опора для воздушных линий электропередачи высокого и сверхвысокого напряжения

Формула изобретения

Опора для воздушных линий электропередачи высокого и сверхвысокого напряжения, содержащая стойку со смонтированными на ней верхне- и нижнерасположенными консолями для крепления проводов, при этом указанная стойка выполнена в нижней своей части раздвоенной в направлении, перпендикулярном оси линии электропередачи, а каждая из двух образовавшихся в результате раздваивания наклонных стоек закреплена на отдельном фундаменте, а также тросостойку для обеспечения необходимого угла молниезащиты проводов линий электропередачи высокого и сверхвысокого напряжения, отличающаяся тем, что наклонные стойки жестко связаны с нижним концом верхнерасположенной части стойки не выше уровня закрепления нижнерасположенной консоли, при этом все стойки расположены симметрично или несимметрично относительно оси линии электропередачи, а верхнерасположенная часть стойки между нижне- и верхнерасположенными консолями расположена под углом к вертикальной оси, проходящей через узел соединения наклонных стоек с нижним концом верхнерасположенной наклонной части стойки, и является продолжением одной из наклонных стоек, при этом тросостойка расположена параллельно или под углом относительно указанной вертикальной оси, проходящей через узел соединения наклонных стоек с верхнерасположенной наклонной частью стойки.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к области строительства, в частности к опорным конструкциям для линии электропередачи высокого напряжения (далее - ЛЭП) с уменьшенной шириной коридора и высокой эксплуатационной надежностью при работе с ветровыми нагрузками рабочих режимов, направленными поперек оси ЛЭП.

Известна опора для воздушной линии электропередачи, содержащая стойку, закрепленную одним концом на опорной поверхности и несущую в верхней части расположенные по разные стороны от стойки и разнесенные по высоте консоли для узлов крепления подвешиваемых проводов линии электропередачи (SU, авт. св. №1573117, Е04Н 12/00, опубл. 23.06.1990).

Недостатком конструкции данной опоры является то, что с увеличением класса напряжения ЛЭП увеличивается сечение проводов, применяемых при строительстве ЛЭП. Провода большого сечения имеют больший удельный вес и большую механическую прочность. Большая механическая прочность проводов приводит к тому, что опоры ЛЭП более высоких классов напряжения имеют большие габаритные пролеты. Эти факторы приводят к тому, что существенно возрастают нагрузки, действующие на опоры ЛЭП высокого и сверхвысокого классов напряжения. Существенное возрастание нагрузок наблюдается и для многоцепных опор более низких классов напряжения, что объясняется размещением на одной опоре большого количества цепей.

Не представляет проблемы разработать стойку опоры, выдерживающую эти нагрузки, однако изгибающие моменты, действующие на фундаменты опор при этом будут настолько значительными, что выполнение самих фундаментов, обеспечивающих надежное закрепление опор в грунте, будет проблематичным и неоправданно дорогим.

Также известны опорные конструкции ЛЭП башенного типа, опирающиеся на четыре фундамента, что позволяет снять проблему с закреплением опор в грунте в связи с тем, что в этом случае изгибающие моменты переводятся в усилия сжатиям вырывания. Для закрепления таких опор в грунте применяются грибовидные подножники или электротехнические сваи достаточной длины для того, чтобы выдержать действие вырывающей нагрузки.

Анализ сил, воздействующих на опоры ЛЭП высокого и сверхвысокого напряжения, показывает, что ветровые нагрузки рабочих режимов, направленные поперек оси ЛЭП, превышают нагрузки аварийных режимов, возникающих при обрыве проводов и действующих вдоль оси ЛЭП. Этот факт позволяет усовершенствовать опоры ЛЭП путем приведения их конструкции к оптимальной форме с точки зрения нагрузок, воздействующих на опоры ЛЭП в эксплуатационных режимах.

Известна опора для воздушных линий электропередачи высокого и сверхвысокого напряжения, содержащая стойку со смонтированными на ней верхне- и нижнерасположенными консолями для крепления проводов, при этом указанная стойка выполнена в нижней своей части раздвоенной в направлении, перпендикулярном оси линии электропередачи, а каждая из двух образовавшихся в результате раздваивания наклонных стоек закреплена на отдельном фундаменте, а также тросостойку для обеспечения необходимого угла молниезащиты проводов линий электропередачи высокого и сверхвысокого напряжения (SU №545738, Е04Н 12/00, опубл. 05.02.1977).

Недостатком данной опоры является то, что наклонные стойки связаны с вертикальной стойкой шарнирами, обуславливающими применение оттяжек для сохранения пространственной формы опоры. В результате этого опора получается металлоемкой, габаритной и пространственно развитой.

При выполнении опоры ЛЭП по такой схеме в силу того, что согласно правил устройства электроустановок не допускается размещение проводов ЛЭП друг над другом, одна или несколько траверс выполняются более длинными, в результате чего ширина занимаемого ЛЭП коридора определяется не исходя из двух фазных изоляционных расстояний от оси ЛЭП до провода, а увеличивается на размер разноса фаз ЛЭП в горизонтальной плоскости. Для ЛЭП высокого напряжения это расстояние составляет от 2 до 3 метров.

