Железобетонная опора из секционированных центрифугированных стоек для ВЛ 500 кВ

Page 1
background image

Page 2
background image

66

АНАЛИТИКА

СЕТИ  РОССИИ

66

в

о

з

д

у

ш

н

ы

е

 Л

Э

П

воздушные ЛЭП

В

 

конце

 

октября

 2015 

года

 

на

 

по

-

лигоне

 

в

 

Хотьково

 

были

 

успеш

-

но

 

завершены

 

испытания

 

желе

-

зобетонной

 

портальной

 

опоры

 

2

СПБ

500-3

В

 

из

 

секционированных

 

центри

-

фугированных

 

конических

 

стоек

 (

рис

.1).

Это

 

уже

 

вторая

 

модификация

 

опоры

спроектированной

 

для

 

условий

 

ВЛ

 500 

кВ

 

«

Ростовская

» — 

Андреевская

 — 

Тамань

» 

по

 

заказу

 

ООО

  «

ПО

  «

Энергожелезобе

-

тонинвест

». 

О

 

характеристиках

 

первого

 

варианта

 

конструкции

 

мы

 

подробно

 

рас

-

сказывали

 

на

 

страницах

 

журнала

 

полгода

 

назад

.

Каждая

 

стойка

 

опоры

 

в

 

том

 

случае

 

была

 

выполнена

 

из

 

трёх

 

центрифугиро

-

ванных

 

секций

 

диаметром

 800 

мм

а

 

высо

-

та

 

крепления

 

гирлянд

 

изоляторов

 

состав

-

ляла

 32 

м

 

от

 

уровня

 

земли

Конструкция

 

опоры

 

рассчитана

 

на

 

максимальные

 

со

-

четания

 

возможных

 

нагрузок

 

по

 

трассе

 

ВЛ

определённых

 

с

 

учётом

 

повышенных

 

региональных

 

коэффициентов

 

по

 

ветру

 

и

 

гололёду

Требуемый

 

габарит

 

между

 

низ

-

шей

 

точкой

 

подвеса

 

провода

 

и

 

землёй

 

со

-

ставлял

 12 

м

.

Железобетонная опора 

из секционированных 

центрифугированных 

стоек для ВЛ 500 кВ 

Продолжая тему возвращения железобетона в электросетевое строительство*,  
поднятую на страницах журнала в этом году, спешим поделиться реальными 
результатами испытаний новой железобетонной опоры для ВЛ 500 кВ.

Любовь КАЧАНОВСКАЯ, к.т.н., зав. НИЛКЭС,

Петр РОМАНОВ, к.т.н., зам. зав. НИЛКЭС,

Сергей КАСАТКИН, главный специалист НИЛКЭС,

филиал ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС» — СибНИИЭ

Рис

. 1. 

Схема

 

промежуточной

 

свободностоящей

 

портальной

 

опоры

 

2

СПБ

500-3

В

Триумфальное

 

возвращение

 

железобето

-

на

 

в

 

электросетевое

 

строительство

//

ЭЛЕК

-

ТРОЭНЕРГИЯ

Передача

 

и

 

распределе

-

ние

 3 (30), 

май

июнь

 2015 

г

С

. 88—91.


Page 3
background image

67

 6 (33) 2015

67

Уточнение

 

значений

 

региональных

 

коэффициен

-

тов

 

для

 

условий

 

трассы

 

ВЛ

 

позволило

 

спроектиро

-

вать

 

облегчённый

 

вариант

 

опоры

На

 

рис

.1 

приведена

 

схема

 

промежуточной

 

свободностоящей

 

портальной

 

опоры

 2

СПБ

500-3

В

состоящей

 

из

 

двух

 

секциониро

-

ванных

 

железобетонных

 

стоек

составной

 

траверсы

 

и

 

двух

 

гибких

 

перекрёстных

 

внутренних

 

связей

по

-

вышающих

 

боковую

 

устойчивость

 

опоры

.

