Пример поверочного расчета электротехнических сооружений

Основу энергетической инфраструктуры составляют электросети, по которым электроэнергия от генерирующих станций поступает в жилые дома, на производственные предприятия, в офисы, учреждения, торгово-развлекательные центры. Благодаря Единой энергетической системе России электричество передается по проводам линий электропередач на сотни тысяч километров. От состояния опор ЛЭП зависит бесперебойность электроснабжения, надежность и безопасность электросетей.

Под опорами подразумевают равномерно расположенные сооружения из металла, железобетона или дерева, предназначенные для укрепления и удержания электрических проводов и грозозащитных тросов на заданном конкретном расстоянии от земли и друг от друга. По линиям электропередач передаются токи высокого напряжения.

Основные типы по назначению: промежуточные, угловые, анкерные, концевые, переходные, транспозиционные и ответвительные. По конструкции выделяют свободностоящие, портальные, с оттяжками и многостоечные. По напряжению опоры делятся на классы, соответствующие напряжению передаваемого тока. 

Материалы:

Железобетонные опоры ЛЭП изготавливаются из железобетона, который обеспечивает прочность и долговечность. Также существуют металлические, деревянные и композитные опоры, но железобетонные опоры наиболее распространены. 

Пример маркировки:

Маркировка железобетонных опор ЛЭП включает буквенно-цифровые обозначения, указывающие на тип и класс напряжения, например, СВ95-2, СВ110-3,5, где «СВ» — стойка вибрированная, а цифры указывают на изгибающий момент и другие характеристики. 

^{Рис. 1 Вышка высоковольтной воздушной линии}

Плановый визуальный осмотр производят ежегодно, не реже 1 раза в год. Проверяют состояние ЛЭП перед зимней эксплуатацией. Выявляют целостность креплений и изоляции, наличие трещин, деформаций, очагов коррозии. Регулярно производят профилактические работы — укрепляют фундаменты, убирают опасную растительность, наносят антикоррозионную защиту.

Проверяют состояние проводов, изоляции, крепления. Выявляют места утечек тока и нарушения изоляционных покрытий, что может вызвать короткие замыкания, аварии, несчастные случаи.

Инженеры справляются с решением задач по проверке состояния опор ВЛ в труднодоступных районах в летний и зимний период времени.

Этапы технической экспертизы линий электропередач и ВЛ:

• На первом этапе обследуется 100% конструкций визуальным методом в рамках составления программы инструментального технического обследования;
• Далее детально обследуется 10% каждого вида (однотипных) конструкций инструментальным методом, также, если в ходе обследования выявляются дефекты и повреждения, программа обследования и количество детально обследуемых опор корректируется. Детальная экспертиза включает в себя проверку кренов и тяжения опор геодезическим оборудованием, вскрышные работы и лабораторные испытания (проверка прочности бетона и ультразвуковой контроль);
• Заключительный этап — камеральная обработка данных и составление заключения о состоянии ЛЭП.

В выводах прописываются рекомендации по дальнейшей эксплуатации, а также уточняется возможность увеличения нагрузок (дополнительного загружения), например кабелем ВОЛС.

^{Рис. 2 Тепловизионное обследование ВЛ и ЛЭП}

Из основных дефектов, встречающихся при осмотре ВЛ следует отметить:

• Крены и деформации опор;
• Деформации или разрывы отдельных металлических связей;
• Коррозия металлосвязей и рабочей арматуры с отторжением защитного слоя бетона;
• Неисправности в системе подвеса кабеля (повреждение грозозащитного троса, изоляторов, кабелей).
• Для поддержания высоковольтных линий в исправном состоянии необходимо проводить периодическую проверку их основных конструкций.

^{Рис. 3 Сколы бетона, оголение арматуры}

^{Рис. 6 Типы опор линий электропередач — виды, расстояние между опор и высота}

Пример поверочного расчета

Определить возможность/невозможность эксплуатации линии ЛЭП до плановой технологической остановки предприятия. При плановом обходе линии ЛЭП сотрудниками службы эксплуатации обнаружено, что на одной из мачт несколько связей оторвались в сварных соединениях.

^{Рис. 7  Конечно-элементная модель.}

^{Рис. 8 Осевые расчетные усилия по стержням, Н}

^{Рис. 9  Скручивающие моменты, Н•м}

^{Рис. 10  Приведенные напряжения, МПа}