Широкое развитие трубопроводный транспорт получил лишь после Великой Октябрьской социалистической революции. Только за годы первых пятилеток в Советском Союзе было проложено свыше 3 тыс. км подземных стальных магистралей. Не прекращалось строительство трубопроводов и в годы Великой Отечественной войны, когда их сеть удлинилась более чем на 1550 км. Был проложен бензопровод по дну Ладожского озера, обеспечивший подачу горючего для боевой техники наших воинских частей, героически оборонявших Ленинград. На Дальнем Востоке в тяжелых условиях был построен нефтепровод Оха-Комсомольск-на-Амуре.

Первым дальним газопроводом страны стала подземная магистраль Саратов-Москва протяженностью 800 км диаметром 325 мм, вступившая в строй летом 1946 г.

Важнейшим периодом в строительстве магистральных трубопроводов стали 70-е годы. За 1975-1980 гг. было построено 50 тыс. км магистральных трубопроводов, в том числе нефтепроводов 11,8 тыс. км, газопроводов 31,3 тыс. км и нефтепродуктопроводов 2,1 тыс. км.

В настоящее время свыше 95% добываемой нефти и весь газ транспортируются по трубам. Трубопроводный транспорт - самый экономичный вид транспорта: стоимость перекачки 1 т нефти в 4 раза дешевле стоимости ее перевозки по железной дороге. Доля трубопроводного транспорта в общем грузообороте страны постоянно растет (табл. 1).

Таблица 1

Доля (в %) различных видов транспорта в общем грузообороте СССР

Принципиально новым явилось создание в 70-х годах трубопроводов диаметром 1420 мм для переброски крупных потоков газа. Протяженность трубопроводов большого диаметра (свыше 1000 мм) в общей протяженности трубопроводных систем достигает в настоящее время 50%. Семидесятые годы определили высокие темпы сооружения трубопроводов. Протяженность магистралей удвоилась, их мощность возросла в 4 раза (рис. 1).

Рис 1. График роста (в тыс. км) трубопроводного строительства

в Советском Союзе

В одиннадцатой пятилетке трубопроводов диаметром 1420 мм проложено вдвое больше по сравнению с десятой пятилеткой. Только из Уренгоя проложено пять газопроводов в Центр страны и экспортный газопровод до Ужгорода.

Учитывая большую протяженность новых транспортных магистралей, необходимость совершенствования существующих трубопроводных систем, а также существенный рост энергопотребления, в последующие годы предстоит выполнить значительные работы по электрификации трубопроводного транспорта. Это потребует большого объема энергетического строительства, т.е. строительства линий электропередачи и подстанций напряжением 220, 110 и 35 кВ для энергоснабжения компрессорных и насосных станций, обеспечивающих перекачку газа, нефти и нефтепродуктов по трубопроводам, а также строительство воздушных линий электропередачи (ЛЭП) и подстанций напряжением 10; 6 и 0,4 кВ, предназначенных для электроснабжения потребителей линейной части магистральных трубопроводов - электрохимической защиты трубопроводов от почвенной коррозии, линейных задвижек и кранов, средств автоматизации управления кранами и задвижками, средств связи и т. п.

Протяженность строящихся ЛЭП на напряжение 10; 6 и 0,4 кВ должна быть близка к протяженности строящихся трубопроводов. Это обусловлено тем, что трубопроводы большей частью проходят в необжитых и малозастроенных районах Западной Сибири, Средней Азии, севера Европейской части страны и поэтому требуется строить ЛЭП вдоль всего трубопровода. При этом строящиеся линии получают питание от компрессорных и насосных станций, так как отсутствуют другие источники электроэнергии.

Основными потребителями электроэнергии на линейной части магистральных трубопроводов являются установки электрохимической защиты трубопроводов от почвенной коррозии и линейные задвижки. Подключение СКЗ (станций катодной защиты) и линейных задвижек с электроприводными устройствами к ЛЭП на напряжение 6-10 кВ осуществляется через трансформаторные подстанции на напряжение 6-10/0,4 кВ мощностью 10 или 25 кВа и специальные распределительные устройства. Если электроприемники получают энергию от ЛЭП на напряжение 0,4 кВ, то они подключаются к ним непосредственно, без использования трансформаторных подстанций.

