Какие опоры выбрать для ЛЭП: железобетонные, деревянные и металлические

• —

  тип участка воздушных линий электропередачи: например, промежуточный, анкерный, угловой или концевой,

• —

  длину пролётов между соседними опорами,

• —

  тип, сечение и массу проводов,

• —

  ветровые и другие нагрузки,

• —

  характеристики грунта,

• —

  рельеф и условия строительства,

• —

  требуемые габариты линии,

• —

  способ закрепления опоры и особенности монтажа.

Например, промежуточная и анкерная опоры работают по-разному. Анкерная опора должна воспринимать не только поперечные, но и продольные усилия, возникающие из-за разности тяжений проводов в смежных пролётах. Для угловых и концевых опор действуют свои сочетания нагрузок. Поэтому одинаковая по длине стойка не обязательно подходит для разных типов опор.

Имеет значение и класс напряжения. Для разных воздушных линий электропередачи (ВЛ) разработаны свои типовые решения и конструкции. Например, существуют железобетонные опоры на базе стоек СВ для ВЛ 0,38–10 кВ, а отдельные конструкции на базе СВ 110-5 применяют и на ВЛ 10–35 кВ.

Железобетонные опоры

Для таких опор используют железобетонные стойки, в том числе вибрированные стойки СВ. Они служат основным несущим элементом опоры. К стойке крепят траверсы, изоляторы и другие элементы линейной арматуры, необходимые для подвески проводов.

Стойки СВ применяют в конструкциях ВЛ разных классов напряжения. Например, техническая документация содержит решения опор ВЛ 0,4 кВ и 10 кВ на базе стоек СВ 95, СВ 105 и СВ 110. Для отдельных конструкций используются СВ 110-5 и другие типоразмеры.

Главное преимущество железобетона: сочетание бетона и стальной арматуры. Бетон воспринимает в основном сжимающие усилия, а арматура помогает конструкции работать при растяжении и изгибе. Поэтому стойка может воспринимать значительные нагрузки при относительно небольшой площади поперечного сечения.

Деревянные опоры

Дерево также используют для воздушных линий, особенно там, где важны небольшая масса конструкции, доступность материала и относительно простой монтаж.

Но у древесины есть существенное ограничение — она подвержена биологическому разрушению. Поэтому деревянные элементы требуют соответствующей защитной обработки и контроля состояния в процессе эксплуатации.

В некоторых конструкциях деревянную стойку устанавливают совместно с железобетонным пасынком. В нормативной документации такой элемент также называют приставкой. В этом случае железобетонная деталь становится частью конструкции деревянной опоры, а не просто дополнительной защитой столба.

Металлические опоры

Металлические конструкции тоже нельзя рассматривать как один тип опоры. Их устройство и область применения сильно различаются. Для воздушных линий используют, в частности:

• —

  многогранные опоры,

• —

  трубчатые опоры,

• —

  решётчатые конструкции.

Компактные многогранные и трубчатые опоры могут применяться в распределительных сетях и городской застройке. Решётчатые конструкции встречаются в проектах высоковольтных линий, где требуются большие пролёты и высокая несущая способность.

Поэтому утверждение «металлические опоры ставят только на больших ЛЭП» будет неправильным. Как и утверждение, что любую металлическую стойку можно использовать вместо железобетонной.

Коротко о различиях

При этом таблицу стоит воспринимать именно как ориентир, а не как готовую инструкцию по выбору. Один и тот же материал может использоваться в разных условиях, если это предусмотрено расчётом и проектной документацией.

Аббревиатура СВ означает «стойка вибрированная». То есть при производстве бетонную смесь уплотняют вибрацией — это позволяет получить плотную структуру бетона и необходимые характеристики готового изделия.

Форма и размеры стойки также имеют значение. СВ имеет переменное сечение: размеры изделия меняются по длине. Такая конструкция позволяет рационально распределять материал с учётом работы стойки под нагрузкой.

Конкретную область применения определяет не только сам тип СВ, но и его марка, конструкция опоры и расчётные условия. Например, стойки СВ 105-3,5 и СВ 110-3,5 предусмотрены типовой серией для определённых сочетаний ветровых и гололёдных районов.

В ассортименте «Бетонекста» представлены, в частности, стойки:

• —

  СВ 95-3,5,

• —

  СВ 105-3,5,

• —

  СВ 105-5,

• —

  СВ 110-3,5,

• —

  СВ 110-5.

При этом обозначение изделия — не просто название или указание длины. Оно содержит информацию, которая помогает определить, к какой конструкции относится стойка и какие расчётные характеристики она имеет.

Что означает маркировка СВ

Маркировка стойки показывает её тип, длину и расчётную характеристику. Например, обозначение СВ 105-3,5 можно прочитать следующим образом:

• —

  СВ — стойка вибрированная,

• —

  105 — длина стойки 10,5 м,

• —

  3,5 — расчётный изгибающий момент в уровне заделки, выраженный в тс× м (тоннах-силах на метр).

Поэтому обозначения СВ 105-3,5 и СВ 105-5 говорят о стойках одинаковой длины — 10,5 м, но с разными расчётными характеристиками. У второй стойки расчётный изгибающий момент выше.

Это принципиальный момент при выборе. Длина стойки — только один из параметров. Две стойки одинаковой длины могут быть рассчитаны на разные нагрузки и иметь разную область применения.

Конкретный вариант зависит от конструкции опоры и условий, в которых будет работать линия. Учитывают, в частности, ветровые и гололёдные нагрузки, тип проводов, пролёты и другие расчётные параметры. В типовых сериях для разных исполнений стоек указаны свои области применения и допустимые сочетания климатических нагрузок.

