Классификация опор. Опишем все моменты и нюансы классификации опор
Опоры отличаются от сырья, из которого они изготовлены, по конструктивным свойствам, передаваемой мощности, по способу установки в землю. Нагрузка на опору зависит от области ее применения. Натянутые провода и металлические тросы оказывают на опору определенные нагрузки. Однако некоторые опоры принимают такое напряжение, а другие не принимают. В зависимости от данного фактора их распределяют на две группы:1.Установленные на промежутках прямой линии трассы. Они выполняют разгрузочную роль, так все нагрузки от массы кабеля вертикального характера, арматуры, изолятора и от других видов вертикальных нагрузок на электрический кабель и опору. Угол поворота линии должен быть не менее двадцати градусов, то есть обязательным условием для сборки таких конструкции является изменение в повороте линии, в ее направлении.
Кроме указанных, они принимают на себя и поперечные нагрузки, которые возникают в результате провисания проводов. В случае повреждения линии и выхода из строя нескольких кабелей, возникает дополнительная нагрузка, которая ложится на промежуточные опоры. Запас кабелей необходим на случай их выхода из строя в результате перекручивания и загибов. Такого вида опоры расположены достаточно часто и их на трассе большое количество.2. Если трасса не отличается прямоугольностью, имеет изгибы, то устанавливают опорную конструкцию, которую называют анкерной. Ее индивидуальные характеристики зависят от марки кабеля, его количества. На участках пересечения, то есть воздушные линии могут пересекаться с другими наземными объектами, они принимают на себя нагрузку от натяжения электрического кабеля.
Существуют модифицированные виды анкерной опоры:
а) в начале и в конце амперной линии собирают опоры, которые называют концевыми. Нагрузка от провисания кабеля распределяется не равномерно, а на одну сторону;
б) если линия меняет свое направление, то на углах ее изгиба применяют одноименные опоры в виде угла;
в) для разветвленной электрической линии используют специальные опоры, имеющие одноименное название;
г) на участках пересечения воздушной линии с другими объектами устанавливают опоры, которые называют перекрестными;
д) на участках, где воздушная линия сталкивается с различными преградами и переходит их, устанавливают одноименные переходные опоры;
е) в местах, где расположение фаз меняют, собирают и устанавливают специальные виды опоры, которые называют транспозиционные.
Для изготовления опор применяют различный материал. Это различие основывается на мощности линии. Для установки электрической линии, мощность двести двадцать вольт, основная опора изготавливается из дерева. Для того чтобы опора служила дольше ее обрабатывают специальным антисептическим раствором. Дерево содержит смолу, особенно круглые бревна из ели, сосны, поэтому их применяют для изготовления опоры. Они не впитывают влагу. Если опора изготовлена из другой породы дерева, которая не противостоит влаге, то это сооружение со временем теряет свои качества. Влага уходит, дерево уменьшается в размере, что отрицательно сказывается на надежности всех видов крепежных материалов.
Для получения необходимого материала, пригодного для изготовления опор (с влажностью восемнадцать-двадцать два процента), ее сушат. Основным методом считается естественная сушка на воздухе. Также на крепость дерева пагубно действуют гниль, сучки, и иные изъяны. Серьезные нарушения из-за плесени, которая появляется от попадания на древесину различных грибков. Для того чтобы древесина не гнила, ее пропитывают минеральными и маслянистыми противогнилостными средствами. Сосна пропитывается намного лучше остальных видов деревьев. Безусловно, при использовании, средства против грибков со временем вымываются из стойки опор. Вследствие чего, при монтаже опоры из дерева, верхний торец нужно закрыть оцинкованной стальной или пластмассовой крышкой, а нижний торец – водостойким средством.