По своим характеристикам как потребители электроэнергии электроприемники линейной части магистральных трубопроводов относятся к электроприемникам III категории. По надежности электроснабжения потребители линейной части магистральных трубопроводов получают электроэнергию от одного источника питания по одной линии электропередачи. Воздушные линии электропередачи могут быть напряжением 6 или 10 кВ, строящиеся вдоль всего трубопровода, когда источником электроэнергии служит компрессорная станция газопровода или насосная станция нефтепровода. Иногда схема электроснабжения линейных потребителей трубопроводов использует источники электроэнергии местных ЛЭП и подстанций, находящихся вблизи трассы прохождения трубопроводов. В этих случаях для электрообеспечения трубопроводов используют как ЛЭП напряжением 6-10 кВ, так и линии на напряжение 0,4 кВ.

При перекачке по трубопроводам особо ценных нефтепродуктов, а также для надежного обеспечения защиты окружающей среды иногда линейные задвижки продуктопроводов относят ко II категории электроприемников. В таких случаях электроснабжение их осуществляется по двум ЛЭП от двух независимых источников питания.

Значительно вырос объем работ по энергетическому строительству в связи с необходимостью сооружения вдольтрассовых ЛЭП, проходящих в сложных геологопочвенных и природно-климатических районах страны.

В настоящее время работы по энергетическому строительству для линейной части магистральных трубопроводов в Миннефтегазстрое выполняют различные организации по следующему разделению.

1. Строительство вдольтрассовых ЛЭП напряжением 6-10 кВ, а также ЛЭП на напряжение б-10 кВ протяженностью свыше 10 км (при электроснабжении линейных потребителей трубопроводов от существующих источников электроэнергии) выполняют организации субподрядчика - Главнефтегазэлектроспецстроя. В этом случае эти же организации осуществляют монтаж подстанций на напряжение 10-6/0,4 кВ для электрохимзащиты, линейных задвижек и других потребителей трубопровода.

Ими же выполняются и работы по подключению линейных задвижек и их обвязке, электроснабжению, газораспределительных станций и т.п.

Строительство средств электрохимической защиты трубопроводов, включая монтаж СКЗ, анодного заземления, воздушной или кабельной линии напряжением 24-48 В к анодному заземлению, контрольно-измерительных пунктов выполняют организации,  ведущие строительство трубопровода, т.е. организации генерального подрядчика.

2. Строительство низковольтных ЛЭП напряжением 0,4 кВ любой протяженности, а также ЛЭП напряжением 6-10 кВ протяженностью до 10 км для электроснабжения всех линейных потребителей трубопроводов выполняют организации - генеральные подрядчики. При этом они же выполняют и монтаж подстанций на напряжение 10-6 и 0,4 кВ, комплекс электрохимической защиты, подключение задвижек, радиорелейной связи (РРС) и т.п.

Подобное распределение работ по электроснабжению линейной части магистральных трубопроводов позволило субподрядным специализированным организациям ускорить темпы сооружения вдольтрассовых ЛЭП и увеличить объем их строительства. Генподрядные организации, имея в своем составе электромонтажные подразделения, получили возможность строить и сдавать в эксплуатацию трубопровод в комплексе и одновременно с его электрификацией.

Воздушная линия электропередачи - устройство для передачи электроэнергии по проводам, расположенным на открытом воздухе и прикрепленным при помощи изоляторов и арматуры к опорам или кронштейнам и стойкам на инженерных сооружениях (мостах, путепроводах и т.п.).

Трасса ЛЭП - положение оси линии электропередачи на земной поверхности, а также полоса земли вдоль оси линии электропередачи, отведенная для ее строительства. Местность, по которой проходит трасса ЛЭП, в зависимости от доступности ее для людей, транспорта и сельскохозяйственных машин, согласно #M12293 3 1200003114 3645986701 3867774713 77 4092901925 584910322 1540216064 77 77ПУЭ#S делится на четыре категории.

Населенная местность - земли в пределах городской черты в границах их перспективного развития на 10 лет, пригородные и зеленые зоны, курорты, земли поселков городского типа в пределах поселковой черты и сельских населенных пунктов в пределах черты этих пунктов.

Ненаселенная местность - земли единого государственного земельного фонда, за исключением населенной и труднодоступной местности, т.е. незастроенные местности, хотя бы и часто посещаемые людьми, доступные для транспорта и сельскохозяйственных машин, сельскохозяйственные угодья, огороды сады, местности с отдельными редкостоящими строениями и временными сооружениями.

Труднодоступная местность - местность, недоступная для транспорта и сельскохозяйственных машин.

Застроенная местность - территории городов, поселков и сельских населенных пунктов в границах фактической застройки, защищающие ЛЭП с обеих сторон от поперечных ветров.

При проектировании, т.е. при расчете и выборе конструкций ЛЭП, необходимо учитывать механические нагрузки на ее элементы, которые зависят от климатических условий местности прохождения ЛЭП, т.е. от силы ветра, толщины гололеда, который может образоваться на проводах линии.

