Новые конструкции городских электрических сетей

92

XX заседание Ассоциации электроснабжения городов России «ПРОГРЕССЭЛЕКТРО»

КАЧАНОВСКАЯ Л.И., 

к.т.н.,

 заместитель генерального директора по науке

ЕРМОШИНА М.С., 

к.ф.-м.н.,

 начальник НИЛКЭС ПЦ «Севзапэнергосетьпроект»

РОМАНОВ П.И., 

к.т.н.,

 ГИП НИЛКЭС ПЦ «Севзапэнергосетьпроект» ОАО «СевЗап НТЦ»

НОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ ГОРОДСКИХ 
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ 

Н

а сегодняшний день в городских элек-
трических сетях массово используются 
опоры ВЛ, изготовленные из вибриро-

ванного железобетона. Ввиду низкой долговеч-
ности таких стоек в последние 10 лет массовое 
распространение получили опоры из многогран-
ного профиля, срок службы которых превышает 
срок службы опор из вибрированного железо-
бетона практически в два раза. Однако и у этих 
конструкций есть свои недостатки. В первую 
очередь это стоимость — опоры из многогран-
ного профиля в разы дороже железобетонных. 
Во-вторых, все конструкции многогранных опор 
низкого и среднего классов напряжения являют-
ся разработками заводов-изготовителей (а не 
специализированных проектных организаций), 
что влечёт за собой множество конструктив-
ных недоработок, а также завышенную массу 
металлоконструкций. Кроме того, известны 
проблемы плохого качества сварки и оцинковки 
при их изготовлении.

Существует альтернатива данным конструк-

циям — новые опоры из центрифугированного 
железобетона. Долговечность новых конструк-
ций сопоставима с долговечностью многогран-
ных опор, стоимость опор существенно ниже 
стоимости стальных опор. Кроме того, новые 
конструкции разработаны в соответствии с 
требованиями действующих нормативных доку-
ментов, в том числе ПУЭ-7 и актуализированных 
редакций СНиП. Анкерные опоры из центрифуги-
рованного железобетона являются безподкосны-
ми конструкциями, что позволяет устанавливать 

Рис. 1. ВЛ 750 кВ Запорожская АЭС — 

ПС «Запорожская»

их на маленькой площади, что особенно акту-
ально в городских условиях. Современные 
технологии производства позволяют создавать 
центрифугированные железобетонные опоры с 
прекрасными эстетическими характеристиками: 
с гладкой поверхностью, а также любого цвето-
вого решения.

В отечественном электросетевом строитель-

стве при сооружении ВЛ 35—500 кВ опоры из 

93

2–4 июня 2014 г., Нижний Новгород

центрифугированного железобетона использу-
ются с середины 50-х годов 20 века. В 1985 году 
введена в эксплуатацию линия электропередачи 
сверхвысокого напряжения — ВЛ 750 кВ Запо-
рожская АЭС — ПС «Запорожская» (рис. 1). 
Опыт эксплуатации железобетонных опор в 
различных природных условиях России показы-
вает, что срок их службы составляет не менее 
40 лет. Имеются примеры успешной эксплуата-
ции железобетонных опор сроком более 60 лет, и 
даже 80 лет: ВЛ 110 кВ в Калининграде введена 
в эксплуатацию в 1934 году.

Основные преимущества железобетонных 

опор по сравнению со стальными известны: 
•  простота монтажа (стойка опоры устанавлива-

ется в пробуренный котлован);

• стоимость изготовления и монтажа опор из 

центрифугированных стоек в 2,8 раза ниже 
стоимости многогранных опор, рассчитанных 
на восприятие тех же нагрузок;

• стоимость строительства ВЛ с применением 

железобетонных опор в среднем на 30% ниже 
стоимости строительства ВЛ с применением 
стальных решётчатых и многогранных опор.
Этими факторами обусловлена экономическая 

эффективность их применения, которая явилась 
основанием для широкого внедрения в СССР 
серии унифицированных железобетонных опор 
напряжением 35—750 кВ в 60—80-х годах.

