Статистика аварийности ВЛ 220–500 кВ показывает, что даже те опоры, которые эксплуатируются уже более 35–50 лет, часто не выработали свой ресурс в полной мере и при соответствующем техническом обслуживании могут использоваться еще не один десяток лет. В этой ситуации, с экономической точки зрения, для поддержания надежности магистральных электрических сетей целесообразно проведение плановой выборочной замены конструкций, накопивших недопустимые дефекты. Выборочной замены требуют как металлические, так и железобетонные опоры, некоторые из которых разработаны до массовой унификации. Техническая документация, достаточная для их производства, во многих случаях отсутствует. Кроме того, отдельные типы железобетонных стоек для опор ВЛ уже невозможно изготовить, так как их выпуск прекращен еще в советское время и у заводов нет соответствующих металлоформ. С 2014 года для замены дефектных железобетонных опор используются модификации типовых конструкций, выполненные с применением секционированных конических центрифугированных стоек длиной 22,6 и 26 м [1, 2]. Если замене подлежат опоры, входящие в унификацию 60–70-х годов, то могут использоваться те же марки опор с изготовлением стоек в секционированном варианте. Для более старых типов конструкций предлагаются разработанные им на замену конструкции-аналоги из более поздних унификаций железобетонных опор прошлого века. В отдельных случаях, разрабатываются недостающие чертежи конструкций на основании габаритных размеров опор и нагрузок в конкретных усло виях эксплуатации.
ЗАМЕНА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ОПОР ВЛ 220, 330, 500 кВ
Приведем примеры разработки модифицированной версии старых опор. В эксплуатации находится большое количество одностоечных одноцепных железобетонных опор типа П220, разработанных еще до выхода унифицированной серии. Они были разработаны на базе цилиндрической стойки типа СН длиной 22,2 м, диаметром 560 мм. В настоящее время такие стойки не изготавливаются. Для замены данных опор с полным совпадением всех геометрических габаритов подвески проводов, разработана новая опора П220-С, которая может быть использована на те же нагрузки, что и опора П220. Особенностью П220-С является использование более мощной конической стойки типа СК длиной 26 м, выполненной в секционированном варианте. Увеличенная высота стойки позволила отказаться от металлической тросостойки, сократив металлоемкость опоры. Необходимо подчеркнуть, что новые железобетонные секционированные стойки, изготавливаемые в стандартных опалубках, могут быть дополнительно армированы для увеличения их несущей способности. Максимально допускаемый изгибающий момент в заделке достигает 75 т·м. Для сравнения, у типовых стоек СК по ГОСТ 22687-85 эта величина находится в пределах 45–55 т·м. Такой показатель обеспечивается в том числе и за счет использования современных бетонов, обладающих повышенной прочностью (В60), водонепроницаемостью (не менее W14), морозостойкостью (не менее F1400). Комплекс этих характеристик обеспечивает повышенную долговечность опор, которая становится сопоставимой с параметрами металлических многогранных конструкций (60–70 лет). Новые возможности в использовании железобетонных опор открылись после разработки конструкции фундамента, установка стойки на который позволила существенно поднять высоту подвески провода [3]. Соединительный узел фланцевого типа обеспечил надежное соединение нижнего торца стойки с цилиндрической фундаментной секцией. Прочность закрепления опоры в грунте достигается за счет увеличенного диаметра секции (800 мм вместо 650 мм в основании конической стойки) и возможностью выбора ее длины (5 м или 6,7 м в стандартных вариантах). Появилась возможность говорить о «Повышенных железобетонных опорах». Повышенные железобетонные опоры могут теперь с успехом конкурировать с металлическими, которые изначально не имеют технологических ограничений по высоте конструкции. При необходимости поднять габарит от провода до земли можно заменить обычные опоры трассы ВЛ на повышенные. Для этой цели, например, одностоечная типовая опора ПБ220-1 была «установлена на фундамент». Новая конструкция СПБ220-1Ф рассчитана на те же условия, но ее секционированная стойка обладает повышенной прочностью для восприятия дополнительных нагрузок, связанных с увеличением высоты подвески провода. Отсутствие чертежей для двухстоечной двухцепной опоры (ПБД220-2) на ВЛ 220 кВ Костромская ГРЭС — Кострома потребовало съемки уровня подвески гирлянд изоляторов. Опора достаточно массовая, поэтому для возможности замены таких опор и на других объектах был выполнен сбор и анализ информации о типах проводов, тросов и разновидностях климатических районов установки конструкций. Новая опора ПБД220-2К(с), представляющая собой две одностоечные опоры, объединенные единой затяжкой на уровне траверс, выполнена в секционированном варианте. Она рассчитана на все возможные варианты условий эксплуатации опоры прототипа. По той же причине потребовалось разработать новые чертежи для замены специальной одностоечной двухцепной опоры ВЛ 220 кВ Каширская ГРЭС — Ока (ПБД220-1), на которой подвешены тяже лые для этого напряжения провода — АС500/64. Конструкция новой опоры СПБ220-4КО повторяет геометрию существующей, но выполнена на современных секционированных стойках с усиленным армированием. Опора спроектирована в соответствии с ПУЭ-7 и может быть использована при новом строительстве. Аналогичный подход использован и при разработке модифицированных опор для ВЛ 330 и 500 кВ. Взамен устаревшего варианта портальной конструкции ПВС330-1А и унифицированной опоры ПБ330-1 более поздней разработки, предложено единое решение: ПБ330-1(с) из секционированных стоек повышенной долговечности. Для замены сразу нескольких типов опор ВЛ 500 кВ, изначально использовавших цилиндрические стойки диаметром 560 мм (ПБ500, ПВС500, ПВС500-2), предложена более современная конструкция ПБ500-5н(с), изготовленная на базе конических секционированных стоек.
