Опоры ЛЭП: классификация, конструкция, требования

Опора ЛЭП — это линии электропередач (расшифровка). Благодаря им происходит передача энергии от электростанций. Стоит разобраться в том, что такое опора ЛЭП, что она собой представляет. При необходимости лучше обращаться к опытным профессионалам с соответствующей подготовкой и со всеми требующимися допусками.

Из чего состоит опора ЛЭП

Основными элементами воздушной линии электропередачи (ЛЭП) являются:

1. Опоры, которые несут и крепят все остальные элементы на определенной высоте над землей или другими препятствиями.
2. Провода, в качестве которых используются силовые кабели для передачи электроэнергии на значительные расстояния.
3. Изоляторы, предназначенные для электрической изоляции проводов от металлических частей опор и других элементов ЛЭП.
4. Линейная арматура, которая служит для механического крепления отдельных деталей между собой.
5. Защитные тросы, устанавливаемые в верхней части опор и защищающие ЛЭП от атмосферных разрядов.

Все эти элементы дают возможность безопасной для окружающих передачи электроэнергии на большие расстояния по воздушным линиям. По правилам устройства воздушных линий электропередачи разрешено применение неизолированных, изолированных и защищенных кабелей. На них нужно остановиться детальнее. Неизолированные кабели выполняются из алюминия или его сплавов в виде жгута нескольких жил. Изолированные кабели также могут содержать стальную жилу для увеличения прочности и длины пролета. Защищенные кабели применяются для линий с напряжением свыше 1 кВ и изготавливаются чаще из сплава стали и алюминия. При больших напряжениях используют алюминиевые провода, обладающие высокой электропроводностью. Реже применяют стальные и медные кабели из-за их тяжести и большей стоимости. Сечение проводов выбирается в зависимости от характеристик линии, наличия препятствий и ожидаемого обледенения. Основными элементами конструкции опоры ЛЭП являются фундамент, обеспечивающий устойчивость, и стойка, задающая необходимую высоту расположения кабелей. Для восприятия механических нагрузок от натяжения проводов применяют подкосы и растяжки. Материалы изготовления варьируются в зависимости от требований — от деревянных изделий переходят к железобетонным и металлическим вариантам, более долговечным и простым в обслуживании.

Как называются опоры ЛЭП

В СНГ принято условное обозначение для данного вида конструкций. Речь идёт о следующем: 

1. "ПС" или просто буквой "П" называют промежуточные модели. Если они концевые, то добавляется буква "К". При наличии внутренних связей — "ВС", то есть такая опора будет обозначаться как "ПВС". "ПП" — это промежуточные переходные, а буква "У" обозначает угловые. 
2. "А" — анкерные. Соответственно, если речь идёт об анкерных угловых, то обозначаться опора будет через сочетание букв, то есть как "АУ". 
3. "Б" — железобетонные. При этом отсутствие Б указывает на модель из стали. 
4. "М" — этот символ указывает на то, что речь идёт о многогранных вариантах.

Требования к опорам ЛЭП

Необходимо отметить, что базовым стандартом в отношении данных конструкций является ГОСТ. Например, стандарт 58087-2018 регулирует устройство энергетической системы. Нужно отметить, что требования могут обновляться. Скажем, в 2022 году был принят стандарт 70237. Изменились требования к табличкам, вырубке деревьев, защите от коррозии. Одним словом, это наглядно демонстрирует, что за нормативами нужно постоянно следить. 

Классификация опор ЛЭП

Существует несколько основных типов опор воздушных линий электропередачи в зависимости от их расположения:

1. Концевые опоры устанавливаются в начале и конце линии, обеспечивая основное крепление проводов и принимая однонаправленную нагрузку.
2. Промежуточные опоры служат для поддержания проводов между концевыми точками.
3. Угловые опоры применяются в местах поворота трассы под углом до 30 градусов.
4. Анкерные опоры устанавливаются между прямыми и угловыми секциями, позволяя увеличить длину участков и предотвратить обвисание проводов.

