Железобетонные опоры. Провода

Первые железобетонные опоры для линий электропередачи в Советском Союзе были разработаны в 1933 г. Тбилисским научно-исследовательским институтом сооружений и гидроэнергетики из центрифугированного железобетона, по проектам которого были по строены небольшие участки контактной сети и линий электропередачи.

Однако широкого распространения железобетонные опоры до войны не получили. В то время еще не существовало ни индустриальной базы для производства сборных железобетонных конструкций опор, ни соответствующих механизмов для установки их на трассе линий электропередачи. Только после войны, в пятой пятилетке появились возможности строительства линий электропередачи на железобетонных опорах.

Преимуществом железобетонных опор в сравнении с деревянными являются долговечность и значительное снижение эксплуатационных расходов.

В сравнении со стальными опорами наряду с экономией эксплуатационных расходов главная выгода железобетонных опор заключается в экономии металла, которая для опор с ненапряженной арматурой достигает почта 40— 50%, а для опор с предварительно напряженной арматурой около 60—70%.

После войны первые линии электропередачи на железобетонных опорах были сооружены трестом «Энергомонтажнефть» в 1948 г. Это были линии напряжением 6 и 10 кв. Опоры изготовлялись из центрифугированных железобетонных секций (труб) длиной 6 м. На базе этого опыта в Грозном был запроектирован и построен первый в Советском Союзе завод центрифугированных железобетонных опор для линий электропередачи.

В течение 1951 —1955 гг. были построены сотни километров линий электропередачи напряжением 6, 10 и 35 кв на железобетонных опорах. В этот же период времени ряд организаций приступил к проектированию железобетонных опор для линий электропередачи напряжением 35 и 110 кв.

Характерная особенность почти всех разработанных в то время конструкций железобетонных опор заключается в том, что основным конструктивным элементом опор являлись центрифугированные железобетонные секции (трубы) с максимальной длиной 6 м. Стойки опор поэтому проектировались составными, а не цельными.

Такое конструктивное решение обусловливалось тем, что по технологическим возможностям заводов, изготовлявших центрифугированные железобетонные опоры, длина секций ограничивалась 6 м и максимальный диаметр 500 мм.

Наряду с конструкциями опор из центрифугированного железобетона были разработаны конструкции из вибрированного железобетона, которые не нашли практического применения на строительстве линий электропередачи ПО кв.

Стыкование отдельных секций (элементов) железобетонных опор проектировалось в основном двумя способами: 1) телескопическим, когда вышестоящая секция закладывается в нижестоящую и заделывается цементным раствором, и 2) сваркой или сболчиванием металлических деталей (колец, фланцев), заделанных в концы соединяемых секций. Оба способа имеют ряд существенных недостатков.

Важнейшим недостатком телескопического стыкования является необходимость применения на трассе мокрых процессов, весьма усложняющих монтаж опор. Недостатки металлических соединений заключаются в увеличении расхода металла на стыки и необходимости защиты стыков от коррозии.

Недостатки разработанных конструкций, а главное отсутствие баз по изготовлению железобетонных опор ограничивали в тот период возможности применения спроектированных конструкций железобетонных опор в строительстве линий электропередачи напряжением 35 и ПО кв.

В 1956 г. был пущен Свирский завод, изготовляющий длинномерные (до 20—22 м) конические центрифугированные железобетонные опоры; ряд заводов в системе Министерства электростанций находится в процессе строительства и уже выпускает продукцию (Бескудниковский, Мироновский и др).

В 1955—1956 гг. были разработаны проекты железобетонных центрифугированных опор из длинномерных труб длиной 22 м — промежуточных, анкерных и угловых с ненапряженной и напряженной арматурой. Из разработанных проектов были Дриняты к производству только проекты одноцепных промежуточных железобетонных опор ПО кв.

Конструкции одноцепных анкерных и угловых железобетонных опор ПО кв по проектам 1955 г. были неэкономичны по расходу металла, тяжелы и громоздки; вес опор доходил до 20—29 г, и поэтому они не были утверждены. Было принято решение о строительстве одноцепных линий электропередачи ПО кв с промежуточными железобетонными опорами и металлическими анкерными и угловыми.

Разработанные в 1956 г. проекты двухцепных железобетонных опор ПО кв требовали производства на трассе мокрых процессов по замоноличиванию траверс и ригелей. Конструкция опор, где запроектированы стойки диаметром в основании 700 мм, длиной 26 м, была очень громоздкой и тяжелой — вес опор достигал 13 т. По этой причине и эти опоры не могли быть приняты к производству.

