модульная электроустановка и ее приемный узел

Формула изобретения

1. Модульная электроустановка состоит из электрооборудования, приемного узла и несущей конструкции, образованной из установленного на фундаменте, по меньшей мере, одного модуля, состоящего, по меньшей мере, из двух рядов опорных стоек трубчатой формы, по меньшей мере по две в каждом ряду, с образованием пролетов в поперечном и продольном направлениях, несущих балок, опирающихся на опорные стойки в каждом пролете продольного направления, и основания, выполненного в виде набора поперечных балок, опирающихся на несущие балки в каждом пролете поперечного направления и установленных попарно, причем модули скомпонованы так, что несущие балки отдельных модулей взаимно параллельны и/или взаимно перпендикулярны, а электрооборудование установлено на основании.

2. Модульная электроустановка по п.1, отличающаяся тем, что на каждую опорную стойку опирается один швеллер, прикрепленный к опорной стойке с помощью сварных швов.

3. Модульная электроустановка по п.2, отличающаяся тем, что несущие балки прикреплены к швеллеру с помощью болтовых соединений.

4. Модульная электроустановка по п.1, отличающаяся тем, что поперечные балки прикреплены к несущим балкам с помощью болтовых соединений.

5. Модульная электроустановка по п.1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один пролет продольного и/или поперечного направления снабжен арочной конструкцией.

6. Модульная электроустановка по п.1, отличающаяся тем, что несущая конструкция содержит, по меньшей мере, две дополнительные несущие балки, установленные в виде консолей на крайние опорные стойки, при этом на консоли опираются установленные попарно поперечные балки.

7. Модульная электроустановка по п.1, отличающаяся тем, что несущая конструкция содержит, по меньшей мере, две дополнительные опорные стойки, установленные в пролете поперечного направления на несущие балки соосно с опорными стойками, при этом на дополнительные опорные стойки опираются установленные попарно поперечные балки с установленным на них электрооборудованием.

8. Модульная электроустановка по п.1, отличающаяся тем, что несущая конструкция выполнена с цинковым покрытием.

9. Приемный узел содержит, по меньшей мере, один токонесущий провод, по меньшей мере, одну опору, установленную на несущей конструкции модульной электроустановки по п.1, при этом опора состоит из двух полимерных изоляторов, соединенных по высоте, а токонесущий провод прикреплен к опоре посредством узла крепления.

10. Приемный узел по п.9, отличающийся тем, что изоляторы соединены по высоте с образованием узла жесткости.

11. Приемный узел по п.10, отличающийся тем, что узел жесткости выполнен в виде соединения фланцев полимерных изоляторов.

12. Приемный узел по п.11, отличающийся тем, что фланцы соединены с помощью болтового соединения.

13. Приемный узел по п.9, отличающийся тем, что опора содержит на концах фланцы.

14. Приемный узел по п.9, отличающийся тем, что токонесущий провод прикреплен к верхнему фланцу опоры посредством узла жесткости.

15. Приемный узел по п.9, отличающийся тем, что опора прикреплена к несущей конструкции с помощью болтового соединения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при сооружении несущих конструкций подстанций, распределительных устройств и других электроустановок, предназначенных для приема, преобразования и распределения электрической энергии трехфазного переменного тока промышленной частоты 50 Гц в сетях в диапазоне напряжений 35, 110, 150, 220 кВ.

Правила установки электрооборудования (ПУЭ) в России являются основным нормативным документом, регламентирующим все аспекты планирования, монтажа и эксплуатации систем, состоящих из элементов, назначение которых - транспорт и преобразование электрической энергии.

В соответствии с ПУЭ к электроустановкам на несущих конструкциях предъявляется требование прочности и устойчивости сооружений в целом от действия статических и динамических нагрузок, к которым относятся ветровые нагрузки, действующие в различных силовых плоскостях, или в соответствии с п.1.1.22 ПУЭ «Электроустановки и связанные с ними конструкции должны быть стойкими в отношении воздействия окружающей среды».

