Опоры для электрических линий

Опоры для электрических линий

Опоры служат для подвески проводов на определенной (в зависимости от напряжения) высоте над уровнем земли или воды. Опоры линий выполняются деревянными, металлическими или железобетонными.

Древесина является наиболее дешевым материалом для сооружения опор и применяется в основном в лесных районах страны. Для деревянных опор используют сосну, лиственницу, ель и пихту. Существенным недостатком древесины является подверженность ее загниванию. Одной из наиболее стойких пород древесины является лиственница. Сосна уступает лиственнице по прочности и гнилостойкости, однако она легко подвергается пропитке специальными составами — антисептиками, препятствующими гниению древесины.

Дерево обладает неплохими механическими свойствами, особенно если учитывать его легкость. Предел прочности при растяжении (вдоль волокон, т.е. в направлении длины ствола) древесины разных пород составляет 700... 1300 кг/см2, причем объемная масса дерева колеблется примерно от 0,5 до 0,8 г/см3, редко — до 1 г/см3; в то же время обычная сталь имеет предел прочности при растяжении 4000...5000 кг/см3, но при плотности 7,8 г/см3. Таким образом, прочность дерева, отнесенная не к геометрическим размерам, а к массе, не ниже прочности стали.

Тяжелые породы деревьев прочнее, чем легкие. Прочность дерева в различных направлениях различна: прочность поперек волокон меньше, чем вдоль.

Различают маслянистые антисептики, не растворимые в воде, и водорастворимые антисептики. Маслянистые антисептики — это продукты переработки нефти. Пропитке маслянистыми антисептиками можно подвергать только сухую древесину. Для пропитки водорастворимыми антисептиками древесина, наоборот, должна иметь повышенную влажность, так как только в этом случае антисептик диффундирует в глубь древесины; если столб сухой, диффузии не происходит.

Пропитка деревянных опор водорастворимыми антисептиками может производиться как перед установкой их на линии, так и непосредственно на линиях, находящихся в эксплуатации.

Ель и пихта незначительно уступают сосне в прочности, но очень плохо поддаются пропитке антисептиком, поэтому применяются они только для линий с напряжением до 35 кВ, линий связи и иногда в качестве вспомогательных элементов опор на линиях с напряжением выше 35 кВ.

Для изготовления металлических опор применяются обычная углеродистая сталь марки СтЗ и низколегированная сталь марок 14Г2 и НЛ-2, а в редких случаях алюминиевые сплавы. Основным недостатком металлических опор является подверженность их коррозии: незащищенная поверхность опоры под действием влаги и воздуха покрывается слоем ржавчины, что приводит к потере прочности конструкции.

Особенно сильной коррозии подвержены металлические опоры линий, находящихся в зоне выбросов промышленных предприятий, а также на берегах морей и соленых озер. Лучшим способом защиты металлических опор от коррозии является их горячая оцинковка. Кроме того, для защиты опор применяют различные антикоррозионные лаки и краски.

В настоящее время при сооружении линий стал широко применяться железобетон. Применение железобетонных опор весьма эффективно, так как они не подвергаются коррозии и гниению, т. е. эксплуатация их значительно проще, чем деревянных и металлических. Металлические детали, применяемые при изготовлении железобетонных опор, должны быть оцинкованы горячим способом или защищены антикоррозионными покрытиями.

Железобетонные опоры по способу уплотнения бетона могут быть вибрированные и центрифугированные. Опоры из вибрированного бетона в свою очередь различаются по профилю на двутавровые, квадратные и прямоугольные и применяются для линий с напряжением до 35 кВ и линий связи. Центрифугированные железобетонные опоры изготавливаются из высокопрочного бетона, уплотнение которого происходит за счет вращения их вокруг продольной оси в специальной форме (центрифуге) при достаточно большой скорости. Сечения центрифугированных опор кольцеобразные, т. е. они могут иметь коническую или цилиндрическую форму.

В качестве арматуры для железобетонных опор используются стальные стержни и проволока. Такие опоры могут быть с ненапряженной, частично напряженной и полностью напряженной арматурой. В бетоне опор с ненапряженной арматурой (т. е. если при изготовлении стержни продольной арматуры не подвергались предварительному напряжению) при возникновении растягивающих усилий появляются трещины. Совместное действие влаги, воздуха и переменных нагрузок приводит к выкрашиванию бетона в этих трещинах, а следовательно, бетон и вместе с ним опора теряют прочность.

Для предотвращения образования трещин при изготовлении железобетонных опор к части продольных стержней арматуры прикладываются растягивающие усилия. После затвердевания бетона эти стержни создают в нем предварительные напряжения сжатия. В таких опорах трещины образуются при значительно больших нагрузках, чем в опорах с ненапряженной арматурой; при этом сокращается расход металла на их изготовление. Предварительное напряжение всей продольной арматуры производится при использовании вместо стержней высокопрочной стальной проволоки, т. е. в опорах из струнобетона.

Трещины в опорах из струнобетона при расчетных нагрузках не возникают. Однако появление в бетоне таких опор даже волосяных трещин представляет опасность вследствие малого суммарного поперечного сечения продольной арматуры, которая будет коррозировать при попадании в трещины влаги.