В современных условиях жизнь человека сложно представить себе без электричества, которое обеспечивает связь, комфорт, позволяет создать условия для эффективного труда и отдыха. Инфраструктура энергетических сетей с ростом потребления объемов энергии претерпела значительных изменений. Надежность прокладки линий зависит от качества механических опор, в качестве которых используются прочные и долговечные бетонные столбы. Благодаря железобетону, бесперебойную передачу электрической энергии удалось обеспечить не только в городских и промышленных районах, но и в самых отдаленных и труднодоступных местах нашей страны.
Виды и конструкции
В зависимости от назначения и особенностей конструкции опоры разделяются на следующие типы:
- промежуточные – находят применение как населенной, так и ненаселенной местности, выполняя функцию поддержки проводов на заданной проектной высоте от земли. Изделия не рассчитаны на угловые нагрузки, которые могут создавать провода расположенные с изменением вектора направления на изгибах трассы. Столбы применяются на прямолинейных участках линий и составляют около 80% от общего числа опорных элементов ЛЭП;
- концевые или анкерные опорные изделия – предназначены для организации перехода трасс ЛЭП через различные преграды. Столбы рассчитаны на значительную продольную нагрузку, которую могут вызывать силы натяжения проводов;
- промежуточные – изделия углового типа необходимы для строительства линий электропередач и организации в их топологии поворотов на угол до 30º;
- ответвительные столбы – вид опор, которые необходимы для разветвления высоковольтных линий. При этом конструкция ее такова, что опора является промежуточной при применении ее на прямых участках и анкерной одновременной, формируя ответвление;
- ответвительная анкерная стойка устанавливается в местах, где трасса линии электропередач осуществляет поворот, при этом реализуется ответвление от нее;
- анкерная углового типа – изделие, которое позволяет при строительстве осуществить поворот ЛЭП на угол до 90º. Находит применение на участках с наибольшими углами поворота трассы.
Достоинства и способ изготовления
Железобетонные столбы пришли на смену деревянным опорам, которые имели ограниченные возможности и обладали целым рядом недостатков. В современных условиях применение железобетонных изделий дл прокладки ЛЭП оправдано с точки зрения практичности и экономической эффективности благодаря ряду факторов, определяющих их преимущества. Среди них:
- длительный срок службы, продолжительность которого составляет не менее 70 лет;
- высокий уровень пожаробезопасности. Железобетон не подвержен горению, позволяя обеспечить целостность коммуникаций в степных зонах при возникновении возгораний и избежать аварий и отключений;
- простота монтажа и отсутствие требований в обслуживании;
- устойчивость к факторам внешней среды, среди которых высокая влажность, различные виды осадков, ветра;
- высокая устойчивость к коррозии;
- экологическая безопасность. Инертность железобетона по отношению к окружающей среде делает этот материал безопасным и безвредным в течение всего срока службы;
- высокая механическая прочность изделий и устойчивость к разрушению;
- устойчивость к перепадам температур, рабочий диапазон которых для железобетонных опор составляет от -55 до + 55°С;
- простота при изготовлении;
- несложная процедура монтажа.
Среди недостатков железобетонных столбов стоит выделить их сравнительно высокую стоимость и большую массу.
Процесс изготовления опор включает в себя несколько этапов. Сперва изготавливается сварной каркас. Арматурная конструкция предназначена для усиления и выполняется из напряженных и ненапряженных стержней. Готовый стальной каркас размещается в специальной форме, которая выполняет функцию опалубки и заливается бетонным раствором.
По технологии приготовления бетона различают два вида опорных элементов:
- стойки вибрированные имеют маркировку СВ. При их изготовлении для процесса уплотнения необходимого для однородности состава раствор подвергают воздействию вибрации после заливки в формы. Изделия используются для строительства ЛЭП с рабочим напряжением до 35 кВ;
- стойки центрифугированные марок СЦ, СЦП и СК предназначенные для монтажа линий с напряжением более 35 кВ. Высокая плотность бетонного раствора, обеспечиваемая технологией центрифугирования (вращения формы), позволяет обеспечить предельную прочность, благодаря которой могут быть увеличены расстояния между столбами.
Назначение и сфера применения
Бетонные столбы широко используются для оборудования инфраструктуры электрохозяйства в качестве:
- опор для линий электропередач;
- столбов для крепления уличных осветительных приборов.
Установка столбов
Для правильной установки электрических бетонных опор необходимо исследовать ландшафт, иметь сведения о грунте, а также принимать во внимание дополнительные факторы, среди которых температурные показатели, ветровые нагрузки, необходимая плотность установки столбов. Специалистам на стадии проектирования необходимо определит расстояние между опорами, установить предельные дистанции, исходя из длины проводов, ландшафта или необходимого уровня освещения при закреплении на них осветительных приборов. При этом в основе расчета лежит показатель прочности изделий, которые должны обеспечивать высокую степень устойчивости при воздействии предусмотренных внешних факторов.
