ПЕРЕХОДНАЯ ОПОРА ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ Российский патент 2008 года по МПК E04H12/00 H02G7/00 

Область техники

Изобретение относятся к строительным конструкциям, а именно к переходным опорам линий электропередач 110 кВ, и может быть использовано для перехода с воздушной линии на подземную кабельную линию.

Предшествующий уровень техники

Рост крупных городов связан с постоянно происходящим уплотнением застройки и максимальным использованием свободных участков земли. Уменьшение количества свободных участков и их высокая стоимость являются предпосылками для освобождения под застройку земли, занятой ранее построенными воздушными линиями за счет строительства кабельных линий. Стоимость высвобождаемой земли в этом случае может превышать стоимость прокладки подземных кабельных линий. Для перехода с воздушных линий на кабельные линии необходимы переходные опоры, на которых осуществляется воздушный монтаж - соединение неизолированным проводом от силового провода до электрической кабельной муфты и кабельный монтаж - проводка кабеля от электрической кабельной муфты по поверхности опоры в подземную траншею.

Известна переходная опора линии электропередачи для перехода с воздушной линии на кабельную [Серия 3.407.1 143. вып.2 "Железобетонные опоры на ВЛ 10 кВ", 1989 год]. Переходная опора содержит стойку, в верхней части которой расположены две траверсы для крепления на них проводов линии электропередачи. Ниже траверс на кронштейнах крепятся элементы воздушного электрического монтажа - три ограничителя перенапряжения. Еще ниже расположена кабельная муфта, которая крепится непосредственно к опоре посредством металлических конструкций. Кабель от кабельной муфты прокладывается вниз по поверхности опоры и крепится к ней с помощью охватывающих скоб. В силу того, что опора рассчитана на напряжение до 10 кВ, провода силовой цепи, которые используются для воздушного монтажа соединений от изоляторов через ограничители перенапряжения до электрической муфты, а также кабель имеют небольшое сечение и, как следствие, обладают высокой гибкостью. Кроме того, достаточно низкое напряжение сети позволяет использовать небольшие воздушные зазоры при монтаже. Все это позволяет выводить силовой кабель на любую сторону опоры. Таким образом, обеспечивается минимальная длина кабеля, а также снижается площадь, занимаемая подземными коммуникациями при прокладке кабеля от опоры до потребителя.

Известна переходная двухцепная опора линии электропередачи фирмы АББ [проспект фирмы, 2005 год], предназначенная на напряжение 110 кВ. Опора содержит нижнюю трапецеидальную секцию, верхнюю секцию и тросостойку. К каждой из двух линейных траверс, расположенных на одном ярусе по разные стороны опоры, подведены и закреплены через гирлянды изоляторов по три силовых провода, что обеспечивает горизонтально-рядное крепление силовых проводов. Под линейной траверсой понимается траверса, к которой крепится через изоляторы силовой линейный провод, идущий от электростанции. Ниже линейных траверс установлены кабельные траверсы, используемые для крепления на них элементов воздушного и кабельного монтажа. На каждой из кабельных траверс закреплены три решетчатые балки, на концах которых крепятся ограничитель перенапряжения и электрическая муфта.

Недостатком данной конструкции является то, что горизонтально-рядное расположение силовых проводов на линейных траверсах и, как следствие, горизонтально-рядное расположение ограничителей перенапряжения и кабельных муфт на кабельных траверсах, расположенных ниже линейных траверс, не обеспечивают большого пролета между опорами. Кроме того, размеры этих кабельных траверс практически не отличаются от размеров линейных траверс, что приводит к утяжелению конструкции.

Спуски электрических кабелей (элементы крепления кабельного монтажа) от каждой из кабельных муфт до ввода кабеля в землю выполнены с помощью специальных зажимов, которые крепятся непосредственно к элементам опоры (раскосам, распоркам и т.д.). Такое крепление обеспечивает вывод кабелей только на лицевую грань. За лицевую грань принимается грань, перпендикулярная направлению силовых проводов воздушной линии.

