Строительство ВЛ 6–10 кВ И 35–220 кВ на опорах из гнутого стального профиля, разработки ГК ЭЛСИ

В настоящее время проектные и строительно-монтажные организации, а также заводы-изготовители опор, фундаментов и линейной изоляции особое внимание уделяют разработке современных прогрессивных решений, способствующих повышению надежности эксплуатации, экономичности и снижению сроков сооружения ВЛ. Последнее особенно актуально при строительстве ВЛ в сложных геолого-климатических условиях.

Современные требования по сооружению ВЛ направлены на применение индивидуального (нетипового) подхода к их проектированию с учетом следующих факторов.

1. Для конкретных климатических условий прохождения трассы проектируемой ВЛ применяются оптимальные конструкции опор, способствующие их максимальной загрузке по несущей способности (опоры не должны быть «недоиспользованы по металлу»).

2. Использование новых технологических фундаментных решений (применение узкобазовых опор из гнутого стального профиля или многогранных опор).

3. Применение изолирующих траверс (ИТ) вместо жестких металлических, что позволит облегчить конструкцию опоры (ее себестоимость) и уменьшить коридор ВЛ (немаловажно при сооружении ВЛ в стесненных городских условиях или лесных массивах первой категории).

4. В районах с высоким удельным сопротивлением грунта использовать линейные защитные аппараты с одновременным отказом от грозозащитных тросов, что позволит повысить надежность эксплуатации ВЛ за счет исключения корродирования троса с последующим его падением на провода ВЛ.

Мы предлагаем следующие решения, позволяющие повысить технико-экономические показатели сооружения ВЛ:
• уменьшение массогабаритных показателей опоры и, следовательно, ее себестоимости;
• снижение сроков сооружения ВЛ;
• компактизация ВЛ, что весьма актуально при прохождении трассы ВЛ в городских застройках и в лесистой местности (уменьшается ширина просек);
• применение свайных фундаментов из стальной трубы диаметром до 325 мм (для 6—10 кВ) и до 720 мм (бурильная техника для таких фундаментов имеется практически в каждой строительно-монтажной организации), а также использование фундаментов на основе винтовых свай малых диметров (219 или 325 мм) при прохождении трассы ВЛ в пучинистых или мерзлых грунтах;
• повышение пропускной способности ВЛ за счет уменьшения межфазных расстояний двухцепных ВЛ при использовании изолирующих траверс и «оптимальной фазировки» проводов;
• увеличение грозоупорности ВЛ при использовании изолирующих траверс совместно с линейными защитными аппаратами;
• повышение надежности эксплуатации ВЛ за счет отказа от грозозащитного троса, что весьма актуально в районах с высоким гололедообразованием.

Предварительные расчеты показывают, что внедрение новых разработок позволит снизить стоимость сооружения новых и реконструируемых ВЛ 110—220 кВ на 20—25% при одновременном повышении надежности эксплуатации и пропускной способности ВЛ.

ВЛ 6—10 КВ НА ОПОРАХ ЭЛСИ

При строительстве ВЛ с номинальным напряжением 6—10 кВ применение стальных опор эффективно в следующих случаях:
• сложные условия строительства, требующие дополнительных расходов на доставку техники, создание дополнительных условий строительства (отсыпка трасс, лежневок и т.д.), строительство ВЛ на болотах и пучинистых грунтах;
• ограничение по времени строительного сезона (зимники, зимний период строительства, паводки, затопления и т.д.);
• увеличенный срок службы;
• для снижения аварийности.

Сегодня существует несколько типов стальных опор 6—10 кВ, вот некоторые из них:
• опоры из гнутого профиля серии С10П (ЭЛ-ТП.010.05 и ЭЛ-ТП.010.06);
• стальные многогранные опоры (СМО);
• решетчатые опоры 6—10 кВ (ЛЭП 96.01).

