опора линии электропередачи

Формула изобретения

Опора линии электропередачи, содержащая железобетонную стойку с арматурой, котлован для ее установки и заземляющее устройство в виде стержней, отличающаяся тем, что стойка с арматурой и заземляющее устройство жестко соединены между собой, при этом заземляющее устройство сдержит не менее двух заземлителей, расположенных в вертикальной плоскости, перпендикулярной направлению трассы воздушной линии электропередачи, симметрично с обеих ее сторон и погруженных в землю наклонно к поверхности земли под углом 35-45°, а стойка опоры оснащена направляющими, выполненными со сквозными продольными отверстиями, болтовыми зажимами и уплотнительными гайками, причем направляющие установлены на уровне поверхности земли с взаимопротивоположных сторон стойки и закреплены сваркой к арматуре с углом наклона к поверхности земли, совпадающим с наклоном заземлителей.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству объектов энергетики, линий электропередачи, в частности к устройству опор воздушных линий.

Известны конструкции железобетонных опор воздушных линий электропередач, включающие железобетонные стойки, подкосы, оттяжки, ригеля, заземляющие устройства. Например: Проект. Железобетонные опоры для воздушных линий электропередачи до 1 кВ (на основе межотраслевой унификации). Альбом. Монтажные схемы и электротехническая оснастка опор. Рабочие чертежи. «Сельэнергопроект»: М., 1972 г.

Недостатком конструкции типовых опор является то, что установка промежуточных опор предусматривается без дополнительных устройств, повышающих их устойчивость в вертикальном положении после установки в котлованах в поперечном направлении относительно направления трассы, хотя именно промежуточные опоры наиболее часто отклоняются от вертикального положения. Часто повышение устойчивости опор обеспечивается подкосами, ригелями или оттяжками, монтаж которых требует больших затрат труда и материалов, а также отчуждения земельных участков и сельскохозяйственных угодий, создавая серьезные помехи для сельскохозяйственной техники. Заземляющие устройства типовых опор предусматриваются в виде сложных конструкций, включающих горизонтальные и вертикальные заземлители, их монтаж требует выполнения большого объема земляных и сварочных работ, при этом заземляющее устройство монтируется как отдельная самостоятельная конструкция, соединяемая с арматурой стойкой опоры с помощью заземляющего проводника с малым сечением и механической прочностью. Заземляющее устройство не влияет на устойчивость опоры, а служит исключительно для заземления металлических элементов опоры, устанавливаемого на них электрооборудования, и нулевого провода.

Известна опора линий электропередачи, например по авторскому свидетельству SU №1249141, кл. Е04Н 12/22, опубл. 07.08.86. Бюл. №29, включающая стойку с обоймой, установленную в котлован с грунтовой засыпкой, оттяжку, прикрепленную к нижнему концу стойки и к ригелю с распоркой и расположенной непосредственно у поверхности земли, закрепляемой к обойме стойки и ригелю.

Недостатком опоры является сложность конструкции опоры, требующей при монтаже выполнения большого объема земляных работ. Расположение распорки в верхнем обрабатываемом горизонте земли препятствует работе почвообрабатывающих машин.

Известны типовые опоры, разработанные ОАО РАО «ЕЭС России» и рекомендуемые для массового применения при проектировании и строительстве линий электропередачи, содержащие железобетонные стойки, заземляющие устройства и котлованы. Альбом «Одноцепные, двухцепные и переходные железобетонные опоры ВЛИ 0,38 кВ с СИП-2А с линейной арматурой ООО «НИЛЕНД». Шифр 25.0017.: М., Открытое акционерное общество по проектированию сетевых и энергетических объектов ОАО «РОСЭП», 2005 г. (принято за прототип).

Недостатком является то, что для промежуточных опор не предусматривается дополнительное повышение устойчивости в боковом, относительно трассы, направлении, кроме грунтовой засыпки котлована, а конструкция заземляющего устройства связана с опорой заземляющим проводником с малой механической прочностью, удалена от стойки опоры и не влияет на ее устойчивость. Кроме того, монтаж заземляющего устройства трудоемок и неэкономичен.

Техническим решением задачи является объединение стойки и заземляющего устройства в единую конструкцию. Повышение устойчивости опор в заданном вертикальном положении, снижение объемов земляных и сварочных работ, связанных с монтажом заземляющих устройств, повышение экономической эффективности строительства электрических линий электропередачи.

Указанная задача решается тем, что опора линий электропередачи, содержащая железобетонную стойку с арматурой, котлован для ее установки и заземляющее устройство в виде стержней, выполнена так, что стойка с арматурой и заземляющее устройство жестко соединены между собой, при этом заземляющее устройство содержит не менее двух заземлителей, расположенных в вертикальной плоскости, перпендикулярной направлению трассы воздушной линии электропередачи симметрично с обеих ее сторон и погруженных в землю наклонно к поверхности земли под углом 35...45°, а стойка опоры оснащена направляющими, выполненными со сквозными продольными отверстиями, болтовыми зажимами и уплотнительными гайками, причем направляющие установлены на уровне поверхности земли с взаимопротивоположных сторон стойки и закреплены сваркой к арматуре с углом наклона к поверхности земли, совпадающим с наклоном заземлителей.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 показана опора линий электропередачи, общий вид; на фиг.2 - вид по разрезу А-А; на фиг.3 - пример присоединения заземлителей к стойке опоры, имеющей цилиндрическую форму или арматуру из проволоки.