Территория Советского Союза в зависимости от скорости ветра разбита на семь районов [6].

При расчетах проводов учитываются максимальные скоростные напоры ветра, исходя из их повторяемости один раз в 10 лет для ЛЭП на напряжение 6-10 кВ и один раз в 5 лет для ЛЭП на напряжение 0,4 кВ, при высоте крепления проводов до 15 м Максимальные нормативные скоростные напоры ветра приведены в табл. 2.

Таблица 2

Максимальные нормативные скоростные напоры ветра

на высоте до 15 м от Земли

Если высота подвеса проводов превышает 15 м, то нормативный скоростной напор ветра увеличивается путем введения соответствующих коэффициентов. Если же ЛЭП сооружается в застроенной местности, то максимальный нормативный скоростной напор ветра можно уменьшить на 30% (скорость ветра на 16%) при условии, что средняя высота окружающих зданий составляет не менее 2/3 высоты опоры. Такое же уменьшение скоростного напора допускается для ЛЭП, трасса которых защищена от поперечных ветров (например, в лесных массивах заповедников, в горных долинах и ущельях).

Районов по гололеду в Советском Союзе принято пять. Эти районы характеризуются толщиной стенки гололеда, приведенной к высоте 10 м от земли и к диаметру провода 10 мм при повторяемости один раз в 5 и 10 лет (табл. 3).

Таблица 3

Нормативная толщина стенки гололеда при высоте 10 м

над поверхностью Земли

Толщина стенки гололеда с повторяемостью один раз в 15 лет, а также с любой повторяемостью в особогололедных районах должна приниматься на основании обработки данных фактических наблюдений.

От правильного выбора толщины стенки гололеда в расчетах зависит безаварийная работа ЛЭП, в противном же случае на линиях возможны аварии, что приведет к перерывам в электроснабжении.

Воздушные линии электропередачи состоят из опор, линейной арматуры, изоляторов и проводов.

Опоры ЛЭП поддерживают провода при помощи линейной арматуры и изоляторов на заданном расстоянии друг от друга и от поверхности земли.

Пролетом или длиной пролета называют горизонтальное расстояние между осями двух соседних опор. Пролеты могут быть промежуточными, анкерными или переходными (рис. 2).

Рис. 2. Пролеты ЛЭП:

а, б, в, г - расстояния от провода ЛЭП соответственно до головки рельса, провода контактной сети,

провода линии связи и до автодороги; д - наименьшее расстояние от провода ЛЭП до земли в пролете;

е - расстояние от провода ЛЭП до провода напряжением 0,4 кВ; ж - промежуточный пролет;

з - переходный анкерный пролет; и - анкерный пролет или анкерный участок; 1 - стрела провеса:

2 - провод; 3 - анкерная опора; 4 - промежуточная опора

Промежуточный пролет - это пролет между двумя соседними промежуточными опорами или между анкерной и промежуточной опорами.

Анкерный пролет - это расстояние по горизонтали между центрами двух ближайших анкерных опор. Обычно анкерный пролет состоит из нескольких промежуточных пролетов.

Переходной пролет - это пролет, в котором линия электропередачи пересекает определенные инженерные сооружения или большие естественные препятствия (большие реки, водохранилища и т.п.).

Поскольку провода в пролете не могут быть натянуты как струна, их натягивают с определенным провесом, усилием или, как говорят, тяжением. В зависимости от климатических условий оно изменяется для одного и того же провода или пролета и может быть нормальным или ослабленным.

Габарит провода - вертикальное расстояние между низшей точкой провода в пролете от пересекаемых сооружений до поверхности земли или до воды (рис.3).

Рис. 3. Габарит и стрела провеса провода:

а - с одинаковой высотой точек подвеса провода; б - с разными по высоте точками подвеса провода;

- длина пролета; - стрела провеса провода; - расстояние от низшей точки провода до земли;

А, Б - точки подвеса провода; - стрела провеса провода относительно высшей точки подвеса

Стрелой провеса провода называют вертикальное расстояние между горизонтальной прямой, соединяющей точки крепления проводов на опорах, и низшей точкой провода в пролете. Если высота точек крепления провода разная, стрела провеса имеет два значения относительно высшей и низшей точек крепления.

Габаритный пролет - пролет, длина которого определяется нормированным габаритом от проводов до земли на идеально ровной поверхности. Другими словами, это такой пролет, увеличение которого приводит к уменьшению габарита провода ниже нормы. Для ЛЭП на напряжение 0,4 и 6-10 кВ нормированный габарит проводов до земли составляет 7 м в населенной местности и 6 м в ненаселенной.