Принятая

 

конструктивная

 

схема

 

опоры

 

приме

-

няется

 

в

 

электросетевом

 

строительстве

 

уже

 

более

 

40 

лет

 

и

 

хорошо

 

зарекомендовала

 

себя

 

в

 

эксплуа

-

тации

Все

 

особенности

 

опоры

 

в

 

целом

 

и

 

отдельных

 

её

 

элементов

 

изучены

 

достаточно

 

подробно

В

 

новой

 

разработке

 

конструктивно

 

устранены

 

проблемы

 

кор

-

розии

 

узлов

 

крепления

 

гирлянд

 

изоляторов

 

средней

 

фазы

В

 

целом

 

положительный

 

опыт

 

работы

 

этой

 

конструкции

 

на

 

ВЛ

 330 

и

 500 

кВ

 

говорит

 

о

 

высокой

 

живучести

 

опоры

 

в

 

расчётных

 

режимах

 

работы

.

Опора

 2

СПБ

500-3

В

 

рассчитана

 

на

 

подвеску

 

про

-

водов

 

АС

 300/66, 

по

 

три

 

провода

 

в

 

фазе

 

и

 

двух

 

тросов

 

со

 

встроенным

 

оптическим

 

кабелем

Предназначена

 

для

 

работы

 

в

 

сложных

 

условиях

 

высоких

 

ветровых

 

и

 

гололёдных

 

нагрузок

По

 

требованию

 

заказчика

для

 

сокращения

 

проблем

 

при

 

эксплуатации

 

увеличен

 

по

 

сравнению

 

с

 

требованиями

 

ПУЭ

-7 

минимальный

 

га

-

барит

 

между

 

проводом

 

и

 

землёй

 

до

 10 

м

В

 

табл

приведены

 

расчётные

 

данные

 

для

 

опоры

Общая

 

высота

 

конструкции

 28,7 

м

Высота

 

подвески

 

гирлянд

 

с

 

учётом

 

фундаментной

 

секции

 — 25 

метров

Расстояние

 

между

 

осями

 

стоек

 

опоры

 — 14 

м

определено

 

необходимостью

 

сокращения

 

выдёр

-

гивающих

 

нагрузок

 

на

 

фундаменты

Опора

 

крепит

-

ся

 

к

 

фундаменту

 

на

 

отметке

 0,8 

м

 

при

 

помощи

 

со

-

единительного

 

металлического

 

элемента

Выбор

 

места

 

соединения

 

опоры

 

с

 

фундаментной

 

секцией

 

обусловлен

 

необходимостью

 

защиты

 

металличе

-

ских

 

элементов

 

опоры

 

от

 

коррозии

 

путём

 

вынесения

 

опорного

 

узла

 

из

 

переходной

 

зоны

в

 

которой

 

корро

-

зионные

 

процессы

 

развиваются

 

наиболее

 

активно

.

Секционированные

 

стойки

 

этой

 

конструкции

 

изготавливаются

 

в

 

конической

 

опалубке

 

общей

 

дли

-

ной

 26 

м

Диаметр

 

комля

 

нижней

 

секции

 

составляет

 

650 

мм

Каждая

 

стойка

 

опоры

 

состоит

 

из

 

двух

 

сек

-

ций

 

длиной

 

по

 13 

м

 

каждая

Секционирование

 

стойки

 

позволяет

 

решить

 

проблему

 

транспортировки

 

длин

-

номерных

 

конструкций

при

 

этом

 

исключив

 

возмож

-

ность

 

получения

 

повреждений

 

в

 

процессе

 

доставки

 

стоек

 

на

 

трассу

 

ВЛ

.

На

 

основании

 

результатов

 

предыдущих

 

испы

-

таний

 

элементов

 

секций

в

 

которых

 

варьировались

 

конструктивные

 

варианты

 

закладных

 

деталей

 

и

 

ис

-

пользование

 

бетонов

 

классов

 

прочности

 

В

40 

и

 

В

60, 

принято

 

решение

 

о

   

целесообразности

 

применения

 

бетона

 

класса

 

В

60. 

В

 

этом

 

случае

 

уменьшение

 

мас

-

сы

 

арматуры

даже

 

при

 

некотором

 

увеличении

 

за

-

трат

 

на

 

бетон

даёт

 

возможность

 

сократить

 

общую

 

стоимость

 

изделия

.

