Сооружение линий электропередачи - Фундаменты, провода и тросы линий электропередачи

ФУНДАМЕНТЫ

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, устанавливаемая на шпальную или бетонную подушку, либо заделываемая в сплошной или пустотелый бетонный фундамент.
Разъемными фундаментами металлических опор являются:

1. Для промежуточных и анкерных опор 35—110—220 кВ — металлические подножники либо бетонные фундаменты с заделанными в них анкерными болтами.
2. Для анкерных и угловых опор 35—220 кВ — бетонные фундаменты с заделанными в них анкерными болтами.
3. В поймах больших рек или каналов опоры устанавливаются на специальных фундаментах-ледорезах.
4. В случаях прохождения трассы линии по болотам разъемным фундаментом металлической опоры является специальный свайный ростверк.
5. 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

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). Многопроволочные провода часто делаются комбинированными (свитыми из проволок разных металлов).
Для линий электропередачи применяются провода из меди, алюминия, алюминиевых сплавов, стале-алюминия, реже из железа, стали и бронзы.
Для монтажа больших переходов применяются специальные провода из сталь-бронзы, сталь-меди и пр.
Для защиты проводов линий от атмосферных перенапряжений и от прямых ударов молнии применяются грозозащитные стальные тросы (жесткие, многопроволочные — без пеньковой сердцевины).
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 сталеалюминевый или бронзовый трос.
Наличие токопроводящего 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.

а) Требования, предъявляемые к проводам

1. Провода и тросы, применяемые на линиях, должны отвечать требованиям соответствующих ГОСТ.
2. Материал проводов должен хорошо противостоять влиянию атмосферных условий и химических элементов, содержащихся в воздухе, особенно при прохождении линий вблизи химических и металлургических заводов.
3. Провода должны обладать достаточной механической прочностью.
4. Провода должны обладать надлежащей электрической проводимостью.
5. Конструкция проводов должна быть экономически целесообразной.
6. Наименьшие допускаемые номинальные сечения и диаметры проводов и тросов, подвешиваемых на линиях, зависят от классов линий и приведены в табл. 1.

Таблица 1

9)  При расчетах одно- и многопроволочных проводов и тросов следует руководствоваться данными соответствующих ГОСТ или испытаний проволок, из которых изготовлен провод или трос. Для многопроволочных проводов и тросов все физико-механические свойства принимаются те же, что и для проволок из соответствующего материала.
При отсутствии данных об испытании проволоки следует руководствоваться данными, приведенными в табл. 2.
10)  Стальные провода для линий электропередачи всех классов, а также стальные грозозащитные тросы должны быть предохранены оцинковкой от коррозии.
Таблица 2

Расположение проводов и тросов на опорах

На линиях класса III независимо от района климатических условий может быть применено любое расположение проводов.
На линиях класса II:

1. в районах I и II климатических условий может быть применено любое расположение проводов на опоре;
2. в районах III и IV климатических условий рекомендуется применять горизонтальное расположение проводов; при ином расположении проводов пролеты должны быть не более 150 м.

На линиях класса I:

1. в районах I и II климатических условий может быть применено любое расположение проводов и тросов;
2. в районах III и IV климатических условий следует применять горизонтальное расположение проводов; размещение тросов в одной вертикальной плоскости с проводами ни в коем случае не допускается.

При защите линий тросами угол защиты внешних проводов принимается равным 30—40°.
При наличии двух тросов и горизонтальном расположении проводов активная высота тросов ha над средним проводом должна быть, где α — расстояние между тросами по горизонтали.
В практике сооружения линий существует целый ряд способов расположения проводов на опорах.
Наиболее распространенные из них следующие:

А. В случае одноцепных линий

1. Провода расположены в горизонтальной плоскости (фиг. 1).
2. Провода расположены треугольником с размещением их в разных вертикальных плоскостях (фиг. 2).
3. Провода расположены треугольником с размещением в одной вертикальной плоскости двух проводов (фиг. 3).
4. Провода расположены треугольником с размещением двух проводов в одной горизонтальной плоскости (фиг. 4).

Б. В случае двухцепных линий

1. Провода расположены треугольником с размещением их в разных вертикальных плоскостях (фиг. 5).
2. Провода расположены в виде прямой елки (фиг. 6).