Известна комбинированная трансформаторная подстанция киоскового исполнения (заявка RU 93033437 А), состоящая из объемной несущей конструкции в виде корпуса коробчатой формы, установленной на железобетонном основании и закрепленной с последним при помощи болтового соединения. Известно, что приемный узел выполнен стандартным в виде опорно-стержневого изолятора, установленного непосредственно на трансформаторной подстанции.

Известна комплектная трансформаторная блочная модернизированная подстанция (КТБМП) из Технической информации ТИ-064 1999 г. Самарского завода «Электрощит». КТБМП состоит из электрооборудования и несущей конструкции. Несущая конструкция состоит, по меньшей мере, из одного блока или, иными словами, модуля. Каждый модуль образован, по меньшей мере, двумя параллельными балками фундамента; установленными на балках фундамента, по меньшей мере, четырьмя опорными стойками, на которые попарно опираются поперечные балки с установленным на них электрооборудованием. При этом поперечные балки и балки фундамента взаимно перпендикулярны. Модули скомпонованы так, что поперечные балки взаимно параллельны и/или взаимно перпендикулярны. Перечисленные элементы конструкции соединены при помощи сварки.

В качестве наиболее близкого аналога к заявляемой модульной электроустановке установке выбрана трансформаторная подстанция высокого напряжения из описания к патенту WO 9114305. Подстанция состоит из электрооборудования, приемного узла и несущей конструкции. Несущая конструкция состоит, по меньшей мере, из одного модуля. Каждый модуль образован, по меньшей мере, двумя параллельными балками фундамента; установленными на балках фундамента, по меньшей мере, четырьмя опорными стойками, на которые попарно опираются поперечные балки с установленным на них электрооборудованием. При этом поперечные балки и балки фундамента взаимно перпендикулярны. Модули скомпонованы так, что поперечные балки взаимно параллельны и/или взаимно перпендикулярны. Жесткая связь опорных стоек и несущих балок фундамента выполнена разъемной с помощью болтовых соединений; поперечные балки прикреплены к опорным стойкам сваркой. Балки фундамента выполнены усиленными, состоящими из железобетонной и металлической частей, сваренных между собой по длине. Известно, что элементы несущей конструкции выполнены из профилей.

При эксплуатации электроустановок подобно вышеупомянутым одной из проблем является низкая эксплуатационная надежность из-за возможного исчерпания запаса прочности элементов несущей конструкции и ее недостаточной жесткости. Воздействие ветровых нагрузок - пиковых и циклических приводит к излому опорных стоек из металлических профилей. Такое нежелательное явление предопределено формой поперечного сечения профилей, имеющих резкое изменение ширины и вследствие этого обладающих низким сопротивлением воздействию разнонаправленных нагрузок. Выбор профилей, обладающих достаточными прочностными характеристиками, или усиление несущей конструкции дополнительными элементами из профилей приводит к увеличению металлоемкости, следствием чего являются повышенные требования к эксплуатационной надежности фундамента сооружения в целом, и в конечном итоге сказывается на общих эксплуатационных затратах объекта.

Кроме того, несущие конструкции из упомянутых аналогов не обладают достаточной устойчивостью, т.к. при действии ветровой нагрузки возможно возникновение опрокидывающего момента, превышающего пороговое значение.

Что касается жесткости модулей, описанных в ближайшем аналоге WO 9114305 и аналоге ТИ-064, то она недостаточна из-за выполнения несущей конструкции в виде П-образной рамы.

Следует отметить, что наличие сварных соединений также снижает эксплуатационную надежность несущей конструкции, т.к. для них наиболее неблагоприятны динамические нагрузки, приводящие к разрушению соединения. Поэтому при использовании сварных соединений дополнительным требованием, предъявляемым к эксплуатируемым установкам, является обязательное проведение испытаний на виброустойчивость несущей конструкции. Этот факт также приводит к увеличению общих эксплуатационных затрат.