Инженерные расчеты позволяют определить оптимальные параметры линии: длину, количество и расположение разных типов опор для минимизации потерь энергии с учетом конфигурации местности. Существует дополнительное разделение видов опор ЛЭП с учетом ряда признаков:

1. По параметрам передаваемого напряжения выделяют низковольтные (до 0,4 кВ) и высоковольтные (свыше 6 кВ) линии.
2. По количеству цепей различают одноцепные и двухцепные системы.
3. По климатическим условиям выбор опор зависит от степени гололеда и опасности гроз. Для нормальных условий используют металлические конструкции. В районах с гололедом усиливают фундамент опор. Грозоопасные зоны требуют защитных тросов, удалённых от проводов.

При проектировании опор необходимо учитывать ряд факторов, влияющих на их характеристики. В зависимости от таких параметров, как напряжение и интенсивность передаваемого электрического тока, расстояние между опорами, а также особенностей местности, рассчитываются основные технические характеристики. Чем выше уровень напряжения и больше мощность переносимого заряда, тем прочнее должна быть конструкция опоры, способная выдерживать значительные механические и электрические нагрузки. При этом определяется необходимая высота подвески проводов от земли. Учет всех факторов позволяет спроектировать опоры, соответствующие каждому конкретному участку линии электропередачи и обеспечивающие надежную и безопасную эксплуатацию.

Классификация опор по материалам

Есть несколько основных видов материалов, из которых изготавливают опоры ЛЭП:

1. Металлические опоры. Изготавливаются из стали путем сварки или болтового соединения деталей. Отличаются высокой прочностью, но подвержены коррозии. Для защиты их оцинковывают и покрывают специальной краской.
2. Железобетонные опоры. Состоят из бетона с добавлением металла, придающего прочность. Для опор с напряжением 35-110 кВ используется центрифугированный бетон. Отличаются устойчивостью к коррозии и химическому воздействию.
3. Деревянные опоры. Изготавливаются из сосны и лиственницы, применимы для напряжения до 380 В. Дешевы в изготовлении, но быстро приходят в негодность из-за воздействия влаги и гниения. Композитные опоры. Состоят в основном из полимерных материалов, обладают высокими диэлектрическими и механическими характеристиками, но их применение пока ограничено. Такие модели сложно изготавливать. 

Железобетонные и металлические модели встречаются на практике сейчас чаще всего. Они соответствуют современным требованиям и служат до 50 лет.

Как устанавливают опоры ЛЭП?

Процесс установки — объективно сложный. Он требует высокого уровня подготовки и квалификации. Проводится следующими способами: 

1. Монтаж "вывешиванием". В этом случае опору после полной сборки поднимают краном и устанавливают в специально подготовленный котлован.
2. Установка поворотом — в этом случае у опоры есть поворотные шарниры, которые дают возможность развернуть изделие из горизонтального положения в вертикальное. 
3. Монтаж наращиванием — опора собирается поэтапно уже в процессе установки путем подъема последовательно добавляемых секций.

Выбор метода зависит от характеристик самой опоры, возможностей крана и особенностей местности. Чаще всего встречается "вывешивание". При этом способе предварительно собранную опору устанавливают с помощью подъемно-транспортных механизмов. Поворот и наращивание применяют при ограниченных условиях. Для монтажа опор ЛЭП могут применяться различные механизмы, в зависимости от характеристик самой опоры и особенностей местности:

1. Крано-бурильная машина используется при монтаже невысоких железобетонных или деревянных опор для линий до 10 кВ.
2. Кран подходит для монтажа любых опор ЛЭП, рассчитанных на напряжение до 220 кВ. Опору собирают на земле и поднимают краном на заданную высоту.
3. При установке тяжелых опор применяют совместно крана и трактора. В этом случае кран поднимает опору под углом, а трактор доводит ее до вертикального положения.

Для доставки и установки опор в труднодоступных местах используют вертолет, который транспортирует собранную конструкцию непосредственно на место монтажа. Выбор и правильная установка той или иной опоры линии электропередачи могут пройти без проблем при условии высокой квалификации специалистов, которые будут заниматься данными вопросами. Дело в том, что необходимо учесть множество факторов: характеристики передаваемого энергопотока, особенности рельефа и грунтов, метеорологические условия региона, а также тип конкретной сборной конструкции. Нужно определить размеры, массу, материалы изготовления для долговечной и безопасной работы в заранее рассчитанных пределах. Все это требует глубоких знаний в области электротехники, строительства, применения тяжелой техники, что и гарантирует правильный выбор и монтаж опоры воздушных линий электропередачи.