Крепление кабеля непосредственно на элементы конструкции опоры не обеспечивает высокого качества кабельного монтажа, так как не гарантирует требуемый интервал крепления, который строго регламентирован, особенно при вертикальном монтаже. Элементы конструкции опоры (раскосы, упоры) имеют пространственное расположение, определяемое конструктивными особенностями опоры, которые могут не совпадать с необходимыми интервалами крепления кабеля. Кроме того, такое крепление кабеля не позволяет вывести все кабели на одну из боковых граней опоры. Так, например, кабель на напряжение 110 кВ имеет радиус гиба не менее 1 м, а кабели на более высокое напряжения - более 1.5 м. Прокладка кабеля с одной грани на другую (изгиб на 90 градусов) при таком креплении невозможна. Как следствие, изменение направления прокладки кабеля, определяемого расположением потребителя, обеспечивается конфигурацией подземной траншеи, что приводит к увеличению длины кабеля, а также к неэффективному использованию земли.

Наиболее близкой по технической сущности является переходная двухцепная опора на 110 кВ фирмы Энергосетьпроект [Проспект фирмы, 2006 год]. Эта переходная опора линий электропередач включает установленную на фундаменте нижнюю трапецеидальную секцию, скрепленную с ней верхнюю секцию и тросостойку, на верхней секции ярусами закреплены траверсы, причем траверсы, расположенные на трех нижних ярусах являются совмещенными. На конце каждой совмещенной траверсы через гирлянды изоляторов выполнен ввод силового линейного провода, а со смещением к центру опоры на ней установлена решетчатая балка, на которой расположены ограничитель перенапряжения и кабельная муфта, используемые для воздушного монтажа и начала кабельного монтажа, кабельный спуск закреплен на элементах опоры.

Особенностью данной конструкции является то, что все эти элементы используются для воздушного монтажа и начала кабельного монтажа от силового провода, пришедшего на эту же совмещенную траверсу.

Спуски электрических кабелей (элементы крепежа кабельного монтажа) от каждой из кабельных муфт до ввода кабеля в землю выполнены с помощью специальных зажимов, которые крепятся непосредственно к элементам опоры (раскосам, распоркам и т.д.).

Крепление кабеля непосредственно на элементы конструкции опоры не обеспечивает высокого качества крепежа. Элементы конструкции опоры (раскосы, упоры) имеют пространственное расположение, определяемое конструктивными особенностями опоры, которые могут не совпадать с необходимыми интервалами крепления кабеля, которые строго регламентированы, особенно для вертикального кабельного монтажа. Такое крепление кабеля не позволяет также обеспечить вывод кабеля на грань опоры, направленной на конкретного потребителя. Так, например, кабель с СПЭ-изоляцией на напряжение 110 кВ имеет радиус гиба около 1 м, а кабели на более высокое напряжение - более 1.5 м. Прокладка кабеля с одной грани на другую (изгиб на 90 градусов) при таком креплении невозможна. Направление прокладки кабеля, определяемого расположением потребителя, обеспечивается конфигурацией подземной траншеи, что приводит к увеличению длины кабеля, а также неэффективному использованию земли.

Кроме того, недостатком данной конструкции является невозможность обеспечить большой пролет между опорами, поскольку вводы всех силовых проводов выполнены на концах совмещенных траверс, имеющих одинаковую длину. Сформированная таким образом вертикально-рядная конфигурация расположения значительно снижает допустимую длину пролета между опорами.

Раскрытие изобретения

В основу изобретения положена задача обеспечения возможности вывода кабеля на любую из граней опоры, повышения качества кабельного монтажа, а также увеличения длины пролета между опорами.

Поставленная задача решается тем, что в переходной опоре линий электропередач, включающей установленную на фундаменте нижнюю трапецеидальную секцию, скрепленную с ней верхнюю секцию и тросостойку, на верхней секции ярусами закреплены совмещенные траверсы, на каждой из которых выполнен ввод силового линейного провода и закреплена балка, на которой установлены кабельная муфта и ограничитель перенапряжения, а кабельный спуск связан с элементами опоры, согласно изобретению верхний ярус состоит из линейных траверс, на концах которых выполнены вводы силовых линейных проводов, количество совмещенных траверс определяется общим числом силовых линейных проводов, а нижний ярус состоит из кабельных траверс, на каждой из которых укреплена балка, на которой установлены кабельная муфта и ограничитель перенапряжения, причем вводы силовых линейных проводов на линейных и совмещенных траверсах, а также балки на совмещенных и кабельных траверсах расположены соответственно в шахматном порядке, по ходу кабельного спуска установлены кронштейны для фиксирования положения кабеля на радиусах поворота и лотковые элементы для фиксирования кабеля на гранях опоры.

При этом:

- ярус кабельных траверс может быть установлен на нижней трапецеидальной секции опоры;

- лотковые элементы выполнены лестничного типа и крепятся к опоре с помощью охватывающих марок;

- размеры секций лотковых элементов выбираются в зависимости от типа кабеля;

- количество кронштейнов выбирается в зависимости от требуемых интервалов крепления и длины кабельного спуска.

