International scientific e-journal

ΛΌГOΣ. ONLINE

16 (December, 2020)

e-ISSN: 2663-4139
КВ №20521-13361Р

ENGINEERING AND IT

UDC 621.311.1

DOI 10.36074/2663-4139.16.09

КОМПОЗИТНІ ОПОРИ ПОВІТРЯНИХ ЛІНІЙ ЕЛЕКТРОПЕРЕДАЧІ

КАРТАЛАПОВ Костянтин Михайлович

здобувач вищої освіти факультету електроенерготехніки та автоматики

Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

 

НАУКОВИЙ КЕРІВНИК:

 

ЧИЖЕВСЬКИЙ Володимир Валерійович

кандидат технічних наук, доцент, заступник завідувача кафедри електричних мереж та систем

Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

 

УКРАЇНА


Анотація. У статті розглянуто доцільність використання композитних опор під час заміни повітряних лійній електропередачі, проаналізовано актуальність застосування вказаних технологій. Обгрунтовано переваги композитних опор повітряних лійній електропередачі для будівництва, модернізації та проведення аварійно-відновлювальних робіт перед традиційними дерев’яними та металевими опорами.

Ключові слова: композитні опори, повітряні лінії електропередачі, модернізація, переваги монтажу, екологічність.

Вступ. В Україні опори повітряних ліній передачі в середньому мають більше 40% зносу. Водночас, часто заміна опор відбувається без врахування сучасних тенеднцій розвитку композитних опор. Все більше дослідників та експертів наголошуються на необхідності застосування новітніх розробок. Зокрема, на необхідності використання композитних опор при заміні застарілих повітряних ліній електропередачі наголошували у своїх публікаціях Іваніцький С. Б., Панєнко О. М., Кривохижа В. П., Колбасов Г. Я., Бочаров Ю.Н., Жук В.В., Прядко Ю. М., Прядко М. В., Стороженко Л.І., Семко О.В., Пенц В.Ф.

Мета роботи. Обгрунтування доцільності використання композитних опор під час заміни повітряних лійній електропередачі.

Результати досліджень та актуальність: Побудовані на технологічній базі 60-70-х років минулого століття, багато українських ліній електропередачі вимагають ремонту і модернізації. Додаткових ліній електропередач потребують нові енергетичні проекти, що будуються, такі як електростанції на поновлюваних джерелах енергії, а також деякі об'єкти житлового будівництва. Ці фактори і формують попит на ринку опор ЛЕП України [1].

Серед нових матеріалів особливе місце займають композитні матеріали, що володіють цілим комплексом різних властивостей, раціональне поєднання яких дозволяє отримувати оптимальні конструкції. Тому технічний прогрес породжує необхідність розробки нових композитних матеріалів. За останні роки було створено нові матеріали із заданими властивостями, розроблено технологію їх виробництва і методи розрахунку.

Актуальність застосування композитних опор повітряних ліній електропередачі:

1. Реконструкція існуючих повітряних ліній електропередачі (можливість проведення реконструкції у важкодоступних місцях);

2. Будівництво нових повітряних ліній електропередачі (можливість будувати нові повітряні лінії електропередачі з гарантованим терміном експлуатації 50 років);

3. Створення естетично привабливих локацій (можливість використання при плануванні паркових зон, скверів, гармонійне застосування в архітектурі населених пунктів).

Композитні опори (КО) розроблені для будівництва, модернізації та проведення аварійно-відновлювальних робіт ПЛ 6-20 кВ в різних умовах. Композитні опори мають такі споживчими якостями як малу вагу, простота збірки і установки, висока механічна міцність, стійкість до впливу кліматичних факторів, довговічність і екологічність, зручність транспортування [2]. Дані якості особливо значимі в важкодоступних і віддалених районах з нерозвиненою мережею автомобільних доріг, де проїзд великовантажного транспорту стає проблематичним і доставка залізобетонних або сталевих опор пов'язана зі значними труднощами і витратами.

Також перевагами застосування опор з композиційних матеріалів є висока швидкість і невелика вартість монтажу і знижені витрати на логістику.

ПЛ на композитних опорах можуть зводитися поблизу населених пунктів або в їх межах, в громадських місцях (паркові, рекреаційні зони), так як важливими параметрами опор є естетичний зовнішній вигляд з можливістю забарвлення в будь-які кольори, стійкість до вандалізму, безпеку для населення (неможливість підйому на опору без спеціальних пристосувань).

Для ПЛ, що проходять на землях, що мають високу вартість оренди, важливою також є площа постійного відводу землі під опори, яка для композитних опор мінімальна. Конструкції опор і застосовуваних траверс універсальні в частині використання стандартних скляних (порцелянових) і полімерних ізоляторів, ідентичні посадочні і приєднувальні розміри для даних ізоляторів [3].

Всі лінійні (проміжні) опори за своєю конструкцією є одностійкові, анкерні і анкерно - кутові опори - двостоякові з жорсткою механічною зв'язку (талреп) на рівні траверс. Стійки опор з композитних матеріалів виготовляються у вигляді усіченого конуса, як і в більшості сучасних розробок опор і підтримуючих конструкцій.