Несомненным

 

успехом

   

новой

 

стойки

 

является

 

конструкция

 

закладной

 

детали

при

 

помощи

 

которой

 

организовано

 

соединение

 

секций

 

стоек

 

между

 

собой

 

и

 

опоры

 

с

 

фундаментом

Соединительные

 

элементы

 

располагаются

 

внутри

 

опалубки

крепятся

 

к

 

арматур

-

ному

 

каркасу

 

до

 

процесса

 

центрифугирования

за

 

счёт

 

этого

 

достигается

 

их

 

перпендикулярное

 

положе

-

Табл

Расчётные

 

данные

 

опоры

 2

СПБ

500-3

В

Нормативы

Глава

 2.5 

ПУЭ

-7

 «

Воздушные

 

линии

 

электропередачи

 

напряжением

 

выше

 1 

кВ

»

Расчётные

 

климатические

 

условия

Район

 

по

 

ветру

IV (WO=800 

Па

)

Район

 

по

 

ветру

 III (WO=650 

Па

)

Район

 

по

 

ветру

II (WO=500 

Па

)

Район

 

по

 

гололёду

IV

(b

э

=25 

мм

)

III

(b

э

=20 

мм

)

V

(b

э

=30 

мм

)

IV

(b

э

=25 

мм

)

III

(b

э

=20 

мм

)

II

(b

э

=15 

мм

)

III

(b

э

=20 

мм

)

II

(b

э

=15 

мм

)

Ветер

 

при

 

гололёде

 

200 

Па

Ветер

 

при

 

гололёде

 160 

Па

Пров

од

Марка

х

 

АС

 300/66

σГ

МПа

153

σ

153

σЭ

102

Трос

Марка

ОКГ

 

Тц

 — … 14,6/88

σ

max

МПа

382

Габаритный

 

пролёт

,

м

290

325

265

295

330

375

330

375

Ветровой

 

пролёт

м

320

325

320

360

395

395

415

495

Весовой

 

пролёт

м

362

406

331

369

412

469

412

469


Page 4
background image

68

СЕТИ РОССИИ

ние

 

относительно

 

продольной

 

оси

 

стойки

что

 

в

 

свою

 

очередь

 

гарантирует

 

прямолинейность

 

собираемых

 

элементов

 

опоры

После

 

распалубки

 

получается

 

го

-

товая

 

секция

не

 

требующая

 

дополнительных

 

свар

-

ных

 

работ

 

для

 

крепления

 

внешних

 

фланцев

При

 

монтаже

 

опоры

 

секции

 

соединяются

 

между

 

собой

 

при

 

помощи

 

высокопрочных

 

болтов

Конструкция

 

за

-

кладных

 

деталей

 

позволяет

 

защищать

 

их

 

от

 

корро

-

зии

 

методом

 

горячего

 

цинкования

.

Конструкция

 

траверсы

 

обеспечивает

 

возмож

-

ность

 

использования

 

одиночных

 

гирлянд

 

изолято

-

ров

Траверсу

 

образуют

 

средняя

 

и

 

две

 

наружные

 

консольные

 

части

Пояса

 

решётчатой

 

траверсы

 

вы

-

полняются

 

из

 

элементов

 

замкнутого

 

сварного

 

ква

-

дратного

 

профиля

раскосы

 — 

из

 

двутавров

.

Средняя

 

и

 

консольные

 

части

 

траверсы

 

крепятся

 

к

 

стойкам

 

опоры

 

с

 

помощью

 

специальных

 

хомутов

 

с

 

шарнирами

обеспечивающими

 

поворот

 

траверс

 

в

 

плоскости

 

портала

Гибкие

 

связи

 

траверсы

 

обеспе

-

чивают

 

горизонтальное

 

соединение

 

между

 

стойками

 

(

затяжка

и

 

поддержку

 

средней

 

и

 

консольных

 

тра

-

верс

 

в

 

местах

 

крепления

 

гирлянд

 (

тяги

). 