Применяемое в отрасли электрооборудование предусматривает создание схем электрических соединений, как в типовом варианте, так и нетиповом. В связи с этим возникает потребность в рациональной компоновке сооружений электроустановок.

Так, анализируя компоновку модулей упомянутых аналогов электроустановки (ТИ-064 и WO 9114305), выявляются следующие негативные особенности.

Во-первых, не всегда возможно рациональное расположение модулей с точки зрения занимаемой электроустановкой площади.

Во-вторых, в случае большого количества оборудования требуется разрабатывать схемы электрических соединений.

В-третьих, для установки электрооборудования на различных отметках по высоте необходимо использование номенклатуры опорных стоек;

И последнее, из-за наличия сварных соединений монтаж модулей несущей конструкции (и электрооборудования) представляет собой трудоемкий и материалоемкий процесс.

В отношении модульной электроустановки решаемая техническая задача заключается в следующем:

- в повышении эксплуатационной надежности сооружений электроустановок при соблюдении принципов унификации и стандартизации за счет разработки модулей;

- в рациональном использовании занимаемой площади распределительным устройством;

- в возможности дальнейшего расширения действующих электроустановок;

- в снижении металлоемкости несущей конструкции;

- в уменьшении общих затрат на монтаж и эксплуатацию электроустановки.

Поставленная техническая задача в отношении модульной электроустановки решается тем, что она состоит из электрооборудования, приемного узла и несущей конструкции, образованной из установленного на фундаменте, по меньшей мере, одного модуля, состоящего, по меньшей мере, из двух рядов опорных стоек трубчатой формы, по меньшей мере, по две в каждом ряду с образованием пролетов в поперечном и продольном направлениях; несущих балок, опирающихся на опорные стойки в каждом пролете продольного направления, и основания, выполненного в виде набора поперечных балок, опирающихся на несущие балки в каждом пролете поперечного направления и установленных попарно, причем модули скомпонованы так, что несущие балки отдельных модулей взаимно параллельны и/или взаимно перпендикулярны, а электрооборудование установлено на основании.

Наилучшие варианты использования заявляемой модульной электроустановки возможны при следующих конструктивных особенностях.

Целесообразно, чтобы на каждую опорную стойку опирался один швеллер и прикреплялся к опорным стойкам с помощью сварных швов.

Целесообразно, чтобы несущие балки были прикреплены к швеллеру, опирающемуся на опорные стойки, с помощью болтовых соединений;

Целесообразно также, чтобы и поперечные балки были прикреплены к несущим балкам с помощью болтовых соединений.

Предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, один пролет продольного и/или поперечного направления был снабжен арочной конструкцией.

Возможно, чтобы модульная электроустановка содержала, по меньшей мере, две дополнительные несущие балки, установленные в виде консолей на крайние опорные стойки, при этом на консоли опираются установленные попарно поперечные балки.

Преимуществом является то, что модульная электроустановка может быть снабжена, по меньшей мере, двумя дополнительными опорными стойками, установленными в пролете поперечного направления на несущие балки соосно с опорными стойками, при этом на дополнительные опорные стойки опираются установленные попарно поперечные балки с установленным на них электрооборудованием.

Предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, несущая конструкция была выполнена с цинковым покрытием.

Авторы предлагают приемный узел модульной электроустановки, предварительно ссылаясь на ближайший аналог.

Известна трансформаторная подстанция высокого напряжения с беспортальным приемным узлом из описания к патенту WO 9114305. Беспортальный приемный узел состоит из опор, выполненных в виде изоляторов с прикрепленными к ним токонесущим элементом в виде ошиновки; опоры установлены на несущей конструкции. Несущая конструкция состоит из одного модуля. Модуль образован, по меньшей мере, двумя параллельными балками фундамента; установленными на балках фундамента, по меньшей мере, четырьмя опорными стойками, на которые попарно опираются две поперечные балки с установленным на них электрооборудованием, в том числе и опорными изоляторами. При этом поперечные балки и балки фундамента взаимно перпендикулярны. Жесткая связь опорных стоек и несущих балок фундамента выполнена разъемной с помощью болтовых соединений; поперечные балки прикреплены к опорным стойкам сваркой. Известно, что элементы несущей конструкции выполнены из профилей, а опоры выполнены из опорно-стержневых фарфоровых изоляторов.