Таким образом, другим недостатком рассмотренной конструкции является увеличенная ширина коридора ЛЭП. Этот недостаток особенно существенен при прохождении ЛЭП по лесным массивам, т.к. при этом требуется вырубка просеки, а учитывая то, что ЛЭП высокого и сверхвысокого напряжения имеют, как правило, большую длину, за счет сокращения ширины коридора может быть существенно уменьшена площадь вырубки леса.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по уменьшению ширины коридора ЛЭП за счет того, что разнос подвески проводов в горизонтальной плоскости осуществляется не за счет применения более длинной нижней траверсы, а за счет выполнения верхней части стойки опоры наклонной в виде продолжения одной из ее нижних раздвоенных частей, при этом все траверсы выполняются одинаковой длины, а тросостойка располагается перпендикулярно или под углом относительно поверхности земли для обеспечения необходимого угла молниезащиты проводов ЛЭП. Таким образом, в предлагаемой конструкции опоры ширина занимаемого ЛЭП коридора определяется исходя из двух фазных расстояний от оси ЛЭП до провода. Кроме того, также решается задача по разгрузке стойки опоры от изгибающих моментов рабочих режимов за счет раздвоения стойки в ее нижней части в направлении, перпендикулярном оси ЛЭП, ниже уровня закрепления нижней траверсы (траверс), предназначенной для крепления провода (проводов), и установке каждой из образовавшихся в результате такого раздвоения стойки на отдельный фундамент.

Достигаемый при этом технический результат заключается в уменьшении металлоемкости при повышении эксплуатационной надежности при работе с ветровыми нагрузками рабочих режимов, направленных поперек оси ЛЭП, а также в уменьшении ширины коридора ЛЭП.

Указанный технический результат достигается тем, что опора для одноцепных воздушных линий электропередачи высокого и сверхвысокого напряжения, содержащая наклонную стойку с расположенными на ней консолями (траверсами) одинаковой длины для крепления проводов, выполнена в нижней своей части раздвоенной в направлении, перпендикулярном оси ЛЭП, при этом одна из двух образовавшихся в результате раздваивания стоек является продолжением стойки, а другая расположена под углом к стойке симметрично или несимметрично относительно вертикальной оси ЛЭП, при этом каждая из образовавшихся в результате раздваивания стоек закреплена на отдельном фундаменте, а тросостойка расположена перпендикулярно или под углом относительно поверхности земли для обеспечения необходимого угла молниезащиты проводов ЛЭП, при этом сама стойка опоры, как и ее образовавшиеся в результате раздваивания части, могут быть как симметричными, так и не симметричными относительно оси ЛЭП, и могут быть выполнены любым известным способом - деревянными, железобетонными, стальными решетчатыми, многогранными, из гнутых профилей и т.д.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Изобретение поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического результата.

На чертеже - опора для воздушных линий электропередачи высокого и сверхвысокого напряжения.

Согласно настоящему изобретению опора (см. чертеж) для воздушных линий электропередачи высокого и сверхвысокого напряжения содержит стойку 1 с расположенными на ней консолями или траверсами 2 для крепления проводов. Стойка 1 выполнена в нижней своей части раздвоенной в направлении, перпендикулярном оси линии электропередачи. При этом каждая из двух образовавшихся в результате раздваивания наклонных стоек 3 закреплена на отдельном фундаменте 4. Наклонные стойки 3 жестко связаны с нижним концом стойки 1. Узел соединения верхней стойки с наклонными стойками может располагаться ниже уровня закрепления нижней консоли или траверсы на вертикальной стойке и на расстоянии от последних с образованием трехлучевой звезды, или в зоне нижнерасположенной консоли. Все стойки могут быть расположены симметрично (см. чертеж) или не симметрично относительно оси линии электропередачи (условно показана в виде вертикальной плоскости 5 симметрии, проходящей через ось линии электропередач). При этом оси всех стоек расположены в общей вертикальной плоскости.

Для симметричного выполнения (см. чертеж) по расположению опоры ось линии электропередач проходит через вертикальную плоскость симметрии опоры, а при несимметричном - плоскость 5 симметрии смещена относительно вертикальной плоскости симметрии опоры. Для компенсации несимметричности одна из наклонных стоек располагается под большим углом к оси стойки 1, чем другая наклонная стойка.

При таком выполнении опоры ЛЭП более высокие по значениям ветровые нагрузки от проводов, направленные поперек оси ЛЭП, переводятся в фундаментах в сжимающие и вырывающие нагрузки, а меньшие нагрузки аварийных режимов, действующие вдоль оси ЛЭП, воспринимаются фундаментами в виде изгибающих моментов, но при этом эти моменты распределяются уже на два фундамента, что также облегчает работу фундаментов.

Верхнерасположенная стойка 1 между нижне- и верхнерасположенными консолями расположена под углом к вертикальной плоскости 5, проходящей через узел соединения наклонных стоек с нижним концом верхнерасположенной наклонной части стойки, и является продолжением одной из наклонных стоек 3. А тросостойка 6 расположена в плоскости или параллельно, или под углом относительно указанной вертикальной плоскости 5, проходящей через узел соединения наклонных стоек с верхнерасположенной наклонной частью стойки для обеспечения необходимого угла молниезащиты проводов ЛЭП.

При таком исполнении существенно уменьшается ширина коридора ЛЭП и при этом выполняется условие по разносу подвески проводов в горизонтальной плоскости. При таком исполнении создаются условия, когда траверсы и, соответственно, провода оказываются расположенными в пространстве с шириной, равной двойному фазному изоляционному расстоянию, измеряемому между проводом и осью ЛЭП.

Сама стойка опоры, как и ее образовавшиеся в результате раздваивания части, могут иметь различные сечения - круглое, эллиптическое, квадратное, прямоугольное и др., и могут быть выполнены любым известным способом - деревянными, железобетонными, стальными решетчатыми, многогранными, из гнутых профилей и т.д.

Настоящее изобретение промышленно применимо, так как основано на рациональном расположении частей опоры, обеспечивающем повышение эксплуатационных характеристик опоры при рабочих ветровых нагрузках, направленных поперек ЛЭП.