Выполнение нижнего яруса из кабельных траверс, и снабжение опоры кронштейнами для фиксирования положения кабеля на радиусах поворота, установленными по ходу кабельного спуска, позволило выполнить гиб кабеля на спуске и возможность крепления его на радиусах гиба на расстоянии не более 1 метра. Такой интервал крепления кабеля позволяет учесть пространственное расположение элементов конструкции опоры, повысить качество кабельного монтажа и обеспечить возможность подведения кабеля к любой грани опоры, что обеспечит оптимальную прокладку кабеля независимо от расположения потребителя.

Расположение вводов силовых линейных проводов на линейных и совмещенных траверсах, соответственно в шахматном порядке, позволило разнести провода разных фаз на максимально возможное расстояние и тем самым увеличить расстояние между опорами в линии электропередач.

Крепление кабеля к металлическим лоткам лестничного типа, снабженным поперечинами, расположенными через каждый метр, позволило осуществлять оптимальное крепление кабеля, а крепление лотков к опоре с помощью охватывающих марок позволяет использовать кабели различных марок и диаметров без значительных переделок опоры.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 представлен общий вид лицевой грани одноцепной опоры;

на фиг.2 - вид сбоку;

на фиг.3 - изометрический вид опоры с кабельным монтажом на лицевую грань опоры;

на фиг.4 - изометрический вид опоры с кабельным монтажом на боковую грань опоры;

на фиг.5 и 6 представлен общий лицевой грани двухцепной опоры;

на фиг.7 показаны элементы крепления кабеля к опоре и к лоткам.

Осуществление изобретения

Статика.

Переходная одноцепная опора линий электропередач (фиг.1-4) с тремя силовыми проводами содержит нижнюю трапецеидальную секцию 1, установленную на фундаменте, верхнюю секцию 2 и тросостойку 3. Каждая из секций 1, 2 и 3 состоит из поясов, укрепленных раскосами и распорками. На верхней секции 2 закреплены две линейные траверсы 4, совмещенная траверса 5, две кабельные траверсы 6 и кронштейны 7. Линейные траверсы 4 используются для крепления вводов 8 силовых линейных проводов 9 через гирлянды изоляторов 10 и тросов. На совмещенной траверсе 5 и кабельных траверсах 6 укреплены решетчатые балки 11, на концах которых установлены кабельные муфты 12 и ограничители 13 перенапряжения. Совмещенная траверса 5 используется для крепления вводов 8 силовых линейных проводов 9 и кабельно-воздушного монтажа, а кабельные траверсы 6 используются для кабельно-воздушного монтажа.

Переходная двухцепная опора (фиг.5) с шестью силовыми проводами содержит трапецеидальную нижнюю секцию 1, установленную на фундаменте, верхнюю секцию 2 и тросостойку 3. Каждая из секций 1, 2 и 3 состоит из поясов, укрепленных раскосами и распорками. На верхней секции 2 закреплены линейные траверсы 4, совмещенные траверсы 5, кабельные траверсы 6 и кронштейны 7. Все траверсы крепятся ярусами, одна под другой. Первый (верхний) ярус составляют линейные траверсы 4. Второй и третий (средние) ярусы, количество которых зависит от общего числа силовых проводов 8, выполнены на основе совмещенных траверс 5. Нижний четвертый ярус выполнен на основе кабельных траверс 6. Нижний четвертый ярус кабельных траверс 6 может размещаться на нижней трапецеидальной секции 1 (фиг.6).

Вводы силовых проводов 8 выполнены на концах линейных траверс 4 и верхних совмещенных траверс 5. На совмещенных траверсах 5 третьего яруса вводы силовых проводов выполнены в середине, таким образом достигается максимально возможное расстояние между проводами разных фаз.