Для определения нагрузок на опоры служит понятие ветрового пролета.

Ветровым пролетом называется длина участка ЛЭП, давление ветра на провода и тросы с которого воспринимаются опорой. Ветровой пролет равен полусумме смежных пролетов от опоры в обе стороны (рис. 4)

Рис. 4. Ветровой пролет:

и - длина первого и второго пролетов; - длина ветрового пролета

.

Весовым пролетом называется длина участка ЛЭП, масса проводов или тросов которого воспринимается опорой. Весовой пролет, определяющий конструкцию опоры и ее элементов, а также закрепление ее в грунте, может быть положительным и отрицательным. Положительным считается такой весовой пролет, когда его нагрузки направлены вниз, и отрицательным, когда его нагрузки направлены вверх (рис. 5).

Рис. 5. Весовой пролет:

-- длина участка ЛЭП, на котором масса проводов и тросов воспринимается опорами

Величину весового пролета можно определить по формуле

,

где - длина пролета, примыкающего к опоре; - тяжение по проводу в пролете, примыкающем к опоре; - разность отметок подвеса провода на опорах (положительная, если отметка провода на рассматриваемой опоре больше, чем на смежной, и отрицательная, если отметка меньше; - вертикальная нагрузка на провод с учетом его массы), м; индексы 1 и 2 относятся к пролетам, расположенным по одну и другую стороны от рассматриваемой опоры.

В процессе монтажа ЛЭП пользуются еще одним понятием пролета.

Приведенный (или визируемый) пролет - это длина среднего промежуточного пролета анкерного участка, по которому определяется величина искомой стрелы провеса при визировании проводов.

Приведенный пролет определяется по формуле

,

где , , +, - длина промежуточных пролетов анкерного участка.

Стрела провеса в приведенном пролете

,

где - длина рассматриваемого промежуточного пролета; - длина приведенного пролета; - стрела провеса для приведенного пролета (принимается по монтажным таблицам или кривым).

В процессе монтажа и эксплуатации в зависимости от механического состояния ЛЭП может находиться в нескольких режимах работы [6].

Нормальный режим ЛЭП - состояние ЛЭП при необорванных проводах и тросах.

Аварийный режим ЛЭП - состояние ЛЭП при оборванных одном или нескольких проводах и тросах.

Монтажный режим ЛЭП - состояние ЛЭП при монтаже опор, проводов и тросов.

Промежуточные опоры устанавливают на прямых участках трассы ЛЭП. При нормальном режиме работы ЛЭП не воспринимают усилий вдоль оси линии от тяжения проводов, а воспринимают только нагрузки, направленные вертикально, от массы проводов, гололеда, изоляторов, арматуры, и нагрузки, направленные горизонтально, поперек оси ЛЭП, от давления ветра на провода и саму опору. В аварийном режиме, когда оборван один или несколько проводов, промежуточные опоры воспринимают нагрузку от тяжения оставшихся проводов. В этом случае они подвергаются изгибу и кручению.

Анкерные опоры, монтируемые на прямых участках трассы для пересечения различных инженерных сооружений и естественных преград, а также в местах изменения числа проводов или их сечений и марок, воспринимают все усилия, которые направлены вдоль линии, - разность тяжения проводов и тросов в смежных анкерных пролетах или тяжение проводов во время их монтажа.

Длина анкерных пролетов не нормируется, однако на вдольтрассовых ЛЭП на напряжение 6-10 кВ анкерные опоры монтируют через каждые 1-1,5 км, что упрощает монтаж проводов и повышает надежность ЛЭП.

Угловые опоры, устанавливаемые на углах поворота трассы ЛЭП, воспринимают усилия, которые направлены по биссектрисе внутреннего угла поворота. В зависимости от величины угла поворота, угловые опоры могут быть промежуточными (при малых углах поворота, когда нагрузки невелики) и анкерными (при больших углах поворота).

Концевые опоры, монтируемые в начале и конце ЛЭП, а также в местах, ограничивающих кабельные вставки, являются разновидностью анкерных опор. Они воспринимают нагрузку от одностороннего тяжения проводов.

К специальным опорам на ЛЭП на напряжение 0,4 и 6-10 кВ относятся: ответвительные, применяемые для устройства ответвлений от магистральной линии к потребителю (например, к СКЗ); перекрестные, используемые для устройства пересечения двух направлений ЛЭП и переходные, которые устраивают для переходов через инженерные сооружения и естественные преграды.

При строительстве ЛЭП для трубопроводного транспорта используют деревянные (с деревянными или железобетонными приставками) и железобетонные опоры. В качестве переходных применяют и металлические опоры, в том числе опоры из спирально-шовных труб диаметром 377х6 мм, разработанных в Главнефтегазэлектроспецстрое.