При эксплуатации известного беспортального узла выявляются следующие недостатки.

Несущая конструкция, состоящая из модуля, не обладает достаточной прочностью и жесткостью. Возможное исчерпание запаса прочности приводит к излому опорных стоек ввиду того, что последние выполнены из металлических профилей. Для металлических профилей, имеющих поперечное сечение с резким изменением ширины, характерно низкое сопротивление воздействию разнонаправленных нагрузок. Именно воздействию разнонаправленных статических и динамических нагрузок подвергается несущая конструкция приемного узла, в особенности опорные стойки из металлического профиля. Выбор профилей, обладающих достаточными прочностными характеристиками, или усиление несущей конструкции дополнительными элементами из профилей приводит к увеличению металлоемкости, следствием чего являются повышенные требования к эксплуатационной надежности фундамента сооружения в целом, и в конечном итоге сказывается на общих эксплуатационных затратах объекта.

Несущая конструкция приемного узла воспринимает значительные вертикальные нагрузки от веса ошиновки. Обладая хорошим сопротивлением действию вертикальной нагрузки от веса изоляторов и ошиновки, модуль не обладает в достаточной мере жесткостью, т.к. пространственная конструкция имеет П-образную форму.

Кроме того, рассматриваемая несущая конструкция не обладают достаточной устойчивостью, т.к. при действии ветровой нагрузки возможно возникновение опрокидывающего момента, превышающего пороговое значение.

Недостатком опоры является значительная материалоемкость, большие габариты и вес фарфоровых элементов, низкие влагоразрядные характеристики и механическая надежность этих изоляторов.

Помимо этого, опора из фарфорового изолятора подвергается воздействию вертикальной нагрузки от ошиновки и не способна воспринимать усилие на изгиб от воздействия горизонтальной нагрузки. При воздействии изгибающего усилия возможен излом у основания изолятора, где значение изгибающего момента максимально.

В отношении приемного узла решаемая техническая задача заключается в следующем:

- в повышении эксплуатационной надежности приемного узла модульной электроустановки за счет способности опоры воспринимать статические и динамические нагрузки;

- в повышении эксплуатационной надежности приемного узла модульной электроустановки за счет разработки модулей;

Поставленная техническая задача решается тем, что приемный узел содержит, по меньшей мере, один токонесущий провод, по меньшей мере, одну опору, установленную на несущей конструкции, идентичной несущей конструкции модульной электроустановки, при этом опора состоит из двух полимерных изоляторов, соединенных по высоте, а токонесущий провод прикреплен к опоре.

Наилучшие варианты использования заявляемого приемного узла возможны при следующих конструктивных особенностях.

Предпочтительно, чтобы полимерные изоляторы были соединены по высоте с образованием узла жесткости.

Предпочтительно также, чтобы узел жесткости был выполнен в виде соединения фланцев полимерных изоляторов.

Целесообразно фланцы полимерных изоляторов соединять с помощью болтового соединения.

Целесообразно также, чтобы опора содержала на концах фланцы.

Возможно токонесущий провод прикреплять к верхнему фланцу опоры посредством узла крепления.

Возможно также опору прикреплять к несущей конструкции с помощью болтового соединения.

Заявляемые конструкции устройств модульной электроустановки и приемного узла представляют собой группу изобретений, из которых одно - «Приемный узел» предназначено для использования в другом. Единый замысел изобретений подтверждается общей технической задачей и функцией.