Кабельный спуск (элементы крепления кабельного монтажа) от места крепления кабеля 14 в кабельной муфте 12 до ввода кабеля 14 в землю осуществляется с помощью ряда крепежных узлов и элементов. Непосредственно в местах крепления кабельных муфт 12 на решетчатой балке выполнены спуски 15 для обеспечения вертикального расположения кабеля. Для возможности промежуточного крепления силового кабеля 14 на радиусах гиба при приближении его к граням опоры предусмотрены кронштейны 7, выполненные из уголков на болтовых соединениях. Крепление силового кабеля 14 к кронштейну 7 осуществляется с помощью скоб 16 с изолирующими (поливинилхлоридными) прокладками 17 (фиг.7). На пересечениях с поясами опоры возможное крепление силового кабеля 14 выполняется через обхватывающие марки 18, состоящие из уголка и скобы круглого профиля. Спуски силового кабеля 14 по грани опоры выполнены по лотковым элементам 19, 20 и 21. Лотковые элементы 19, 20 и 21 выполнены лестничного типа и состоят из вертикальных направляющих 22, которые используются для крепления к конструктивным элементам опоры (раскосам, распоркам), и горизонтальных поперечин 23 для крепления силового кабеля 14. Вертикальные направляющие 22 крепятся к элементам опоры с помощью фиксирующих охватывающих марок 18. Расстояние между поперечинами 23 выбирается из необходимого интервала крепления силового кабеля 14, который зависит от марки кабеля. Крепление силового кабеля 14 к поперечинам 23 производится с помощью скоб 24. Общее число лотковых элементов, а также число секций лотковых элементов определятся высотой опоры и ее профилем.

В нижней части силовой кабель 14 защищен металлическим коробом 25. Крепление короба 25 к нижнему лотку 21 болтовое. К нижней секции лотка 19 крепится полиэтиленовая труба 26, в которую заводятся кабели 14 для перехода в подземный бетонный кабельный лоток 27.

Изобретение относится к строительным конструкциям, а именно к переходным опорам линий электропередач 110 кВ, и может быть использовано для перехода с воздушной линии на подземную кабельную линию. Технический результат: обеспечение возможности вывода кабеля на любую из граней опоры, что обеспечит оптимальную прокладку кабеля независимо от расположения потребителя, повышение качества кабельного монтажа, а также увеличение длины пролета между опорами. Переходная опора линий электропередач включает установленную на фундаменте нижнюю трапецеидальную секцию, скрепленную с ней верхнюю секцию и тросостойку, на верхней секции ярусами закреплены совмещенные траверсы, на каждой из которых выполнен ввод силового линейного провода и закреплена балка, на которой установлены кабельная муфта, ограничитель перенапряжения, а кабельный спуск связан с элементами опоры. Верхний ярус состоит из линейных траверс, на концах которых выполнены вводы силовых линейных проводов, количество совмещенных траверс определяется общим числом силовых линейных проводов. Нижний ярус состоит из кабельных траверс, на каждой из которых укреплена балка, на которой установлены кабельная муфта и ограничитель перенапряжения. Вводы силовых линейных проводов на линейных и совмещенных траверсах, а также балки на совмещенных и кабельных траверсах расположены соответственно в шахматном порядке. По ходу кабельного спуска установлены кронштейны для фиксирования положения кабеля на радиусах поворота и лотковые элементы для фиксирования кабеля на гранях опоры. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Переходная опора линий электропередач, включающая установленную на фундаменте нижнюю трапецеидальную секцию, скрепленную с ней верхнюю секцию и тросостойку, на верхней секции ярусами закреплены совмещенные траверсы, на каждой из которых выполнен ввод силового линейного провода и закреплена балка, на которой установлены кабельная муфта, ограничитель перенапряжения, а кабельный спуск связан с элементами опоры, отличающаяся тем, что верхний ярус состоит из линейных траверс, на концах которых выполнены вводы силовых линейных проводов, количество совмещенных траверс определяется общим числом силовых линейных проводов, а нижний ярус состоит из кабельных траверс, на каждой из которых укреплена балка, на которой установлены кабельная муфта и ограничитель перенапряжения, причем вводы силовых линейных проводов на линейных и совмещенных траверсах, а также балки на совмещенных и кабельных траверсах расположены соответственно в шахматном порядке, по ходу кабельного спуска установлены кронштейны для фиксирования положения кабеля на радиусах поворота и лотковые элементы для фиксирования кабеля на гранях опоры.2. Переходная опора по п.1, отличающаяся тем, что ярус кабельных траверс может быть установлен на нижней трапецеидальной секции опоры.3. Переходная опора по п.1, отличающаяся тем, что лотковые элементы выполнены лестничного типа и крепятся к опоре с помощью охватывающих марок.4. Переходная опора по п.1 или 2, отличающаяся тем, что размеры секций лотковых элементов выбираются в зависимости от типа кабеля.5. Переходная опора по п.1, отличающаяся тем, что количество кронштейнов выбирается в зависимости от требуемых интервалов крепления и длины кабельного спуска.