ЗАМЕНА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОПОР ВЛ 220, 330, 500 кВ
Достаточная высота подвески проводов и необходимая прочность стоек позволили разработать специальную опору для замены целой серии металлических опор ВЛ 220 кВ. Новая железобетонная свободностоящая опора портального типа 2СПБ220-1В (рисунок 1), установленная на фундаменты, может быть использована вместо металлических опор типа «рюмка» (ПШ-1, ПШ-2, ПВ-1) и портальных опор на оттяжках (ПМО-1), документация на которые не сохранилась. Все три типа опор, несмотря на разницу в расчетных схемах, объединены едиными требованиями: расположение всех проводов в одном уровне, сохранение высоты подвески проводов (25,3 м) и расстояний между ними (7,5 м). Анализ паспортов ВЛ, на которых эксплуатируются такие конструкции, позволил установить все типы проводов (АС300/66, АС400/51, АС400/64, АС400/93, АС500/66), тросов (С-70 и 11-МЗВ-ОЖ-Н-Р) и варианты климатических нагрузок (I–III районы по ветру и гололеду), встречающихся в эксплуатации. Новая опора рассчитана в соответствии с требованиями ПУЭ-7, поэтому ее можно использовать не только для замены опор, вышедших из эксплуатации, но и при новом строи тельстве. Наличие единой конструкции, которая может заменить несколько типов эксплуатируемых опор, позволяет сократить номенклатуру аварийного резерва и упрощает вопросы плановой замены конструкций.
Перечень железобетонных опор ВЛ 220, 330, 500 кВ, разработанных НИЛКЭС для замены находящихся в эксплуатации железобетонных и металлических конструкций, приведен в таблице 1.
О ПЕРСПЕКТИВАХ РАЗРАБОТКИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ОПОР ДЛЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ СЕТЕЙ
На сегодняшний день в эксплуатационном обслуживании ПАО «ФСК ЕЭС» находится свыше 127 тыс. км ВЛ 220–500 кВ. Около половины ВЛ были построены в 1970-х годах, из них более 75% выполнены на металлических опорах. Анализ конструктивных решений серии одноцепных опор ВЛ 500 кВ, требующих плановой замены в связи с большим сроком службы и накоплением дефектов, позволил сделать вывод, что возможна разработка современных железобетонных опор-аналогов для двух принципиальных схем металлических портальных опор: – на оттяжках (типа ПО, ПОБ, ПОИМ, ПБ-1, ПС-1, ПСЦ-1); – свободностоящих (типа П, П-1, П-2, ПМ). Все они имеют высоту подвески провода порядка 27 м. Документация на большинство этих опор не сохранилась. На рисунке 2 для примера приведены фото опор, на которые нет конструкторской документации. Хорошо зарекомендовавшая себя схема железобетонных портальных опор на оттяжках, применяемая и для ВЛ 330 кВ (ПБ16), и для ВЛ 500 кВ (ПБ17), может быть с успехом выполнена из современных секционированных конических стоек СК взамен цилиндрических стоек типа СН.
При разработке опор-аналогов для замены существующих опор высокого напряжения целесообразно использовать схожую схему опоры, сохранять высоту подвески проводов и расстояния между ними. Такой подход позволит избежать проблем с землеотводом и сэкономить на фундаментах в случае их удовлетворительного состояния.
Незначительная модификация конструкций в части расстояний между стойками, размеров траверс и тросостоек даст возможность обеспечить необходимое положение проводов на старых и новых опорах линий электропередачи. Также это позволит оптимизировать количество опор, применяемых в качестве аварийного резерва, стандартизировать их транспортировку и монтаж.
С информацией о предлагаемой компанией продукции и новых разработках можно ознакомиться и на сайте НИЛКЭС: www.нилкэс.рф
🔥 Подписывайтесь на канал – это лучший способ поддержать!
👍 Поддержите статью лайком, если было интересно.
💬 Не забывайте делиться своим мнением в комментариях!