Модульная электроустановка объединена в одну заявку с приемным узлом на том основании, что последний обеспечивает максимально эффективную эксплуатацию всего сооружения.

Заявляемый приемный узел может быть использован и как самостоятельное техническое решение в общей конструктивной схеме электроустановки с соответствующим оборудованием.

Новым в заявляемой модульной электроустановке является выполнение опорных стоек трубчатой формы. Это дает возможность противостоять статическим и динамическим разнонаправленным нагрузкам. Из курса сопротивления материалов известно, что элемент с кольцевым сечением является равнопрочным, т.к. его момент сопротивления не зависит от направления действия нагрузки.

Из уровня техники известно использование элементов трубчатой формы в качестве ствола свай (RU 2171337 С1). В данном техническом решении пара свай трубчатой формы с шарнирным соединением сверху вдавливается в грунт; сваи при этом расходятся. Находясь в грунте, сваи воспринимают вдавливающие и выдергивающие усилия, и с этой точки зрения целесообразно использовать данный вид свай. При расчете свай учитывают напряженно-деформированное состояние «свая-грунт». Так, влияние бокового обжатия грунта вызывает возможную деформацию полого кольцевого сечения сваи и потерю устойчивости системы фундамент-сооружение. С этой точки зрения применение свай трубчатой формы не оправдано. Таким образом, из-за различного рода воздействий на идентичные элементы, свойства трубчатой сваи, проявляемые в известном техническом решении, не совпадают со свойствами опорной стойки в заявляемом изобретении.

Модуль несущей конструкции состоит как минимум из четырех опорных стоек трубчатой формы, несущих балок, опирающихся попарно на опорные стойки, и набора поперечных балок, опирающихся на продольные балки. Таким образом, формирование модулей, начиная с вышеописанной базовой единицы и заканчивая технологически обоснованным набором перечисленных элементов и порядком этого набора, обеспечивает прочность несущей конструкции как не зависящей от положения силовой плоскости ветровой нагрузки.

Новым является и то, что несущие продольные балки опираются на опорные стойки, что, в свою очередь, предопределяет возможность устанавливать электрооборудование на основание, состоящее из набора попарных поперечных балок. Сформированный таким образом модуль как единый каркас, начиная с базового модуля, обеспечивает жесткую конструкцию за счет введения дополнительных связей - несущих балок и продольных балок в каждом из соответствующих пролетов.

Причем наличие соответствующих балок (несущих и поперечных) в каждом пролете продольного и перечного направления в пролете образует симметричную конструкцию. Из курса сопротивления материалов известно также, что жесткости симметрично расположенных частей равны друг другу. Симметрия жесткостей несущей конструкции заявляемого сооружения электроустановки обеспечивает эксплуатационную надежность сооружения и отвечает задаче изобретения.

Кроме того, за счет введения дополнительных связей - несущих балок, модуль несущей конструкции исключает возникновение опрокидывающего опорную стойку момента от воздействия ветровой нагрузки.

Прикрепив соответствующие элементы модуля с помощью болтовых соединений, появилась возможность добиться упрощения монтажа несущей конструкции. Помимо этого, связи, выполненные с помощью болтов, положительно сказываются на прочности конструкции в целом, т.к. воздействие динамических нагрузок не влияет на данный вид соединений. Другое преимущество болтового соединения элементов несущей конструкции заключается в возможности демонтажа сооружения или его фрагмента.

Снижение металлоемкости несущей конструкции объясняется возможностью использования несущей конструкции с облегченными элементами в географических районах с благоприятными климатическими условиями.

В качестве несущей конструкции модуль позволяет многократно использовать и развивать типовые схемы электрических соединений электрооборудования и разрабатывать нетиповые схемы, что отвечает принципу стандартизации.

Принцип унификации, формулируемый как приведение к единой форме или системе, также соблюдается при использовании заявляемого изобретения. Так, основание модуля, состоящее из набора поперечных балок, установленных в каждом пролете поперечного направления, позволяет установить наибольшее количество элементов электрооборудования в виде единой системы в соответствии с ПУЭ.