В 1956 г. было начато строительство первой в СССР ЛЭП ПО кв на железобетонных опорах Василевичи — Речица— Гомель, где применены железобетонные (с ненапряженной арматурой) центрифугированные одностоечные опоры с треугольным расположением проводов с железобетонными траверсами и ригелями (рис. 14) производства Свирепого завода.

Рис. 14. Одностоечные промежуточные железобетонные центрифугированные опоры ПО кв (I и II район, пролет 200 — 210 м.)

Опыт строительства ЛЭП Василевичи — Речица — Гомель выявил недостатки конструкции запроектированного типа железобетонных опор, которые требовали производства на трассе мокрых процессов по замоноличиванию соединений железобетонных траверс и ригелей со стойкой, что привело по существу к прекращению строительства линии с наступлением зимы.

В 1956 и в 1957 гг. были выпущены чертежи одностоечных одноцепных железобетонных промежуточных опор ПО кв с ненапряженной арматурой для проводов сечения до АС-240, где применены эти металлические траверсы и отсутствуют ригели. Предусматривается закрепление опор в ненарушенных грунтах и пробуренных гнездах диаметром 650—700 мм и глубиной 3 м.

В 1957 г. была разработана конструкция двухцепной железобетонной опоры ПО кв с ненапряженной арматурой, которая может быть изготовлена на любом из действующих заводов железобетонных опор в той же опалубке, что и одноцепные опоры. Эта опора изготовляется на заводе в Бескудниках, она была испытана в III квартале 1957 г.

Предлагаемая двухцепная опора ПО кв почти в 3 раза легче конструкции 1956 г. и будет применяться впредь до разработки более удовлетворительной конструкции с напряженной арматурой.

Ближайшей задачей в развитии конструкций железобетонных опор для линий электропередачи является завершение разработки конструкций опор всех видов из напряженно армированного железобетона. Современный уровень развития техники производства железобетонных напряженно армированных конструкций обеспечивает возможность выполнения указанной задачи.

В 1957 г. Оргэнергостроем был разработан проект машины для производства центрифугированных напряженно армированных железобетонных стоек для опор длиной до 26 м и диаметром до 700 мм. Опытный образец этой машины изготовляется.

Провода. На первом этапе строительства электросетей применялись почти исключительно медные провода.

С развитием советской алюминиевой промышленности стал осуществляться постеленный переход на алюминиевые и сталеалюминиевые провода. В настоящее время полностью прекращено применение в общих условиях медных проводов. Алюминиевый и сталеалюминиевый провод стал основным материалом, подвешиваемым на высоковольтных линиях злектропередачи. Только в прибрежных приморских районах и в местах, подвергающихся химическому воздействию вредных газов, разрешается применение медных проводов.

В настоящее время советская промышленность выпускает алюминиевые и сталеалюминиевые провода разнообразных сечений и марок.

Вместе с развитием конструкций основных элементов линий электропередачи — опор, фундаментов,-проводов — весьма успешно развивались и совершенствовали конструкции линейной арматуры и изоляторов.

Особенно наглядным показателем достижений советской техники и в этой области является строительство линий электропередачи напряжением 400 кв, потребовавшее разработки совершенно новых конструкций линейной арматуры и высококачественного электротехнического фарфора.

Оглядываясь на прошедшие 40 лет, следует признать значительные успехи советских инженеров в развитии конструкций линий электропередачи. Однако нельзя успокаиваться на достигнутом. Грандиозные задачи развития электрических сетей в шестой пятилетке требуют от проектировщиков и конструкторов напряженной работы в деле дальнейшего усовершенствования и упрощения конструкций опор и фундаментов ЛЭП и облегчения веса опор.

Необходимо дальше работать над внедрением в конструкции линий электропередачи новых видов материалов — стекловолокна и пластмасс.

Необходимо работать над упрощением и улучшением линейной арматуры и изоляторов, что имеет большое значение для уменьшения габаритов и облегчения опор, особенно для напряжений 220 и 500 кв.

Предстоит большая работа по развитию и внедрению конструкций железобетонных одноцепных и двухцепных опор из напряженно армированного бетона.

Нет сомнения в том что выращенные за 40 лет опытные кадры наших специалистов с успехом решат эти задачи.