Тросостойка

 

и

 

консоли

 

для

 

крепления

 

троса

 

выполнены

 

из

 

замкнутого

 

сварного

 

квадратного

 

про

-

филя

В

 

отличие

 

от

 

типовых

 

конструкций

 

размеры

 

тросовых

 

консолей

 (1,6 

м

выбраны

 

из

 

условия

 

обе

-

спечения

 

возможности

 

организации

 

плавки

 

гололёда

 

на

 

ВЛ

 500 

кВ

Фундаменты

 

опор

 

могут

 

быть

 

выполнены

 

из

 

железобетонных

 

центрифугированных

 

секций

 

диа

-

метром

 800 

мм

Для

 

соединения

 

со

 

стойками

 

опоры

 

фундаментные

 

секции

 

с

 

одной

 

стороны

 

имеют

 

спе

-

циальные

 

закладные

 

детали

Длина

 

фундаментной

 

секции

 

стандартного

 

размера

 

привязана

 

к

 

размеру

 

опалубки

 (20 

м

и

 

может

 

составлять

 5,0 

м

, 6,7 

м

 

или

 

10,0 

м

Выбор

 

глубины

 

заделки

 

фундамента

 

опре

-

деляется

 

при

 

проектировании

 

ВЛ

 

в

 

зависимости

 

от

 

характеристик

 

грунта

 

в

 

месте

 

установки

 

опор

Фун

-

даменты

 

такого

 

типа

 

позволяют

 

отказаться

 

от

 

уста

-

новки

 

ригелей

.

Технология

 

сооружения

 

таких

 

фундаментов

 

ба

-

зируется

 

на

 

применении

 

буровой

 

техники

при

 

этом

 

ненарушенность

 

грунта

 

вокруг

 

фундамента

 

учиты

-

вается

 

при

 

выборе

 

глубины

 

заделки

Разрыхлённый

 

грунт

 

и

 

грунт

 

обратной

 

засыпки

который

 

необходимо

 

учитывать

 

при

 

погружении

 

фундамента

 

в

 

копаный

 

котлован

существенно

 

уменьшают

 

расчётную

 

несу

-

щую

 

способность

 

закрепления

что

 

приводит

 

к

 

удо

-

рожанию

 

закрепления

 

в

 

целом

.

Конструкция

 

нижней

 

части

 

стойки

 

за

 

счёт

 

нали

-

чия

 

специальных

 

закладных

 

деталей

 

позволяет

 

ис

-

пользовать

 

и

 

другие

 

варианты

 

закрепления

 

опор

Например

на

 

слабых

 

грунтах

 

могут

 

быть

 

использо

-

ваны

 

свайные

 

фундаменты

 

с

 

монолитным

 

роствер

-

ком

имеющим

 

закладную

 

деталь

 

для

 

соединения

 

со

 

стойкой

.

Для

 

подъёма

 

на

 

опоры

 

на

 

одной

 

из

 

стоек

 

пред

-

усмотрена

 

стационарная

 

лестница

расположенная

 

с

 

фасадной

 

стороны

 

опоры

Конструкция

 

лестниц

 

обеспечивает

 

постоянную

 

фиксацию

 

монтажника

 

при

 

подъёме

 

на

 

опору

 

за

 

счёт

 

использования

 

специ

-

альной

 

анкерной

 

линии

по

 

которой

 

соединительный

 

элемент

прикреплённый

 

к

 

поясу

 

поднимающегося

 

монтажника

при

 

движении

 

вверх

 

легко

 

скользит

а

 

при

 

падении

 

человека

 — 

заклинивает

обеспечивая

таким

 

образом

надёжную

 

страховку

 

рабочего

Кон

-

струкция

 

анкерной

 

линии

 

из

 

Т

-

образного

 

профиля

совмещённой

 

с

 

лестницей

получилась

 

достаточно

 

простой

доступной

 

для

 

изготовления

 

её

 

на

 

любом

 

заводе

 

металлоконструкций

.

На

 

траверсе

 

размещается

 

трап

 

с

 

поручнем

 

для

 

безопасного

 

обслуживания

 

опоры

.