Среди достигаемых технических результатов указана рациональная компоновка модулей. Это утверждение следует из самого принципа образования модуля как единого каркаса с использованием каждого пролета продольного и поперечного направлений для формирования связей.

Швеллер, опирающийся на каждую опорную стойку, является необходимым конструктивным элементом, обеспечивающим возможность размещения несущих балок модуля.

Для усиления жесткости и устойчивости несущей конструкции оправдано использование арочной конструкции, установленной в пролете продольного или поперечного направлений.

Дополнительные несущие балки с раскосом, установленные на опорные стойки в виде консолей, позволяют избежать увеличения размеров занимаемой электроустановкой площади.

Установленные на несущие балки дополнительные опорные стойки с парными балками служат для размещения электрооборудования при необходимости увеличения изоляционного расстояния, а также для образования технологических проездов под токонесущими проводами, отходящими от электрооборудования.

Выполнение модуля с цинковым покрытием обеспечивает эксплуатационную надежность сооружения электроустановки. Выбор данного вида покрытия объясняется антикоррозионными свойствами цинкового покрытия, его твердостью. Помимо этого, цинковое покрытие в точности воспроизводит профиль поверхности элементов несущей конструкции, резьбы, отверстий, внутренних полостей опорных стоек.

Новым в заявляемом приемном узле модульной электроустановки является опора, составленная из полимерных изоляторов.

Известно, что опорные изоляторы из полимерного материала широко используются в энергетике, например, в качестве шинных опор, опорно-поворотных колонок в составе разъединителя как альтернатива фарфоровым изоляторам.

Преимущество полимерных изоляторов по сравнению с фарфоровыми состоит в следующих особенностях:

- в стойкости к высоким механическим нагрузкам - статическим и динамическим;

- в стойкости к разрушениям, вибрациям, механическим повреждениям и к актам вандализма, а также обладает существенно меньшим весом.

Известны и запатентованные технические решения опорно-изоляционных конструкций: RU 2194324 С2 и RU 2173902 С1. Упомянутые конструкции применяются в качестве опорной изоляции для высоковольтных аппаратов выключателей, разъединителей, шинных опор. При этом опорные изоляторы воспринимают вертикальную нагрузку и ее диапазон в зависимости от типового варианта изолятора включает значения от 10 до 30 кН.

Заявителем не обнаружено сведений, касающихся использования полимерных изоляторов в качестве опор, способных выдержать значительные изгибающие нагрузки, например, от тяжения токонесущих проводов.

Согласно заявляемому изобретению из группы, опора, состоящая из полимерных изоляторов, соединенных по высоте, реализует возможность использовать полимерные изоляторы в ином качестве и, следовательно, проявляет новые свойства.

Так, результаты испытаний, проведенных заявителем по прогнозированию минимальной разрушающей силы изолятора опоры на изгиб (Р _мин), показывают Р_мин=27кН.

Однако несущая способность опоры из полимерных изоляторов увеличивается и за счет того, что полимерные изоляторы соединены по высоте с образованием узла жесткости. Выполнив опору составной, воздействию изгибающей нагрузки в основном подвергается верхний полимерный изолятор, а узел жесткости выполняет роль демпфера.

Целесообразность выполнения фланцев на концах опоры объясняется широким распространением в технике данного вида соединительных деталей. Кроме того, обеспечивается повышение прочности опор в местах расположения фланцев.

Соединение фланцев полимерных изоляторов с помощью болтов наиболее технологично с точки зрения монтажа, ремонтопригодности и удобства эксплуатации.

Из этих же соображений прикрепление опоры к несущей конструкции приемного узла выполнено с помощью болтового соединения.

Узел крепления токонесущего провода к составной опоре является технологически необходимым промежуточным элементом.

Прикрепление к верхнему фланцу опоры токонесущего провода традиционно применяется в данной области техники.