Фиг. 1. Расположение проводов одноцепной линии электропередачи в одной горизонтальной плоскости.

Фиг. 2. Расположение проводов одноцепной линии электропередачи треугольником с размещением их в разных вертикальных плоскостях.

Фиг. 3. Расположение проводов одноцепной линии электропередачи треугольником с размещением двух проводов в одной вертикальной плоскости.

Фиг. 4. Расположение проводов одноцепной линии электропередачи треугольником с размещением двух проводов в одной горизонтальной плоскости.

Фиг. 5. Расположение проводов двухцепной линии электропередачи треугольником с размещением их в разных вертикальных плоскостях.

1. Провода расположены в виде обратной елки (фиг. 7).
2. Провода расположены в виде двух треугольников с размещением в каждом в одной вертикальной плоскости двух проводов, бочкообразное (фиг. 8).
3. Как исключение, в вертикальной плоскости провода располагаются при проходе линий на кронштейнах по железнодорожным мостам через большие реки (фиг. 9).

Фиг. 6. Расположение проводов двухцепной линии электропередачи в виде прямой елки.

Фиг. 7. Расположение проводов двухцепной линии-электропередачи в виде обратной елки.

Фиг. 8. Расположение проводов двухцепной линии электропередачи в виде двух треугольников с размещением в каждом двух проводов в одной вертикальной плоскости.

Фиг. 9. Расположение проводов двухцепной линии электропередачи в двух вертикальных плоскостях.
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.

в) Расстояние между проводами и тросами

1. На линиях класса III вертикальное расстояние между проводами должно быть не менее 40 см, а горизонтальное —  не менее 20 см при пролетах до 30 м, и не менее 30 см при пролетах свыше 30 м.

В районах III и IV климатических условий указанные вертикальные и горизонтальные расстояния рекомендуется принимать равными 60 и 40 см.

1. На линиях класса II с медными, стальными и сталеалюминевыми проводами, монтируемыми с нормальным тяжением, расстояние между проводами рекомендуется принимать по табл. 3.

Таблица 3
Расстояние между проводами на линиях класса II (в см)

1. На линиях класса I расстояния между проводами определяются:

А. По сближению проводов в пролете.
Б. В соответствии с требованиями РУ по защите от перенапряжений. Из двух найденных величин принимается большая.
На линиях класса I с номинальным напряжением 35 кВ расстояния между проводами принимаются как для линий класса II, по пп. 2 и 3 табл. 3. Однако для районов I и II климатических условий при вертикальном расположении проводов расстояние между ними должно быть не менее 225 см.
На линиях класса I с номинальным напряжением 110 кВ расстояние в см между проводами, расположенными в одной горизонтальной плоскости, по условиям сближения в пролете рекомендуется принимать равными величинам, указанным в табл. 4.
Таблица 4
Расстояния в см между проводами на линиях 110 кВ по условиям сближения на пролете

Примечание. При вертикальном расположении проводов минимальные расстояния между ними для районов I и II климатических условий принимать не менее 300 см.

Минимальные расстояния между горизонтально расположенными проводами по условию их сближения рекомендуется принимать не менее:
для линий напряжением.................... 154 кВ—450 см
* * *                    220 кВ—550 см
При вертикальном расположении — соответственно 375 см и 500 см.
В районах III и IV климатических условий при вертикальном расположении проводов минимальные расстояния между проводами на опоре определяются по условиям сближения проводов в пролете при неравномерной загрузке проводов гололедом.
При этом условно принимается следующая расчетная схема неравномерной загрузки: верхний провод покрыт гололедом на всем анкерованном участке: с нижнего провода гололед сброшен на 75% лишь в среднем пролете, в котором определяется расстояние между проводами.
Для единичных больших переходных пролетов на линиях (переходы через реки, каналы, овраги, ущелья и пр.) расстояния между проводами должны определяться в соответствии с местными условиями и данными эксплуатации линий в этих условиях.
Расстояния между проводами на линиях класса I в соответствии с требованиями защиты линий от перенапряжений определяются способами, указанными в специальных «Руководящих указаниях по защите от перенапряжений» Министерства электростанции.

Минимальные расстояния между тросом и проводом по вертикали в середине пролета в зависимости от длины пролета определяются в соответствии с «Руководящими указаниями по защите от перенапряжений».