Испытания

 

опоры

 

проводились

 

на

 

полигоне

 

ОАО

 «

Фирма

 

ОРГРЭС

» 

в

 

Хотьково

.

В

 

связи

 

с

 

высокой

 

актуальностью

 

внедрения

 

же

-

лезобетонных

 

опор

 

из

 

секционированных

 

стоек

 

в

 

электросетевое

 

строительство

 

в

 

испытаниях

 

опоры

 

принимали

 

участие

 

представители

 

ПАО

 «

ФСК

 

ЕЭС

», 

ЦИУС

 

ЕЭС

ОАО

 «

Южэнергосетьпроект

» 

и

 

филиала

 

ОАО

 «

НТЦ

 

ФСК

 

ЕЭС

» — 

СибНИИЭ

.

Задачей

 

испытаний

 

было

 

подтверждение

 

соответ

-

ствия

 

характеристик

 

опоры

 

заданным

 

требованиям

.

Опора

 

устанавливалась

 

на

 

силовом

 

полу

 

полиго

-

на

 

при

 

помощи

 

специальных

 

переходников

позво

-

ляющих

 

смоделировать

 

крепление

 

нижней

 

секции

 

опоры

 

к

 

фундаментному

 

блоку

Для

 

монтажа

 

опоры

 

разработан

 

и

 

изготовлен

 

специальный

 

шарнир

яв

-

ляющийся

 

элементом

 

переходника

.

Опора

 

была

 

полностью

 

смонтирована

 

на

 

земле

 

и

 

поднята

 

в

 

рабочее

 

положение

 

поворотом

 

вокруг

 

оси

 

шарнира

 

при

 

помощи

 

тяговых

 

канатов

Таким

 

спосо

-

бом

 

имитировалась

 

схема

 

подъёма

 

опоры

 

падаю

-

щей

 

стрелой

Рис

. 2. 

Общий

 

вид

 

опоры

подготовленной

 

к

 

испытаниям


Page 5
background image

69

 6 (33) 2015

Для

 

анализа

 

процесса

 

подъёма

 

опоры

 

при

 

мон

-

таже

 

разработана

 

компьютерная

 

программа

позво

-

ляющая

 

определить

 

усилия

 

во

 

всех

 

монтажных

 

эле

-

ментах

 

и

 

элементах

 

опоры

 

в

 

любой

 

момент

 

подъёма

 

конструкции

.

Общий

 

вид

 

опоры

подготовленной

 

к

 

проведению

 

испытаний

приведен

 

на

 

рис

. 2.

Опора

 

успешно

 

прошла

 

испытания

 

во

 

всех

 

нор

-

мальных

 

и

 

аварийных

 

режимах

 

работы

.

При

 

определении

 

нагрузок

 

на

 

конструкцию

 

вы

-

яснилось

что

 

определяющим

 

для

 

элементов

 

опоры

 

является

 «

аварийный

» 

режим

 

обрыва

 

провода

 

край

-

ней

 

фазы

при

 

котором

 

опора

 

начинает

 

работать

 

на

 

кручение

.

В

 

соответствии

 

с

 

рекомендациями

 

п

. 2.5.142 

ПУЭ

-7 

о

 

возможности

 

учёта

 

при

 

проектировании

 

кон

-

струкций

 

поддерживающего

 

действия

 

оставшихся

 

неповреждёнными

 

проводов

 

и

 

тросов

была

 

опреде

-

лена

 

величина

 

реальной

 

нагрузки

 

на

 

конструкцию

 

в

 

аварийном

 

режиме

Было

 

учтено

что

 

реальные

 

от

-

клонения

 

опоры

 

в

 

этом

 

режиме

 

будут

 

меньше

 

про

-

гибов

 

конструкции

 

в

 

условиях

когда

 

эта

 

поддержка

 

не

 

учтена

При

 

испытаниях

 

было

 

зафиксировано

что

 

опора

 

выдержала

 

расчётные

 

нагрузки

 

аварийного

 

режима

 

без

 

видимых

 

повреждений

.