Опора линий электропередачи состоит из стойки 1 с арматурой 2, размещенной в котловане 3, и наклонных заземлителей 4. Стойка 1 опоры оснащена направляющими 5 с болтовыми зажимами 6, предназначенными для механического и электрического присоединения заземлителя 4, и уплотнительными гайками 7, препятствующими вытеканию антикоррозионной смазки 8 из направляющих 5. Направляющие 5 с помощью сварных соединений 9 соединяются с арматурой 2 стойки 1. По завершении работ направляющие 5 закрываются подсыпкой земли 10.

При монтаже опор из стоек 1 цилиндрической формы направляющие 5 закрепляются на хомутах 11 с ребристой внутренней поверхностью, а последние жестко устанавливаются на стойку 1. Заземлители 4, направляющие 5 и хомуты 11 для электрической связи с арматурой 2 присоединяются к заземляющему проводнику 12.

Опоры монтируются следующим образом. На трассе строящейся линии в точке размещения опоры бурят котлован 3 на заданную проектом глубину, в котлован 3 устанавливают железобетонную стойку 1 с направляющими 5, выполненными и приваренными к арматуре 2 при изготовлении стойки в заводских условиях. Стойка 1 выравнивается по вертикали и разворачивается так, чтобы направляющие 5 были направлены перпендикулярно трассе линии электропередач, после чего котлован 3 засыпается землей с послойным трамбованием.

В продольные отверстия наклонных направляющих 5 вставляют очищенные от следов масла и краски заземлители 4 и погружают их в землю под углом 35-45° к ее поверхности любым способом (забиванием, вибрированием, ввертыванием).

По завершении погружения заземлителей 4, заподлицо с верхней кромкой направляющей 5, свободный объем ее продольного отверстия заполняется антикоррозийной смазкой 8, заземлитель 4 крепится в направляющей 5 болтовыми зажимами 6, а торцы направляющих 5 с заземлителем 4 уплотняются гайками 7, предотвращая утекание смазки 8 из направляющей 5. При наличии сварочных агрегатов заземлители 4 приваривают к направляющим 5. Установленная опора подсыпается рыхлой землей до образования холмика 10.

В случаях, когда опора монтируется из стоек 1 цилиндрической формы, не оснащенных направляющими 5, заводом-изготовителем заземлители 4 крепят к хомутам 11, состоящим из двух симметричных полухомутов, установленных на уровне земли в таком положении, чтобы направляющие были перпендикулярны к трассе линии. После засыпки котлована 3 землей и погружения заземлителя 4 его крепят в направляющих 5. После этого хомут 11 с направляющими 5 и заземлителями 4 соединяют с помощью заземляющего проводника 12 с арматурой 2 железобетонной стойки 1, этим обеспечивается электрическая связь.

Отличительной особенностью опоры линий электропередачи является следующие.

При строительстве линий электропередачи по существующей технологии устойчивость в вертикальном положении промежуточных опор вдоль трассы обеспечивается прочностью котлована и натяжением проводов, а в поперечном направлении (перпендикулярном направлению трассы), как правило, обеспечивается только прочностью стенок котлована и засыпной землей. Заземляющие устройства монтируются как отдельная конструкция, связанная с арматурой опоры только электрически, через заземляющий проводник, и никак не влияет на устойчивость опоры.

Промежуточные опоры воздушных линий в процессе длительной эксплуатации часто отклоняются от первоначального вертикального положения вследствие неравномерного оседания засыпанной в котлован земли, нагрузок от ветра и гололеда и по другим причинам. Это часто ведет к разрушению изоляторов, обрыву проводов, поломке опор. Предлагаемая конструкция опоры позволяет значительно повысить устойчивость опор в поперечном направлении относительно направления трассы линии за счет заземляющего устройства выполненного, как минимум, из двух заземлителей, погруженных наклонно под углом 35-45°, жесткого соединения стойки опоры с заземлителями. При воздействии боковых нагрузок на опору и провода вращающий момент от стойки передается на землю в котловане на уровне поверхности земли под углом, близким к 35-45°, и совпадает с направлением погружения заземлителя, с одной стороны опоры, и с направлением извлечения заземлителя из земли, с противоположной стороны опоры, не вызывая при этом значительных поперечных деформаций заземлителя. Таким образом, боковая нагрузка опоры распределяется между засыпной землей в котловане и наклонными заземлителями. Кроме этого, в процессе эксплуатации поверхность заземлителя покрывается коррозией, и трение заземлителей о землю возрастает, а это увеличивает их несущую (механическую) устойчивость против продольного смещения. Благодаря жесткому креплению заземлителей к стойке с помощью наклонных направляющих повышаются механическое сопротивление опоры боковым нагрузкам и ее устойчивость в вертикальном положении.

Одновременно наклонные заземлители выполняют и свою основную техническую задачу: отвод электрических токов в землю и обеспечение электробезопасности воздушных линий. Угол наклона заземлителей принят в оптимальных границах 35-45°, именно при таком наклоне сопротивление заземляющего устройства будет минимальным, конкретно угол наклона уточняется при проектировании линии электропередачи в зависимости от удельного сопротивления слоев земли. На основании проектных данных оформляется заказ на изготовление стоек с указанием угла проектного наклона направляющих к поверхности земли и глубины заложения опоры. При монтаже направляющие обеспечивают заданный проектом угол наклона заземлителей и предохраняют заземлители от боковых колебаний при погружении, благодаря чему улучшается контакт заземлителей с землей, снижаются переходное электрическое сопротивление «заземлитель-земля» и общее сопротивление заземляющего устройства.

Таким образом, объединение в единую механическую конструкцию стойки опоры и заземляющего устройства позволяет повысить устойчивость опор и надежность электроснабжения, сократить эксплуатационные расходы при обслуживании воздушных линий, а при монтаже сократить объем земляных и сварочных работ, снизить расход металла на заземляющее устройство и трудовые затраты.