Как правило, строительство ЛЭП для трубопроводов ведется на опорах по типовым проектам института Сельэнергопроект - ведущей проектной организацией страны в области ЛЭП на напряжение до 35 кВ.

Так, основные типовые проекты опор ЛЭП на напряжения 0,4 и 6-10 кВ, используемые, например, строительно-монтажными организациями Миннефтегазстроя, следующие:

По каталогу Госстроя СССР

3.407-122 - Опоры ЛЭП на напряжение 0,4 кВ на базе железобетонных вибрированных стоек;

3.407-85 - Унифицированные деревянные опоры ЛЭП на напряжение 0,4-20 кВ;

3.407-101 - Опоры ЛЭП на напряжения 6-10 и 20 кВ из предварительно напряженных железобетонных стоек;

3.407-130 - Унифицированные железобетонные опоры для переходов одноцепных ЛЭП на напряжения 6-10 и 20 кВ через инженерные сооружения;

4.407-253 - Закрепление в грунтах железобетонных опор и деревянных опор на железобетонных приставках для ЛЭП на напряжение 0,4-20 кВ;

4.407-59/71 - Закрепление деревянных опор ЛЭП на напряжения 6-10, 20 и 35 кВ на болотах и в слабых грунтах;

3.407-83 - Заземляющие устройства опор ЛЭП на напряжения 0,4, 6-10, 20 и 35 кВ;

3.407-57/72 - Железобетонные приставки для ЛЭП на напряжение до 35 кВ и для связи.

По данным Сельэнергопроекта

010343 - Угловая анкерная опора УА10-2БМ на угол поворота ЛЭП до 90° (дополнение к типовому проекту 3.407-101);

09232 - Железобетонные опоры ЛЭП на напряжение 6-10 кВ с изменяемым расположением проводов и креплением их на крюках-кронштейнах;

05214 - Переходные опоры ЛЭП на напряжение 6-10 кВ на железобетонных стойках СНВ-2,7-11 и СНВ-3,2-11.

В качестве опор ЛЭП на напряжение 0,4 кВ организации Миннефтегазстроя в основном используют опоры на стойках ОС-2,75 длиной 8,5 м, предназначенных для линий связи. На этих опорах допускается подвешивать четыре алюминиевых провода сечением до А-70 и сталеалюминиевых сечением до АС-50. Кроме того, их можно устанавливать в I-V ветровых районах при толщине стенки гололеда 5 и 10 мм.

Железобетонные опоры ЛЭП на напряжение 6-10 кВ изготовляют из вибрированного, предварительно напряженного железобетона марки 400 со стержневой или проволочной арматурой. Стойки опор (СВ110-2,5 или СВ110-3,2) выполняют полнотелыми трапециедального сечения с пирамидальным сбегом от комля к вершине.

Промежуточные опоры - одностоечные с треугольным расположением проводов, имеющем штыревые изоляторы (рис. 6).    

Рис. 6. Промежуточные и сложные железобетонные опоры ЛЭП на напряжение 6-10 кВ:

а - промежуточные; б - угловые; в - анкерные концевые; г - анкерные угловые;

д - промежуточные ответвительные; е - промежуточные ответвительные угловые

Траверсы промежуточных опор изготовляют из металла и крепят к стойке при помощи хомутов.

Опоры рассчитаны на установку в I-IV районах по гололеду и в I-V районах по ветру в населенной и ненаселенной местностях. На опоры допускается подвешивать три провода: алюминиевые сечением до А-120, сталеалюминевые сечением до АС-50 и стальные сечением до ПС-25.

В зависимости от климатического района прохождения ЛЭП и сечения проводов на опоры можно устанавливать стойки СВ110-2,5 или СВ110-3,2 и траверсы с одинарным (для ненаселенной местности) или двойным (для населенной местности) креплением проводов.

Наименьшие расстояния от проводов до земли приняты для населенной местности 7 м, для ненаселенной местности 6 м.    

Основные характеристики железобетонных опор ЛЭП на напряжение 6-10 кВ приведены в табл. 4.

Таблица 4

Основные характеристики железобетонных опор ЛЭП на напряжение 6-10 кВ

по типовым проектам института Сельэнергопроект

Примечания. 1. Масса арматуры стоек приведена: В числителе для арматуры класса АТ-VI, в знаменателе - для арматуры класса А-IV.

2. Если на линии используют промежуточные опоры на стойках CB110-2,5, то и сложные опоры собирают из стоек CB110-2,5; если на линии используют промежуточные опоры на стойках СВ110-3,2, то и сложные опоры собирают из стоек СВ110-3,2.