При

 

учёте

 

поддерживающего

 

действия

 

проводов

 

и

 

тросов

 

аварийный

 

режим

 

перестаёт

 

быть

 

опре

-

деляющим

 

для

 

назначения

 

характеристик

 

опоры

в

 

данном

 

случае

 — 

выбора

 

параметров

 

армирования

 

железобетонных

 

стоек

Это

 

позволяет

 

существенно

 

сократить

 

стоимость

 

конструкций

Анализ

 

опыта

 

разработки

 

портальных

 

опор

 

ста

-

рой

 

унификации

 

показывает

что

 

проектировщики

 

опор

 

шли

 

именно

 

таким

 

путём

подбирая

 

параметры

 

стоек

 

опор

   

по

 

нагрузкам

 

нормального

 

режима

 

экс

-

плуатации

.

Анализ

 

опыта

 

эксплуатации

 

подтвердил

 

правиль

-

ность

 

выбранного

 

подхода

За

 

более

 

чем

 50-

летний

 

срок

 

службы

 

железобетонных

 

центрифугированных

 

опор

разрушения

 

конструкций

 

по

 

причине

 

недоста

-

точной

 

прочности

 

в

 

аварийном

 

режиме

 

не

 

наблюда

-

лось

.

На

 

элементы

 

железобетонных

 

опор

 

перед

 

испы

-

танием

 

было

 

нанесено

 

защитное

 

покрытие

 Steel-

paint. 

Оно

 

показало

 

хорошую

 

адгезию

 

к

 

поверхности

 

железобетонных

 

центрифугированных

 

стоек

.  

Это

 

покрытие

 

может

 

быть

 

использовано

 

для

 

придания

 

опоре

 

повышенных

 

эстетических

 

свойств

Будучи

 

на

-

несённым

 

на

 

фундаментную

 

часть

 

опоры

оно

 

сни

-

жает

 

действие

 

сил

 

морозного

 

пучения

Кроме

 

того

при

 

закреплении

 

опоры

 

в

 

сильноагрессивных

 

грун

-

тах

оно

 

может

 

обеспечивать

 

долговечность

 

фунда

-

ментной

 

части

 

опоры

.

Расчёты

 

стоимости

 

строительства

 

ВЛ

 500 

кВ

 

с

 

ис

-

пользованием

 

опоры

 2 

СПБ

500-3

В

 

показали

что

 

за

 

счёт

 

невысокой

 

стоимости

 

самих

 

конструкций

 

общие

 

затраты

 

на

 

каждый

 

километр

 

трассы

 

существенно

 

ниже

чем

 

при

 

использовании

 

металлических

 

решёт

-

чатых

 

или

 

многогранных

 

конструкций

.

Для

 

аттестации

 

опоры

 

в

 

ПАО

 «

ФСК

 

ЕЭС

» 

подго

-

товлен

 

необходимый

 

набор

 

нормативных

 

докумен

-

тов

в

 

том

 

числе

Технологические

 

карты

 

по

 

монтажу

 

конструкции

 

опоры

Технические

 

требования

 

к

 

желе

-

зобетонным

 

портальным

 

опорам

 

из

 

секционирован

-

ных

 

стоек

 

и

 

Технические

 

условия

 

на

 

конструкцию

  

опоры

.

После

 

прохождения

 

процедуры

 

аттестации

 

опо

-

ра

 

будет

 

использована

 

при

 

строительстве

 

ВЛ

 500 

кВ

 

«

Ростовская

 — 

Андреевская

 — 

Тамань

».

Тел

./

факс

: +7 (495) 117-73-67, 

моб

.: +7 (926) 128-01-23, 

е

-mail: lozinau@compltec.ru, www.compltec.ru


Читать онлайн

Продолжая тему возвращения железобетона в электросетевое строительство, поднятую на страницах журнала в этом году, спешим поделиться реальными результатами испытаний новой железобетонной опоры для ВЛ 500 кВ.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 5(74), сентябрь-октябрь 2022

Оценка технического состояния и остаточного ресурса проводов и грозотросов воздушных линий электропередачи

Воздушные линии Диагностика и мониторинг
Кульков В.Г. Курьянов В.Н. Султанов М.М. Тышкевич В.Н. Норов Дж.Ш. Соколов Р.В.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»