Последнее десятилетие опоры из центрифуги-

рованного железобетона не были рекомендова-
ны к применению на электросетевых объектах в 
связи с выявленными в процессе эксплуатации 
недостатками: 
•  большой процент дефектов при изготовлении 

опор, обусловленный малой автоматизацией и 
технологическим процессом производства;

• 

необходимость применения специального 
транспорта для перевозки опор и получения 
разрешения на провоз изделий к месту строй-
ки в связи с фиксированной длиной стоек 22,6 
и 26 м;

• сокращение долговечности конструкций за 

счёт полученных при неправильной транспор-
тировке и складировании повреждений;

•  необходимость установки ригелей для закре-

пления опор в грунтах с низкой несущей 
способностью (что влечёт увеличение объёма 
работ и стоимости монтажа), обусловлен-
ная невозможностью увеличения глубины 
заделки опор ниже 3 метров без нарушения 

габаритных расстояний из-за фиксированной 
длины стоек;

•  несоответствие стоек и опор ВЛ на их основе 

требованиям действующих нормативных доку-
ментов (по трещиностойкости, толщине защит-
ного слоя, устойчивости заглублённой в грунт 
части стойки к воздействию горизонтальных 
сил и изгибающего момента), а также увеличе-
ние расчётных нагрузок на опоры, вызванное 
ужесточением требований ПУЭ-7, приводят к 
необходимости резкого сокращения пролётов 
опор, увеличению количества опор и фунда-
ментов, линейной арматуры и гирлянд изоля-
торов на каждый километр трассы ВЛ.
При этом опыт эксплуатации железобетонных 

опор на территории РФ показывает, что при 
обеспечении технологий производства, транс-
портировки и монтажа стоек долговечность 
железобетонных центрифугированных опор 
сопоставима с долговечностью стальных много-
гранных опор.

Закладываемая при проектировании надёж-

ность железобетонных опор выше надёжности 
металлических в силу существенных отличий 
требований нормативной документации по 
расчёту железобетонных и стальных конструк-
ций, а также в силу более строгих требований, 
предъявляемых при механических испытаниях 
опор ВЛ. В апреле 2013 года на ВЛ 330 кВ Новая 
Каховка — Джанкой произошла авария, которая 
привела к отключению Севастополя от электро-
энергии на два часа и перебоям в электроснаб-
жении Симферополя. Авария на линии электро-
передачи и отключение двух параллельных 
ВЛ 330 кВ, питающих Крым, были вызваны паде-
нием металлической опоры из-за шквального 
ветра с порывами до 30 м/с. Железобетонные 
опоры на параллельной ВЛ 330 кВ остались в 
работоспособном состоянии несмотря на усугу-
бившее сверхнормативные ветровые воздей-
ствия падение металлической опоры непосред-
ственно на провода ВЛ (рис. 2).

За последние 30 лет технология изготовления 

стоек из центрифугированного железобетона 
существенно изменилась. На заседании Рабочей 
группы ОАО «Россети» по внедрению желе-
зобетонных опор из секционированных стоек 
представителем крупнейшего в России произ-
водственного объединения по производству 
железобетонных изделий ПО «Энергожелезобе-
тонинвест» В.Ю. Кустовым были представлены 

94

XX заседание Ассоциации электроснабжения городов России «ПРОГРЕССЭЛЕКТРО»

основные этапы технологического процесса произ-
водства. Для обеспечения качества и гарантирован-
ного срока эксплуатации центрифугированных опор 
осуществляется строгое соблюдение технологии 
изготовления на всех этапах производства при 
максимальной автоматизации технологических 
процессов. Собственная аттестованная лаборато-
рия предприятия осуществляет контроль качества 
всех материалов, поступающих в производство, с 
занесением каждой партии в базу данных предпри-
ятия. Приготовление бетонной смеси осуществляется 
автоматически с фиксированием рецепта приготов-
ления в базе данных. Формирование металлического 
каркаса изделия производится натяжением арматуры 
для создания предварительно напряжённой конструк-
ции и передачей натяжения на опалубку. Опалубка 

представляет собой разъёмную коническую 
или цилиндрическую металлоформу (рис. 3). 
После закладки бетонной смеси опалубка 
помещается на специальную машину для 
автоматического центрифугирования и затем 
с изделием помещается в электромагнитную 
камеру для нагрева и пропаривания, — созда-
ния необходимого для твердения бетонной 
смеси температурно-влажностного режима. 
Каждый этап технологической цепочки, а 
также результаты контрольных и периодиче-
ских испытаний фиксируются в базе данных 
предприятия. 

Преимущества железобетонных опор и 

автоматизация технологии производства, 
гарантирующая высокое качество и долго-
вечность центрифугированного железобето-
на, позволили предложить новое техническое 
решение изготовления железобетонных 
центрифугированных опор из секциониро-
ванных стоек.