Достоинства опор из дерева:
а) небольшая цена;
б) в три раза такая опора легче, чем железобетонная. Это ощутимо снижает расходы на доставку к месту установки, кроме того для монтажа опор из дерева нет необходимости использования кранового механизма большой грузоподъемности. Еще одним плюсом считается, что опору из дерева можно монтировать ручным способом;
в) обладают отличными диэлектрическими свойствами, что дает снижение токов утечки на ВЛ;
г) выдерживают гололед и ветровые нагрузки;
д) уменьшается риск цепной реакции, так как она намного легче, чем опора из железобетона, поэтому её могут, при падении, удержать провода, а другие, наиболее тяжелые приспособления, при падении тянут за собой иные конструкции, расположенные по всему промежутку. Именно поэтому при таких опарах реже отключают подачу энергии при авариях на электрических линиях;
е) опоры из дерева служат на протяжении сорок пять-пятьдесят лет.
Недостатки опор из дерева:
а) если не придерживаться технологии сушки и пропитки стоек опор из дерева, долговечность снижается до шести лет;
б) поддаются легко возгоранию, источником которого могут быть электрические разряды молнии, блуждающие токи и другие причины. Причиной также могут быть дефекты в изоляции кабельного устройства;
в) примененные для пропитки средства против гнили, выделяются из дерева при повышенных температурах, поэтому возникает коррозия неоцинкованной линейной арматуры, что затрудняет использование, либо уничтожает опоры. В наши дни опоры из дерева используются, обычно, на воздушной линии до одного киловольта.
- Металлические опорные конструкции. Применяют особую марку стали для изготовления опор. Для соединения используют разные методы, в том числе сварку и крепежные детали в виде болтов. Внешнюю часть опорных конструкций покрывают цинком. Этот способ исключает разрушение металла и его окисление. Кроме этого, после истечения небольшого срока, опоры окрашивают, применяя при этом специальные виды красок. Металлические опоры изготавливают из стальных стоек, имеющих гнутую форму и в виде решетки. Опорные приспособления из металла производят в форме правильного многогранника, поэтому они получили соответствующее название. Стальные стойки готовят в виде пустых, внутри усечённых, пирамид. Стойки крепятся телескопическим или фланцевым соединениями. Приспособления производят многогранными, решётчатыми или изолирующими.
Достоинства опор линий электрической передачи энергии рассматриваемого типа:
а) они возводятся гораздо быстрее, чем другие виды применяемых на электрических линиях, опор. Например, металлические опоры, из железобетона, выполняются разным способом и конфигурацией. Их достоинство состоит в малом количестве затраченного труда, благодаря большому количеству промежуточных расстояний. Также их отличает легкость монтажа и небольшое количество расходного материала, который необходим для сборки;
б) данный вид опор дешевле в плане транспортировки, в отличие от решетчатых и железобетонных;
такие секции можно перевозить стандартным габаритным транспортом; раздвижное строение опор позволяет при перевозке разместить одни секции в середине других;
в) снижение расходов на постоянный землеотвод;
г) выгодно в плане экономии денежных средств.
III. Стойки, траверсы, надставки, оттяжки, хомуты являются главной основой для любой железобетонной конструкции. Для их изготовления используют бетон и металл. Опора отличается особой прочностью и надежностью за счет того, что основой для бетона служит стальная арматура. Она прочно удерживает всю бетонную конструкцию, противостоит ее сжатию или наоборот растяжению. Эти два материала: бетон и сталь, расширяются при одинаковой температуре. Если температура меняется, то внутреннее напряжение материала не возникает. По статистике, доля электрических линий с железобетонными опорами составляют большую часть, приблизительно восемьдесят процентов, от линий всех строящихся трасс. Популярность опор из железобетона, используемых при возведении электрических линий, вызвана сравнительно низкой ценой устройства, отличным уровнем стандартизации и специализации стоек опор, и наличием большой производственной базы. Данные опоры прочные, с большим сроком службы (прослужат приблизительно сорок лет) и не нуждаются в существенных расходах при использовании. Затраты труда на их монтаж в значительной степени ниже, чем на сборку опор из дерева и металла решетчатого типа. Вдобавок ко всему, железобетон защищен арматурой из металла от коррозии. С целью уберечь арматуру от разрушения и ржавчины, на опоры, при их изготовлении, наносят гидроизоляцию – асфальтобитумный лак.