Сложные опоры на напряжение 6-10 кВ (угловые, анкерные, угловые промежуточные, концевые, ответвительные и др.) выполняют с одним или двумя подкосами с использованием стоек промежуточных опор. Крепят подкосы к стойкам при помощи металлических конструкций и деталей.

Все опоры ЛЭП на напряжение 6-10 кВ, а также их металлические элементы должны быть заземлены. Для заземления опор на стойках сделан специальный металлический выпуск, соединенный с арматурой. Металлоконструкции опор заземляют через металлический выпуск в вершине опоры при помощи сварки или болтового соединения с использованием плашечных зажимов ПС-1-1А.

Деревянные опоры ЛЭП на напряжение 0,4 кВ рассчитаны для тех же условий, что и железобетонные опоры ЛЭП на напряжение 0,4 кВ. Допускается подвешивать на них алюминиевые провода марок A-16 - A-70 и сталеалюминевые провода марок АС-16 - AC-50. Опоры, изготовляемые из сосновых бревен (ГОСТ 9463-72) не ниже третьего сорта, пропитывают заводским способом. Для опор можно также применять непропитанную лиственницу зимней рубки, а для стоек - пропитанные ель и пихту. Опоры ЛЭП на напряжение 0,4 кВ могут быть с деревянными или железобетонными приставками.

Рис. 7. Промежуточные, анкерные, угловые и концевые деревянные опоры ЛЭП на напряжение 6-10 кВ:

а, б - промежуточные одностоечные для крепления проводов на изоляторах с крюками и со штырями;

 в - промежуточные угловые; г - анкерные и концевые; д - анкерные угловые; в - ответвительная угловая

Крепление деревянных стоек к железобетонным приставкам производят одним из следующих способов: проволочными бандажами из стальной оцинкованной проволоки диаметром 4 мм, хомутами из полосовой стали с приваренными к ним болтами или сквозными болтами, проходящими через стойку и приставку (рис. 8). 

Рис. 8. Способы крепления деревянных стоек к железобетонным и деревянным приставкам:

а - проволочными бандажами; б - хомутами; в - болтами

В табл. 5 приведены конструктивные данные и технические характеристики типовых железобетонных стоек для опор на напряжение 0,4-10 кВ и железобетонных приставок к деревянным опорам (рис. 9).

Таблица 5

Конструктивные данные и технические характеристики типовых

железобетонных стоек и приставок

Примечание. Масса арматуры стоек СВ110 и приставок типа ПТ дана для двух вариантов армирования.

Рис. 9. Типовые железобетонные стойки опор на напряжение 0,4-10 кВ и приставки:

а - стойки СНВ-2,7 и СНВ-3,2; б - приставка типа ПТ; в - стойка контактная связи, усиленная

СКУ 4,5/13,6; г - опора связи ОС-2,75

Для переходов вдольтрассовых ЛЭП через ручьи, реки овраги автомобильные и железные дороги и через другие естественные преграды и инженерные сооружения используют типовые переходные опоры на напряжение 6-10 кВ на стройках СВ110, а также типовые железобетонные и металлические опоры ЛЭП на напряжение 35-110 кВ. Строительно-монтажными организациями Главнефтегазэлектроспецстроя разработаны и с успехом применяются для выполнения переходов опоры на стойках контактной сети типа СКУ длиной 13,6 м и опоры на стойках СВ110-2,5 и СВ110-3,2 с повышенными металлическими оголовниками.

Для линий напряжением 24-48 В к анодным заземлениям станций катодной защиты используют опоры связи ОС-2,75 (длиной 7,5 и 8,5 м), на которые можно подвешивать провода сечением А-70 с пролетом до 50 м в I-IV районах по ветру при толщине стенки гололеда 5 и 10 мм. Траверса опоры, рассчитанная на одинарное или двойное крепление провода, представляет два полухомута из полосовой стали со штырем для крепления изолятора. Полухомуты крепятся на стойке болтами.

Способы установки опор и их закрепление в грунте зависят от механических свойств грунта и от его несущей способности. Поскольку промежуточные опоры, применяемые для строительства ЛЭП трубопроводного транспорта, имеют свободно стоящую конструкцию, а сложные опоры - конструкцию на подкосах, то в большинстве районов страны в нормальных грунтах их устанавливают и закрепляют путем погружения стоек и подкосов в пробуренные котлованы. Котлованы бурят специальными бурильными машинами на автомобильном или тракторном ходу.