Стійки композитних опор мають номінальну довжину 10,5 і 11,5 м, з товщиною стінки 8, 10 або 17 мм, закріплені в ґрунт на 2 або на 2,5 м - в залежності від виконання. Товщина стінки опори вибирається виходячи з призначення опори і обумовлюється необхідної механічною міцністю опори згідно з проектними рішеннями для конкретної ВЛ [4]. Максимальна довжина стійки 11,5 м зручна для транспортування звичайними фури або залізничними вагонами. Сталеві траверси спроектовані і виготовляються зі стандартного металопрокату, застосовуються сталеві куточки і труби з квадратним перетином в залежності від виконання опори.

Кріплення сталевих траверс до тіла опори здійснюється двома способами: верхні траверси розміщуються на торці стійки і кріпляться до оголовника, який в свою чергу фіксується «в розпір» всередині стійки, проміжні траверси фіксуються на тілі опор за допомогою охоплюючих сталевих хомутів. Можуть застосовуватися композитні траверси, що представляють собою полімерні високоміцні труби з встановленими ізоляторами для кріплення проводів. Дані траверси встановлюються в підготовлені технологічні отвори стійок опор і фіксуються до опори шпильками.

Приміром, сталезалізобетонні конструкції, тобто конструкції з застосуванням сталевого прокату та монолітного залізобетону, знаходять у будівництві України та країн СНД якнайширше застосування. Ці конструкції поєднують у собі гнучкість форм та розмірів монолітного залізобетону та сталевих конструкцій, і в той же час вони не вимагають дорогих опалубочних робіт і мають високу вогнестійкість.

Досвід багаторічного широкого застосування різновидів сталезалізобетонних конструкцій (трубобетону, монолітного залізобетонного перекриття по профнастилу, несучих балок та стійок, що на промислових та цивільних будівлях поєднують бетон та сталевий прокат), у Києві, Полтаві, Львові, Кривому Розі, Кременчуці та інших містах України дозволяє стверджувати про високу надійність, зручність та швидкість монтажу, гарні експлуатаційні якості сталезалізобетону [5, 6].

Використання композитних опор під час монтажу повітряних ліній електропередачі має ряд переваг, зокрема:

- зручний монтаж, можливість виготовлення опор безпосередньо на місці монтажу;

- екологічність, можливість виготовлення опор із вторинної сировини;

- естетичність, можливість формувати естетично привабливі мікрорайони, повна інтеграція в навколишнє середовище та сучасну архітектуру.

Висновки. Необхідність створення нових модифікацій опор зумовлена питання естетики, землекористування і дотриманням техніко-економічних вимог до повітряних ліній електропередачі.

Якщо розглядати високовольтні мережі з середніми та низькими класами напруг, то можна стверджувати, що композитні опори на даному етапі розвитку електроенергетики цілком виправдано можуть використовуватися в майбутніх проектуваннях нових ліній, реконструкції старих ділянок мереж (заміни певної частини зношених дерев’яних стовпів) чи при прокладанні повітряних лійній в важкодоступних місцевостях.


СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ:

 

  • Бочаров, Ю.Н. & Жук, В.В. (2012). Композитные опоры. Перспективы применения для ВЛ 110-750 кВ. Новости Электротехники, 1(73). 22-25.

  • Прядко, Ю. Н. & Прядко, Н. В. (2016). Модифицированные композитные опоры воздушных линий электропередачи. Електромережеві конструкції, (3), 37-42.

  • Стороженко, Л.І., Семко, О.В. & Пенц, В.Ф. (2005). Сталезалізобетонні конструкції. Полтава: ПолНТУ.

  • Стороженко, Л.И. (1978). Трубобетонные конструкции. Київ: Будівельник.

  • Зайченко, Н.М., Губарь, В.Н. & Белый, Е.А. (2011). Тонкозернистая сухая бетонная смесь наливного типа с комбинированным органо-минеральным модификатором на основе отходов промышленности. Вісник Донбаської національної академії будівництва і архітектури, 1(85), 63–72.

  • Зайченко, Н.М. & Лахтарина, С.В. (2011). Самоуплотняющиеся бетоны, дисперсноармированные полимерными волокнами. Зб. наук. праць «Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди», (22), 63–70.


COMPOSITE SUPPORTS OF OVERHEAD POWER LINES

KARTALAPOV Kostiantyn,
student of the Faculty of Electrical Engineering and Automation
National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”
UKRAINE

SCIENTIFIC ADVISER:

CHYZHEVSKYI Volodymyr,
Ph.D. (Technical sciences), Associate Professor, Deputy Head of the Department of Electrical Networks and Systems
National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”
UKRAINE

Abstarct.
The article considers the feasibility of using composite supports during the replacement of overhead power lines, analyzes the relevance of these technologies. The advantages of composite overhead power line towers for construction, modernization and restoration work over traditional wooden and metal towers are substantiated.


Keywords: composite supports, overhead power lines, modernization, advantages of installation, environmental friendliness.

© Карталапов К.М., 2020

© Kartalapov K., 2020

 

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

PUBLISHED : 08.12.2020