Новое поколение железобетонных опор, 

которые будут соответствовать требовани-
ям действующих нормативных документов, 
позволит избежать известных недостатков:
•  изменение армирования для соответствия 

требованиям по трещиностойкости повы-
сит жёсткость стойки, что минимизирует 
повреждения при транспортировке;

• увеличение толщины защитного слоя 

уменьшит начальное внутреннее напряже-
ние в бетоне, что увеличит долговечность 
конструкций;

•  применение современных составов бетон-

ной смеси и автоматизация производства 
исключат дефекты при изготовлении стоек;

• 

секционирование стоек на элементы 
длиной до 11,3 м решит проблемы транс-
портировки и складирования;

•  масса каждой секции составит 2—4 т, что 

позволит применять стандартную технику 
для монтажа и установки опоры;

• 

обеспечение необходимой несущей 
способности грунта основания при безри-
гельной установке стойки в грунт дости-
гается варьированием длины и диаметра 
фундаментной секции.
Изготовление опор из секций различного 

диаметра позволит оптимизировать опору 
для конкретной ВЛ и приведёт к уменьшению 
материалоёмкости линии. За счёт большей 

Рис. 2. Аварийная ситуация на ВЛ 330 кВ 

Н. Каховка — Джанкой в апреле 2013 года

Рис. 3. Металлоформы для изготовления 

железобетонных центрифугированных секций 

диаметром 800 мм на заводе «Рыбинскэнергоже-

лезобетон», г. Рыбинск

95

2–4 июня 2014 г., Нижний Новгород

несущей способности секционированных 
стоек по сравнению с существующими 
пролёты железобетонных опор сопоста-
вимы с пролётами стальных опор, что при 
разнице в стоимости изготовления стоек 
более чем в три раза приводит к сокраще-
нию стоимости изготовления и монтажа 
конструкций в 1,6 и 2,8 раза по сравнению с 
использованием многогранных или решёт-
чатых конструкций соответственно. Приме-
нение железобетонных опор на ВЛ 0,4 и 
6—10 кВ также экономически оправдано.

При реконструкции ВЛ существующие 

железобетонные опоры могут быть заме-
нены на более мощные железобетонные 
опоры нового поколения без сокращения 
пролётов с соблюдением требований 
ПУЭ-7. Установка новых опор на место 
старых позволит избежать необходимости 
организации дополнительного землеот-
вода с изменением кадастровых номеров 
участков под опоры.

Проект применения железобетонных 

опор нового поколения получил одобре-
ние эксплуатирующих, строительно-
монтажных и проектных организаций, 
в том числе ОАО «ФСК ЕЭС» и ОАО 
«ЦИУС ЕЭС» в соответствии с решениями 
протокола международной научно-практи-
ческой конференции «Опоры для умных 
сетей: проектирование и реконструкция», 
прошедшей 24—27 июня 2013 года в 
Санкт-Петербурге.

Производственные мощности совре-

менных производителей железобетонных 
изделий подготовлены к массовому произ-
водству центрифугированных секциониро-
ванных стоек. При приготовлении бетонной 
смеси в рецепт могут быть добавлены 
цветообразующие добавки, не снижающие 
её прочностных характеристик, но повыша-
ющие эстетические свойства изделия.

Технической политикой ОАО «Россети» 

опоры ВЛ из железобетонных центрифу-
гированных секционированных стоек реко-
мендованы к применению на объектах ОАО 
«Россети».

На заводе ООО «Рыбинскэнергожелезо-

бетон», входящем в ПО «Энергожелезобе-
тонинвест», изготовлены и успешно испы-
таны опытные образцы секционированных 

стоек нового поколения. Образцы секционированных 
стоек были представлены на выставке «Инновации. 
Бизнес. Образование», г. Ярославль, и «Электри-
ческие сети России-2013», г. Москва (рис. 4). За 
разработку железобетонной центрифугированной 
секционированной стойки коллектив разработчиков 
был награждён Золотой медалью выставки «Электри-
ческие сети России — 2013» (рис. 5).

В настоящее время ведётся разработка опор из 

секционированных центрифугированных железобе-
тонных стоек для подвески СИП-3. За счёт высокой 
несущей способности конструкций и применения 
повышенных опор достигается существенный эконо-
мический эффект.

Рис. 4. Железобетонная центрифугированная 

секционированная стойка на выставке 

«Электрические сети России-2013»

Рис. 5. Диплом и золотая медаль выставки 

«Электрические сети России-2013»