Практическое выполнение работ
Для длительной и безаварийно эксплуатации систем уличного освещения и линий электропередач, важно произвести установку опор в соответствии с действующими правилами техники безопасности и строительными нормами. Установка опор производится согласно их назначении, особенности территории, рельефа местности, свойств грунта. Провода на столбах и узлы крепления кабельных трасс закрепляются в соответствии с требованиями действующих Правил устройств электроустановок. Максимальное расстояние меду опорами не должно превышать 45 метров. Установка железобетонных столбов производится поэтапно.
Каждая опора монтируется отдельно. Изначально необходимо произвести разметку территории и определить на местности места установки столбов. Для удобства монтажа места установки столбов отмечают деревянными кольями. После этого осуществляется бурение или выкапывание ям. Для этой цели, как правило, привлекается спецтехника. Земляные работы предусматривают формирование углублений в грунте. При этом ямы должны иметь глубину, которая превышает уровень промерзания почвы в конкретной местности. Для этой цели предварительно проводятся геодезические изыскания с целью определении пучинистости, глубины промерзания и других параметров и свойств грунта. Если глубина ям не будет проникать в устойчивые слои почвы, опоры могут изменять свое положение из-за сил пучения, что, в конечном счете, приведет к их падению, аварии и нарушению целостности линии электропередач. Глубина ямы для установки железобетонных столбов должна составлять не менее 2 метров.
Перед установкой железобетонные изделия полежат осмотру на предмет отсутствия механических повреждений, сколов и трещин, которые могут послужить причиной их разрушения под воздействием внешних факторов. Столб устанавливается на заранее уплотненный грунт с подушкой, сформированной из песка и щебня. Минимально подушка может быть сформирована в виде песчаной основы с толщиной подсыпки не менее 200 мм. Столбы устанавливаются строго в вертикальном положении по отвесам или другим приборам, позволяющим определить величину отклонения угла от 90 градусов. Железобетонная стойка фиксируется в врабочем положении посредством временных оттяжек. После этого яма заливается строительным раствором и бетонируется. Для подъема, перемещения и установки в рабочее вертикальное положение железобетонных изделий используются подъемные механизмы. Чаще всего это автомобильные краны соответствующие выполняемой работе по своей грузоподъемности.
На завершающем этапе производится монтаж и подключение электрических проводов, траверс, установка изоляторов, осветительных головок и приборов. Траверсы предназначены для крепления проводников линий электропередач, не проводя электрический ток. При этом данные изделия могут иметь различные размеры, в зависимости от того, как много проводов линии им необходимо удерживать.
Проектирование и выбор
В случае возникновения необходимости произвести электрификацию частного участка, подвести напряжение и обеспечить энергоснабжение, необходимо обратиться в проектную компанию, которая имеет в своем распоряжении обученный персонал. По правилам физические лица не имеют права производить монтаж опор линий электропередач и производить монтаж фонарей самостоятельно без надлежащей проектной документации и разрешения. Для осуществления подключения, прокладки линии, установки освещения требуется произвести расчет, в котором учитываются все нюансы топологии ЛЭП, от точки врезки до безопасного расстояния между опорами. Уровень освещенности рассчитывается исходя из высоты столба и мощности лампы светильника. Технические условия монтажа вместе с проектом разрабатывает компания, специалисты которой, Как правило, могут не только разработать документации и установить опоры, но и осуществить подключение. Для этого специалист должны обладать уровнем знаний в области электротехники, иметь надлежащее образование и группы по электробезопасности, соответствующие по категории работ и напряжению.
В ходе проектирования инженера определяют необходимый габарит железобетонных столбов, устанавливают предельную и достаточную для прочной установки величину их заглублений в грунт. В зависимости от топологии линии электропередач и ландшафта, наличия преград на местности, определяется число и тип необходимых опор того или иного вида в соответствии с классификацией.
При сооружении современных ЛЭП в настоящее время чаще всего находят применение я железобетонные стойки марки СВ, которые имеют расчетное значение изгибающего момента 35 и 50 кНм. При наличии особых условий могут задействоваться стойки с дополнительными индексами. Среди наиболее популярных и ходовых изделий такие стойки, как СВ110-5, СВ95-2, СВ164-12, СВ110-3,5, СВ95-3, СВ164-2, СВ105 и многие другие.
Для организации возведения воздушных линий электропередач с рабочим напряжением до 10 кВ находят применение стандартные железобетонные столбы, длина которых составляет 9500, 10500, 11000 и 16400 мм.
Любые отступления от действующих правил устройства электроустановок, правил безопасной эксплуатации электроустановок потребителей в части организации ЛЭП и соблюдения требований безопасности при строительстве и эксплуатации не допустимы и могут привести к авариям, став причиной несчастных случаев.