При необходимости к подземной части стойки могут быть прикреплены железобетонные ригели или опорные плиты, что повышает устойчивость опоры или, как говорят, прочность ее заделки в грунте, так как при этом увеличивается поверхность подземной части опор. При монтаже ригели, как правило, устанавливают в плоскости, перпендикулярной к плоскости траверсы, т. е. вдоль оси ЛЭП.

После установки опоры в проектное положение в котловане пазухи засыпают вынутым грунтом с послойным по 0,2 м трамбованием для достижения заданной плотности грунта (1700 кг/м).

Способ закрепления опор в грунте должен быть приведен в проекте ЛЭП. При отсутствии конкретного способа закрепления в проекте ЛЭП необходимо руководствоваться типовым проектом опор и их закреплением в соответствии с характеристиками грунтов. Однако не всегда удается закрепить опоры таким способом. В грунтах недостаточной несущей способности (например, в песках, на болотах и др.) опоры закрепляют при помощи свай или устраивают насыпные банкетки. В слабых грунтах иногда можно добиться требуемой прочности заделки опоры в грунте за счет заглубления ее на большую глубину (до 3 м) в пробуренный котлован с ненарушенной структурой грунта, что выполнимо при условии, если снижение точек крепления проводов позволит выдержать необходимый габарит проводов до земли. В некоторых случаях соблюдения габарита можно достигнуть путем сокращения длины пролетов, т. е. некоторым увеличением числа опор, если такое увеличение экономически компенсируется уменьшением затрат на установку плит или ригелей, а также на разработку котлованов и обратную их засыпку.

При установке опор в песках должны быть приняты необходимые меры, защищающие насыпную банкетку от выдувания песка.

При закреплении опор в скальных грунтах, когда котлованы разрабатывают буровзрывными методами, засыпать их надо привозным грунтом с послойным трамбованием и устройством банкетки или без нее.

Таблица 6

Характеристика основных проводов ЛЭП на напряжение 4 и 6-10 кВ

трубопроводного транспорта

Провода из алюминия марки А изготовляют в соответствии с ГОСТ 839-80. По конструкции алюминиевые провода выполняют многопроволочными путем скрутки отдельных проволок в определенном порядке. Для увеличения прочности алюминиевого провода в его середину вставляют сердечник из одной или нескольких стальных высокопрочных проволок. Такие провода называют комбинированными, в данном случае сталеалюминиевыми. Сталеалюминиевые провода марки АС изготовляют по тому же ГОСТ 839-80Е.

Грозозащитные тросы, изготовляемые из стали (ГОСТ 3062-80), обозначаются буквой "С" и цифрой, указывающей сечение троса в квадратных миллиметрах, например, С-35.

В настоящее время все более широкое распространение получают провода марок АН и АЖ из алюминиевых сплавов типа АВ-Е1, изготовляемых по ГОСТ 839-80.

Область использования проводов марки АН из алюминиевого сплава соответствует области применения алюминиевых проводов марки А, а область использования проводов марки АЖ соответствует области применения сталеалюминиевых проводов марки АС.

Сечение проводов для ЛЭП определяется расчетом, исходя из напряжения ЛЭП, ее длины и передаваемой мощности. Однако на пересечениях ЛЭП с инженерными сооружениями, а также в зависимости от толщины стенки гололеда и с учетом механической прочности проводов, их сечения нормируются #M12293 0 1200003114 3645986701 3867774713 77 4092901925 584910322 1540216064 77 77ПУЭ#S и не должны быть меньше приведенных в табл. 7.

Таблица 7

Наименьшие допускаемые сечения проводов по условиям механической

прочности при пересечениях ЛЭП

Провода поставляют на монтаж, как правило, на специальных барабанах из дерева. В щеках барабанов имеются отверстия для подъема барабанов и установки их на раскаточные устройства. Кроме того, на щеках барабана несмываемой краской делают следующие надписи: тип барабана, наименование завода-изготовителя, марка провода, длина провода в метрах, масса брутто в килограммах, дата изготовления, а также наносят стрелку, показывающую направление вращения барабана при перекатывании.

Необходимо помнить, что барабаны после использования провода должны быть возвращены заводу-изготовителю этих проводов или ближайшему кабельному заводу, поставляющему аналогичные барабаны (табл. 8).