Кроме того, выполнение опоры составной дает преимущество, заключающееся в увеличении изоляционного расстояния между токонесущим проводом и землей, а также в соблюдении технологического уровня расположения над землей токонесущих проводов электроустановки.

Возможность использования полимерных изоляторов, способных воспринимать воздействие изгибающей нагрузки, реализуется за счет того, что опора с прикрепленным токонесущими проводом установлена на несущей конструкции, выполненной идентично несущей конструкции изобретения "Модульная электроустановка".

Несущая конструкция, состоящая, по меньшей мере, из одного модуля, проявляет следующие свойства, предопределяющие достижение технического результата изобретением «Приемный узел».

Как указывалось выше, выполнение опорных стоек трубчатой формы дает возможность противостоять статическим и динамическим разнонаправленньм нагрузкам, поскольку кольцевое сечение является равнопрочным, т.к. его момент сопротивления не зависит от направления действия нагрузки. Формирование модуля, начиная с необходимого и достаточного набора элементов, обеспечивает прочность несущей конструкции как не зависящей от положения силовой плоскости ветровой нагрузки.

Несущая конструкция обладает в значительной степени жесткостью, объясняемой введением дополнительных связей - несущих балок в каждом пролете продольного направления и поперечных балок, также установленных в каждом пролете поперечного направления. Сформированный симметричный модуль обладает свойством симметрии жесткостей, свидетельствующей об эксплуатационной надежности приемного узла.

Анализ известных технических решений, касающихся модульной электроустановки и приемного узла, а также анализ совокупности существенных признаков предлагаемых технических решений из группы позволяет сделать вывод о соответствии данного изобретения критерию «новизна».

Заявляемые существенные признаки изобретения, предопределяющие получение технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «изобретательский уровень».

Изобретение подробнее поясняется на примере его осуществления, иллюстрируется чертежами:

фиг.1 - главный вид модуля несущей конструкции с электрооборудованием;

фиг.2 - вид модуля сверху;

фиг.3 - главный вид модульной электроустановки с приемным узлом;

фиг.4 - вид сверху модульной электроустановки с приемным узлом.

Заявляемое устройство, изображенное на фиг.1 и 2, представляет собой электрооборудование 1, установленное на несущей конструкции - модуле 2. Модуль 2 состоит из четырех опорных стоек 3 трубчатого сечения, установленных на незаглубленном фундаменте 4 типа «лежень» и прикреплены к последнему с помощью болтового соединения (на чертежах не показано). К опорной стойке 3 в ее верхней части с помощью сварного шва прикреплен швеллер 5, обращенный полками вниз.

На опорные стойки 3 со швеллером 5 (далее - опорная(-ые) стойка(-и) 3) опираются несущие балки из металлического профиля - двутавра 6; последние прикреплены к швеллеру 5 с помощью ботового соединения (на чертежах не показано).

На несущие балки из двутавра 6 опираются поперечные балки из швеллера 7, установленные попарно и прикрепленные к упомянутым балкам 6 с помощью болтового соединения (на чертежах не показано).

Попарно установленные балки из швеллера 7 образуют основание для установки электрооборудования 1. Число попарно установленных балок из швеллеров 7 в пределах поперечного пролета выбирается с учетом вида электрооборудования 1 и допустимого расстояния между отдельными его элементами.

На фиг.1, 2 опорные стойки 3 образуют пролеты продольного и поперечного направлений, составляющие 6 м и 3 м соответственно, электрооборудование 1 установлено на отметке 2860 мм.