Недостаток – это огромная масса, в связи с чем, затраты на транспорт увеличиваются. При сборке таких конструкций необходимо использовать подъемные краны, рассчитанные на определенные грузы. Аварийные нагрузки выдерживают намного хуже, чем опоры из металла. Их требуемое количество в несколько раз больше, чем других видов опор. В бетонных конструкциях могут появляться дефекты в виде трещин, в случае растяжения стали. По своей характеристике этот металл может увеличивать свою длину, в случае растяжения, в несколько раз.
Железобетонные приспособления в виде стоек, имеющие круглое, конусообразное или другое сечение, изготавливают на специальных автоматах с центробежной силой, посредством которой прессуют и формируют бетон, так как форма вращается вокруг оси. Прямоугольного сечения достигают за счёт вибрации, в результате чего бетон становится густым. Для мощных электрических трасс, рассчитанных на сто десять вольт и более, применяют только центрифугированные стойки. Вибрированные и центрифугированные стойки применяют для электрических линий, проложенных воздушным путем и имеющих мощность в сто десять киловольт и более. Быстросъёмное грузозахватное приспособление опор из железобетона делают из металла. Также осуществляются работы по производству стеклопластиковых и бетонных траверс, в которых бетон укреплен стекловолокном.
Отдельные участки проложенной линии с такими приспособлениями и опорами находятся в опытно-промышленном использовании.
Выделяют и такие опоры:
- Материалы для опор часто комбинируют, поэтому они получили такое название – комбинированные. Основная часть опоры, центральная, наиболее длинная. Она выполняется из дерева хвойной породы. По бокам к ней присоединяют две короткие опоры, пасынки. Они, как правило, состоят из железобетона. Нижняя часть всей этой конструкции помещается в землю.
- В некоторых случаях применяют опоры, которые изготовлены из специального материала, называемого стекловолокном. Их называют композитными. Они имеют сравнительно небольшой вес, что исключает любые трудности при их транспортировке, установке. Обслуживание таких опор не представляет особой сложности, их легко установить. Такие опоры долговечны, не выделяют токсичных элементов, противостоят возгоранию, обладают хорошими качествами. Однако такие конструкции отличаются достаточно высокой ценой. Отсутствуют специалисты, имеющие специальные навыки по работе с такими конструкциями. Их используют большие промышленные предприятия для установки наружного освещения. Тем не менее, на сегодняшний день, появляются другие виды опор, применение которых получает широкое распространение. Это стеклопластиковые опоры.
Разные компании и фирмы, при оборудовании электрических линий высокой или средней мощности, стали применять именно такие установки. Опорные конструкции устанавливают сразу в землю или, в некоторых случаях, на фундаменте. Они имеют одну цепь, две цепи или много цепей. Устройство опор электрической линии зависит от функции, которую она будет выполнять, а также от погодных условий местности, мощности линии, количества тросов и кабельных изделий, располагаемых на опорах и других факторов. Самое простое опорное устройство – это столб, имеющий вид прямой свечи. Кроме него используют при устройстве трассы и наиболее сложные конструкции, имеющие конусную форму, в форме литеры «А», портальные, смешанные. Некоторые опоры по методу сборки и конструкции относят к уникальным. Это опоры, стоящие на растяжках и свободно, без оттяжек. Они также разделяются на одиночные и те, которые имеют форму буквы «П». Опоры в виде буквы «А» также стоят без оттяжек, так же как и конструкции с подкосами. Нагрузки чрез незакрепленные опоры оттяжками передаются на фундамент или землю через стойку, а с оттяжками передают только вертикальную нагрузку. Опоры, расположенные поперек или вдоль линии нагрузку в землю передают оттяжками, которые имеют надежное крепление на плитах.