Таблица 8

Показатели

Тип барабана

I

II

III

IV

IVa

V

Vа

VI

VIа

VII

VIIа

VIII

IX

X

Диаметр, мм:

щеки

400

500

550

800

780

1200

1000

1400

1400

1700

1700

1850

2000

2000

шейки

226

226

238

500

590

695

595

800

945

965

1165

1165

1280

1380

отверстия для вала

35

35

35

50

50

70

50

70

70

80

80

80

80

100

Толщина щеки, мм

38

38

38

38

38

50

50

60

50

70

70

80

90

120

Длина шейки, мм

200

230

250

400

230

500

500

700

500

750

900

900

1000

1000

Масса (расчетная) барабана, кг:

без обшивки

10

16

16

42

38

87

81

155

128

260

290

386

525

660

с обшивкой

13

16

21

47

46

122

122

230

165

345

390

510

770

1020

В зависимости от климатических условий района прохождения ЛЭП на провода воздействуют различные переменные нагрузки, возникающие при изменении температуры окружающего воздуха, при появлении гололеда, от порывов ветра.

Так, при повышении температуры длина провода увеличивается, при понижении температуры - уменьшается. Поскольку провод жестко закреплен на опорах, увеличение его длины приводит к увеличению стрелы провеса и уменьшению габарита. Снижается также и механическое напряжение провода, вызванное тяжением. Наоборот, уменьшение длины провода приводит к увеличению тяжения провода с увеличением напряжения его материала.

При температуре воздуха от 0 до -5° С на проводах происходит отложение льда. Дополнительная нагрузка на провод от гололеда, а также нагрузка от давления ветра на провод с гололедом, имеющем большую площадь, чем провод без гололеда, осложняют работу провода, увеличивая механическое напряжение в его материале.

Ветровая нагрузка на провод зависит от скорости ветра и его направления относительно трассы ЛЭП: скорость ветра больше на открытых участках и на высоте, меньше в лесу и у поверхности земли; на побережье морей, озер, водохранилищ скорость ветра выше, чем на суше. При направлении ветра вдоль оси ВЛ ветровая нагрузка на провода будет минимальной, а при направлении ветра перпендикулярно к оси ЛЭП - максимальной.

При определенных скоростях ветра (3-5 м/с), когда он дует ровно, без порывов, наблюдается вибрация проводов - их колебания в вертикальной плоскости. Эти колебания имеют форму волны длиной до 20 м с амплитудой, доходящей до двух-трех диаметров провода. Частота вибрации зависит от скорости ветра, длины пролета, диаметра провода и тяжения. Вибрация увеличивается с увеличением длины пролетов, высоты подвеса проводов и тяжения. Такое явление очень опасно, так как при вибрации провод может быть поврежден в местах выхода из зажимов в результате излома проволок от многократного изгиба. Вибрация проводов может привести также к ослаблению болтовых соединений опор. Для уменьшения вибрации проводов на них подвешивают специальные демпфирующие устройства-гасители вибрации. На воздушных линиях электропередачи на напряжение 6-10 кВ роль гасителей вибрации могут выполнять зажимы ЗАК-10, которыми провода крепятся к изоляторам.

При сильном и порывистом ветре в районах, подверженных гололеду, может возникать явление, называемое "пляской" проводов, когда сильным порывом ветра провод подбрасывает вверх, и на нем образуется бегущая волна. Нагрузки от ударов, возникающих при такой "пляске" проводов достаточно велики и могут привести к разрушению сцепной арматуры и даже к поломке опор.

С учетом этого при расчетах и выборе марок и сечений проводов руководствуются не только величинами электрического характера - передаваемой мощностью, токами в проводах или потерей напряжения в них. Выбор марки и сечения проводов в значительной степени зависит от механических нагрузок на провода, описанных выше, и которые обязательно учитываются в расчетах.

Крепление проводов к опорам осуществляется при помощи специальной арматуры и изоляторов. Изоляторы служат для изоляции проводов от опоры и земли и должны соответствовать напряжению линии, условиям климатического района ее прохождения и конструкции опор.

На воздушных линиях электропередачи на напряжения 0,4 и 6-10 кВ для трубопроводного транспорта применяют, как правило, штыревые изоляторы, изготовленные из фарфора или стекла. Основной показатель таких изоляторов - механическая прочность на изгиб. Электрической характеристикой штыревых изоляторов для ЛЭП на напряжение 0,4 кВ является величина его электрического сопротивления, а для ЛЭП на напряжения 6 и 10 кВ - номинальное, сухоразрядное, мокроразрядное и пробивное напряжения, а также длина пути утечки тока. Изоляторы с увеличенной длиной пути утечки тока применяют в зонах повышенного загрязнения воздуха, а также вблизи морского побережья (на пример, на Мангышлаке). Характеристика штыревых изоляторов (рис. 10 и 11) приведена в табл. 9.  

Рис. 10. Высоковольтные штыревые изоляторы типов ШВ 20В (а),

ШФ 10-Г (б) и ШС 10А (в)

Рис. 11. Низковольтные штыревые изоляторы типов НС (а) и ТФ (б)

Таблица 9