Подробности электроустановки, состоящей из скомпонованных модулей, иллюстрирует фиг.3, 4. Электроустановка представляет собой открытое распределительное устройство (ОРУ) напряжением 110 кВ, состоящее из узла приема 8, несущей конструкции, состоящей из двух идентичных модулей 9 и модуля 10, скомпонованных на площадке в соответствии с типовой схемой электрических соединений ОРУ. Модули 9, 10 состоят из элементов, идентичных указанным на фиг.1 и 2, а именно: опорных стоек 3, несущих балок из двутавров 6, поперечных балок из швеллеров 7. Кроме того, на крайние опорные стойки 3 установлены дополнительные несущие балки - консоли 11, последние выполнены в виде двутавра (11), соединенного с раскосом 12. На консоли 11 опираются две поперечные попарные балки 7 из швеллеров. Опорные стойки 3 установлены в два параллельных ряда с образованием пролетов поперечного направления величиной 3 м и пролетов продольного направления величиной 6 м. Модуль 10 имеет те же значения продольного и поперечного пролетов, при этом расстояние между осями опорных стоек 3 соседних модулей 9, 10 определяется допустимым расстоянием между элементами электрооборудования (в соответствии с ПУЭ) и составляет 3 м. Кроме того, каждый из модулей 9 содержит арочную конструкцию 13 из металлических профилей, например, уголков, соединенных сварным швами. Арочная конструкция 13 установлена в среднем пролете продольного направления и в первом пролете поперечного направления (вид чертежей 3, 4 не отображает арочную конструкцию поперечного направления). Кроме того, на несущие балки из двутавров 6, опирающиеся на крайние опорные стойки 3 идентичных модулей 9 соосно с опорными стойками 3 установлены дополнительные опорные стойки 3 с опирающимися на них попарными поперечными балками в виде швеллеров 6.

Приемный узел 8 ОРУ содержит несущую конструкцию, состоящую из идентичных модулей 9, и составные опоры 14, выполненные из двух полимерных изоляторов с фланцами на концах (на чертежах не показаны); опора 14 установлена на попарные балки 7, последние опираются на балки-консоли 11.

Узел соединения 15 полимерных изоляторов опоры 14 представляет собой болтовое соединение фланцев полимерных изоляторов (на чертежах не показаны).

Узел крепления токонесущего провода 16 к верхнему фланцу опоры 14 выполнен стандартным и состоит из следующих элементов: скобы, зажима натяжного и зажима аппаратного (на чертеже не показаны).

На опоре 14 установлен элемент электрооборудования 1 - заградитель.

Для опоры 14 приемного узла 8 используют типовые полимерные опорные изоляторы высотой 1050 мм: в качестве нижнего изолятора - ИОСК-30-110/480-I УХЛ1, верхнего - ИОСК-20-110/480-I УХЛ1, представляющие трубу из изоляционного материала, например стеклопластика, являющуюся силовым элементом для восприятия механических нагрузок; стальные металлические фланцы на концах изолятора, наружную и внутреннюю полимерную изоляцию. Как указывалось выше, минимальная механическая разрушающая сила на изгиб в конце срока эксплуатации 30 лет составляет 27 кН.

В отношении опорных стоек трубчатого сечения 3 расчет прочности, жесткости и устойчивости допускает использование трубы 159×8 ГОСТ 8732-78.

В отношении несущих балок и поперечных балок расчет прочности и жесткости показывает, что двутавр 20Ш1 ГОСТ 2602-83 используется в качестве несущих балок 6, а швеллер № 16П ГОСТ 8240-97 используется в качестве поперечных балок 7.

Открытое распределительное устройство (ОРУ) сооружается на площадке следующим образом.

На площадку укладывают незаглубленный фундамент 4 типа «лежень», на него устанавливают опорные стойки 3, к ним прикрепляют несущие балки 6, на которые в свою очередь устанавливают попарные поперечные балки 7. На попарные поперечные балки 7 устанавливают электрооборудование 1.

Опору 14 приемного узла 8 устанавливают, прикрепив соответствующий фланец нижнего полимерного изолятора к несущей конструкции - модулям 9, затем устанавливают верхний полимерный изолятор и с помощью узла крепления (на чертеже 3, 4 не показан) присоединяют токонесущий провод 15 к верхнему фланцу образованной составной опоры 14.