнуться или даже упасть пять-семь опор, составляющих анкерный пролет (расстояние между двумя опорами с жестким креплением провода). Известное средство борьбы с «пляской» — установление межфазных распорок между соседними проводами. При наличии распорки провода будут взаимно гасить свои колебания. Другой вариант — использование на линии опор из композитных материалов, в частности из стеклопластика. В отличие от металлических опор, композитная имеет свойство упругой деформации и легко «отыграет» колебания проводов, нагнувшись, а затем восстановив вертикальное положение. Такая опора может предотвратить каскадное падение целого участка линии.
Опоры-уникумы.
Разумеется, существуют разного рода уникальные случаи, связанные с прокладкой воздушных линий. Например, при установке опор в обводненный грунт или в условиях вечной мерзлоты обычные сваи-оболочки для фундамента не подойдут. Тогда используются винтовые сваи, которые ввинчивают в грунт как шуруп, чтобы достичь максимально прочного основания. Особый случай — это прохождение ЛЭП широких водных преград. Там используются специальные высотные опоры, которые весят раз в десять больше обычных и имеют высоту 250−270 м. Поскольку длина пролета может составлять более двух километров, применяется особый провод с усиленным сердечником, который дополнительно поддерживается грузотросом. Так устроен, например, переход ЛЭП через Каму с длиной пролета 2250 м.
Отдельную группу опор представляют конструкции, призванные не только держать провода, но и нести в себе определенную эстетическую ценность, например опоры-скульптуры. В 2006 году компания «Россети» инициировала проект с целью разработать опоры с оригинальным дизайном. Были интересные работы, но авторы их, дизайнеры, часто не могли оценить возможность и технологичность инженерного воплощения этих конструкций.
Вообще надо сказать, что опоры, в которые вложен художественный замысел, как, например, опоры-фигуры в Сочи, обычно устанавливаются не по инициативе сетевых компаний, а по заказу каких-то сторонних коммерческих или государственных организаций. Например, в США популярна опора в виде буквы M, стилизованной под логотип сети фастфуда «Макдоналдс».
"с унылыми решетчатыми силуэтами весьма недолговечны." Ну не знай, не знай, у нас рядом с селом, где то в километре, проходит линия высоковольтная, вернее даже две, с разными напряжениями, судя по количеству тарелок изоляторов, у нас тут ГЭС недалеко (Чебоксарская).
Хотя, сколько себя помню (70-го я), они всегда были, видимо обеспечивали ЕЭС СССР.
Как стояли, так и стоят уже пол-века. Ни одной опоры не меняли поблизости. Это как надо на них воздействовать, чтобы "завалить", кислотными дождями? Или ветрами с каплями морской воды? У нас такого нет. Они даже больше стоят, чем пол-века. Есть фотка 60-х, где одна из линий уже проходит.
Провод один раз оборвался, да, в конце 80-х. Правда, я тогда в армии был. Но по рассказам, больше половины колхозного стада коров убило сразу от шагового напряжения - расстояния то у них какие между задними и передними ногами
Но тогда был какой то ураган вроде небывалый в наших местах.
Больше такого не было.
Насчет гудят...
, и если вы будете делать это с частотой в 50 Гц, то будет примерно такой звукОни не гудят, как провода зимой, те реально как струны, от натяжения гудят.
А эти как то... вот маленькие дети так делают, ели язык высунуть и положить на нижнюю губу и выдувать воздух
И как то школьниками, когда в колхозе подрабатывали, с вилами на плечах идем вечером домой с заготовок сена, один заорал: "О!!! У меня вилы щипятся за ухо!". В натуре, когда виллы на плече, железкой вверх, ухом дотрагиваешься - ручка "кусается" слегка.
Потом уже, когда с сынишкой там недалеко на озеро ходили на рыбалку, ему этот фокус с удочкой показывал. :) А когда сыро или мелкий дождик, то вообще мелкие искорки! Их прям видно. Да ну, думаю, нафиг, в дождь больше так не "фокусничаем"
Блин, мог бы разразится г.а.вном, что всё не так и половина уже просто не актуальна, но зачем? Просто всегда было интересно, как обыватели думают и производстве в области СМР и ЭМР=) Допустим у меня жуткого бомбилова не было.
Почитав комменты лишний раз убедился , что на Фишках сидят эксперты во всех областях науки, техники, культуры и искусства !!!
Я ща опять х-уйню сказал, вы потом сотрите, - говорит представитель ПАО «Россети», сами понимаете, у нас не инженеров набирают с журналистами п-издеть...