Применение стальных опор разработки ГК ЭЛСИ позволяет добиться следующих результатов:
• меньший вес по сравнению с бетонными стойками, что снижает транспортные расходы (транспортировка, перемещение на площадке, погрузочно-разгрузочные работы и т.п.) и требования к грузоподъемной технике;
• увеличенный габаритный пролет (из-за увеличенного межфазного расстояния и большей прочности конструкции опоры) уменьшает количество опор на трассе ВЛ, и как результат сокращаются объемы СМР;
• применение подвесной изоляции (взамен штыревой) снижает количество аварий на ВЛ;
• больший срок службы опор (45—50 лет у стальных опор против 25—35 лет у ЖБО);
• наличие раскосов позволяет осуществлять подъем на опору без применения спецтехники и спецсредств;
• узкобазовость конструкции одностоечных анкерных и анкерно-угловых опор при строительстве в стесненных условиях;
• высокая степень заводской сборки (снижение количества СМР на объекте).

По состоянию на июль 2010 года на опорах ГК ЭЛСИ построено свыше 10 тыс. км ВЛ 6—10 кВ.

ВЛ 35—110 КВ НА ОПОРАХ ЭЛСИ

Наряду с опорами решетчатого типа в настоящее время при строительстве ВЛ применяюся узкобазовые быстромонтируемые опоры из гнутого стального профиля (конструкции ЭЛСИ) и многогранные опоры. Опоры стандартных конструкций башенного типа и современные конструкции имеют свои преимущества и недостатки, что предполагает на стадии проектирования определять технико-экономическую целесообразность их использования с учетом конкретных геолого-климатических условий прохождения трассы ВЛ.

Основные преимущества и недостатки башенных и многогранных опор известны. К преимуществам опор башенного типа можно отнести простоту изготовления, невысокую цену, удобство транспортировки, большой выбор производителей. К недостаткам — большой вес, большие трудозатраты на сборку и затраты на строительство фундаментов (4 шт.), длительность процесса сборки, плохую устойчивость к пучениям, сложность закрепления в слабых и болотистых грунтах, низкую вандалоустойчивость.

К преимуществам многогранных опор можно отнести малую площадь под опорой, хорошую загрузку транспортных средств, сокращенные сроки монтажа опор. При несущих моментах опоры до 700—800 кНм — невысокие затраты на строительство фундаментов, простое закрепление в слабых и болотистых грунтах, хорошая вандалоустойчивость. К недостаткам можно отнести сложность изготовления (высокая цена) и необходимость соответствующего технического оснащения строительно-монтажных бригад.

Стальные промежуточные опоры из гнутого профиля, разработанные компанией ЭЛСИ (рис. 1), сочетают в себе преимущества опор башенного типа и опор многогранного сечения. К преимуществам можно отнести удобство транспортировки и эксплуатации, малый вес, небольшое время на сборку и монтаж опоры; к недостаткам — высокую цену.

Опоры из гнутого стального профиля ГК ЭЛСИ за счет оптимального распределения металла на стойке позволяют существенно снизить ее вес при полном сохранении силовой структуры стойки.

В связи с высокой степенью укрупненной заводской сборки опор (в состав опор входят две секции стойки и три или шесть траверс, тросостойка при необходимости) время сборки и монтажа одной опоры 35—110/220 кВ бригадой из трех человек не превышает одного-двух часов.

В номенклатурном ряду хотелось бы выделить отдельно опору ПС110ПВ (рис. 2). Она применяется в большинстве случаев в качестве опоры аварийного резерва. За счет небольшого веса (860 кг), незначительного количества составных частей (6 секций стойки), возможности установки на различных вариантах фундамента (на железобетонной свае, уложенной на поверхность сваи диаметром 219 мм; фундамент с пригрузами и т.д.) можно в кратчайшие сроки произвести монтаж линии ВЛ без использования специальной техники. Бригада из трех человек, используя лебедку (установка опоры производится за счет применения падающей стрелы) и подъемную площадку на гидравлической стреле, производит установку одной опоры на подготовленный фундамент и монтаж провода в течение 40—50 минут.

ТИПОВАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ ГК ЭЛСИ

Техническая документация на опоры разработки ГК ЭЛСИ оформлена в виде следующих типовых проектов:
• ЭЛ-ТП.010.05 «Стальные опоры из гнутого профиля серии С10П для ВЛ с неизолированными проводами»;
• ЭЛ-ТП.010.06 «Стальные опоры из гнутого профиля серии С10П для ВЛ с изолированными проводами»;
• ЭЛ-ТП.35/110.01 «Стальные опоры из гнутого профиля для воздушных линий электропередачи 35 и 110 кВ»;
• Дополнения к типовым проектам ЭЛ-ТП.010.05, ЭЛ-ТП.010.06 и ЭЛ-ТП.35/110.01.

Согласно требованиям ПУЭ-7 разработанные опоры применяются в следующих областях:
• опоры 6—10 кВ предназначены для применения в населенной и ненаселенной местности в I—V ветровых районах и в I—IV районах по гололеду;
• промежуточные опоры 35—110 кВ предназначены для применения в населенной и ненаселенной местности в I—V ветровых районах и в I—IV районах по гололеду;
• анкерные опоры 35—110 кВ предназначены для применения в населенной и ненаселенной местности в I—IV ветровых районах и в I—IV районах по гололеду;
• промежуточные опоры 220 кВ предназначены для применения в населенной и ненаселенной местности в I—IV ветровых районах и в I—III районах по гололеду.

ИННОВАЦИОННЫЕ РАЗРАБОТКИ ГК ЭЛСИ

В 2009 году для эксплуатации на ВЛ 220 кВ двухцепного исполнения в III—IV районах с нормативным давлением ветра и толщиной стенки гололеда и проводом сечением 300— 400 мм² была разработана конструкция опоры 2ПС220П-1 и 2ПС220П-2 (рис. 3).

Особенностью конструкции опоры является стойка, состоящая из двух разнесенных поясов (двухстоечная конструкция), соединенных между собой раскосами. Это обеспечило следующие преимущества.

1. Разнесение изгибающего момента, действующего на фундамент, на две составляющие, что позволяет применять в качестве свайного фундамента стальные трубы диаметром 530 мм, (бурильная техника для таких фундаментов имеется практически в каждой строительно-монтажной организации).

2. Учет реальных физико-механических характеристик грунта расширяет районы применения двухцепных ВЛ 220 кВ с использованием свайного фундамента из стальных труб диаметром 530 мм.

Дополнительно произведена разработка опор с использованием изоляторных траверс (ИТ), что позволяет добиться следующих результатов:
• снижение общего веса опор (изоляторные полимерные траверсы существенно легче стальных траверс);
• уменьшение общего веса опор за счет снижения толщин применяемых материалов в связи с иным характером аварийной нагрузки. В случае обрыва провода ИТ поворачивается (складывается), что исключает повышенную винтовую нагрузку на стойку опоры;
• в случаях применения ИТ с интегрированными решениями грозозащиты, позволяет исключить использование грозозащитного троса.

На предприятиях, входящих в ГК ЭЛСИ, в 2010 г. было налажено производство заполненных винтовых свай, позволяющих существенно сократить затраты на монтаж свай, используемых в качестве фундаментов опор ВЛ, за счет исключения процессов заполнения полости сваи при строительстве объектов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Группа компаний ЭЛСИ постоянно осуществляет модернизацию и разработку выпускаемой продукции с учетом опыта эксплуатации, проектирования, производства и инновационных разработок. Специалистами ГК ЭЛСИ разработано и запатентовано свыше 30 решений и изобретений, которые применяются при разработке и производстве продукции. На конструкциях ГК ЭЛСИ построено свыше 15 тыс. км воздушных линий электропередачи в самых разных регионах нашей страны, а также за рубежом.