"Там нет сердечника, но сами повивы армированы оксидом алюминия, чем достигается высокая прочность"
что за бред? для начала оксид алюминия весьма хрупок.
или автор может показать не изолированный алюминиевый провод, где "повивы" НЕ "армированы оксидом алюминия"?
может там оксид другой валентности с другими свойствами
При каком напряжение какие используются изоляторы, можете посмотреть на картинке.
ВЛ 0,4 кВ (380 Вольт) - минимум 4 провода, либо СИП (самонесущий изолированный провод с жилами в оболочке), штыревые изоляторы; ВЛ 6-10 кВ - всего 3 провода, штыревые изоляторы; ВЛ 35 кВ - всего 3 провода, от 3 до 5 изоляторов в каждой гирлянде; ВЛ 110 кВ - гирлянды из изоляторов от 6 штук; ВЛ 150 кВ - в каждой гирлянде 8-9 изоляторов, ВЛ 220 кВ - изоляторов от 10 до 40 штук (по 20 штук в группе); ВЛ 330кВ - здесь уже изоляторов от 14 штук в каждой гирлянде, на каждую фазу по 2 провода; ВЛ 500 кВ - от 20 изоляторов, каждая фаза по 3 провода; ВЛ 750 кВ - от 20 изоляторов, от 4 до 5 проводов на каждую фазу; Есть даже в России 1150 кВ - каждая фаза по 8 проводов. И помните, чем дальше вы от линии тем в большей вы безопасности.
у нас расщепленная ЛЭП 220 от Красноярской ГЭС идёт
Интресно!
Когда-нибудь напишу свой первый пост про лифты. И он к сожалению
будет менее позитивнее чем про ЛЭП.
"Затем приезжает кран и ставит конструкцию вертикально.." (c)
Дальше уже можно не читать.
Говнопост.
Жирный минус за некомпетентность.
Нас в ликбезе учили наряды заполнять, так было задание на установку опоры 110кВ. Ну, я заполнил на бригаду в 5 человек, писать чтоб меньше. :) Препод посмотрел, говорит оформлено всё правильно, но впятером они там зае.бутся.
У нас на щитке в подьезде: "суй руки, это не опасно!"
сунул?
во первых опоры не ставят краном, так как в большенстве случаев очень трудно, есть места установки где крану просто не подъехать второе грузоподъемность малая, да краном можно ставить опоры до 110кВ а вот уже 220кВ а 500кВ и 1МВ уже не поставить впринципи они просто широкие очень и высокие... подобные опоры как вы не правильно подумали тоже не собирают в воздухе на месте... их собирают также на земле с помощью специальных шарниров ноги опоры монтируют на фундамент, потом специальным рычагом и трактором которые его тянет ее ставят вертикально, кран нужен лишь чтоб приподнять опору над землей на 3-4 метра. в горах часто применяют вертолет но это писец как дорого... Во вторых по ЛЭП идет не 50Гц а 400Гц поэтому провода трещат а не гудят.
400 Гц? Излучение и наводки в округе как?
Скока, скока? Дайте ссылочку на преобразователь 50 в 400 и обратно, хорошо бы для 110кВ. И теоретическое обоснование на передачу 400Гц на дальние расстояния.
откуда там 400гц ?! не зае..ся частоту преобразовывать на таких мощностях ?
В СССР были ЛЭП постоянного тока . Там с преобразованием напрыгались и наплясались по самое не хочу и сказали ну его нафиг
400Гц это низкая частота звукового диапазона, тоесть ни как
Как бы с увелисением частоты, увеличивается рассеиваемая энергия. И на сколько я слышал, 50 Гц приняли из за того, что при увеличении частоты, уже ощутимые потери на излучение, а с уменьшением частоты сильно растут размеры трансформаторов. На судах, да, 400 Гц. Там протяжёность сетей маленькая, но за счёт этого, резко снижаются размеры трансформаторов.
Но там был существенный плюс. Отсутствие потерь на излучение и наводки на окружение. И они были только очень высоких напряжений. На юге, я знаю только одну такую. ППТ 800 Кв. Она шла от Волгоградской ГЭС на Донбас, на шахты.
Причем там было не просто 800 кВ а +400 и - 400 относительно земли, что еще больше снижало потери. Сейчас возможно и проще делать высоковольтные частотные преобразователи но кому оно надо ...
Но самую главную загадку так и не разрешили...
антивбраторы
В Америке, это значит что кто-то из членов банды был убит и его кросовки в знак памяти повесили на провода
Ох, уж эти пизбодалы из Россетей. Один пиар, жажда наживы и показуха. Лучше б перестали свой персонал обдирать, а то взяли моду у одного известного всем человека.