Поэтому при заказе недостаточно сказать: «Нужна стойка длиной около 10 метров». Сначала определяют марку изделия, предусмотренную проектом, а затем подбирают стойку с соответствующими характеристиками.

Например, если в проекте указана СВ 105-3,5, нельзя автоматически заменить её на СВ 105-5 только потому, что обе стойки имеют длину 10,5 м. Такая замена требует проверки расчёта и соответствия проектным решениям.

Для воздушных линий это особенно важно: опора постоянно находится под открытым небом и испытывает переменные нагрузки. На неё воздействуют ветер, собственный вес проводов, гололёдные отложения и усилия от элементов линии.

У железобетона есть и практическое преимущество перед древесиной: он не гниёт и не требует антисептической защиты. При правильном изготовлении, транспортировке, монтаже и эксплуатации железобетонная стойка рассчитана на длительную работу в составе опоры. Но у такого решения есть и ограничения.

• —

  большая масса изделия,

• —

  необходимость продуманной перевозки и разгрузки,

• —

  риск повреждения изделия при неправильном погрузочно-разгрузочном обращении.

Поэтому железобетонная стойка выигрывает не просто за счёт материала. Её преимущества раскрываются тогда, когда конкретное изделие соответствует расчётным условиям линии, а перевозку и монтаж выполняют с учётом его массы и размеров.

Поэтому деревянная опора требует специальной подготовки и защиты. ПУЭ (правила использования электроустановок) предусматривает применение для деревянных опор антисептически обработанных брёвен. Кроме того, в конструкциях воздушных линий может использоваться железобетонный пасынок — приставка, которая работает вместе с деревянной стойкой. У такого решения есть свои преимущества:

• —

  небольшая масса деревянного элемента по сравнению с цельной железобетонной стойкой,

• —

  относительно простой монтаж,

• —

  возможность применения в условиях, где транспортировать и устанавливать тяжёлые железобетонные изделия сложнее,

• —

  возможность использовать сборную конструкцию, в которой разные элементы выполняют разные задачи.

Деревянная опора — это не просто «лёгкая альтернатива» железобетонной. Её конструкцию и условия применения также определяют расчёт и нормативные требования.

В сборной деревянной опоре деревянную стойку соединяют с железобетонной приставкой. В результате получается конструкция, в которой элементы работают совместно: деревянная часть формирует основную стойку, а железобетонный пасынок усиливает нижнюю часть и участвует в передаче усилий на основание.

Это особенно важно потому, что нижняя часть опоры испытывает значительные нагрузки. На стойку действуют усилия от проводов, а при изменении направления линии или воздействии ветра возникают дополнительные горизонтальные нагрузки. Конструкция должна передать их через опору в грунт.

Слева: опора СВ, справа: деревянная опора с пасынком

У «Бетонекста» в ассортименте представлены железобетонные приставки ПТ разных типоразмеров:

• —

  ПТ 60,

• —

  ПТ 45,

• —

  ПТ 43-2,

• —

  ПТ 33-2,

• —

  ПТ 33-3,

• —

  ПТ 33-4.

ПТ — трапецеидальная приставка. В маркировке первая числовая группа связана с длиной изделия, а вторая — с условным обозначением его несущей способности. При этом цифры марки не следует воспринимать как прямую запись размеров в метрах: фактические размеры и расчётные характеристики нужно смотреть в соответствующей серии. Например:

• —

  ПТ 33-2 — приставка длиной 3,25 м с расчётным изгибающим моментом 1,25 тс× м.

• —

  ПТ 33-3 — приставка той же длины и с теми же основными габаритами, но с расчётным изгибающим моментом 1,75 тс× м.

• —

  ПТ 33-4 — также длиной 3,25 м, но с расчётным изгибающим моментом 2,2 тс× м.

• —

  ПТ 43-2 — приставка длиной 4,25 м с расчётным изгибающим моментом 2,2 тс× м.

Например, ПТ 33-2, ПТ 33-3 и ПТ 33-4 имеют одинаковую длину — 3,25 м, но рассчитаны на разные изгибающие моменты. При этом они имеют одинаковое сечение 100 × 180 × 220 мм.

Изгибающий момент показывает, какую нагрузку конструкция может воспринимать при работе опоры. Для пасынка это принципиально: на опору действуют усилия от проводов, ветра, гололёда и других факторов, а сама приставка должна передавать эти усилия в грунт. Поэтому более высокая несущая способность не означает, что изделие автоматически подходит для любой конструкции.

Это тот же принцип, который мы уже разобрали на примере стоек СВ: одинаковые или близкие габариты ещё не означают взаимозаменяемость изделий. У ПТ 33-2, ПТ 33-3 и ПТ 33-4 длина и основные размеры совпадают, но различается расчётная несущая способность. Поэтому выбирать пасынок только по длине неправильно.

Конструкция металлической опоры зависит от назначения линии, класса напряжения, типа опоры и расчётных нагрузок. Для распределительных сетей существуют компактные одностоечные конструкции, а для высоковольтных ВЛ применяют более крупные решётчатые или многогранные опоры.

Многогранные и трубчатые опоры

Многогранная опора представляет собой стальную стойку с замкнутым многогранным сечением. Такие конструкции применяют не только на высоковольтных линиях. Например, существуют типовые стальные многогранные опоры для ВЛ 6–10 кВ, в том числе промежуточные, анкерно-угловые и другие варианты. 

При этом металлическая конструкция требует защиты от коррозии. ПУЭ предусматривает защиту стальных опор и металлических элементов от коррозии; для стальных опор, как правило, используют горячее цинкование.

Важно и другое: многогранная опора не имеет одной универсальной конструкции. Даже в пределах ВЛ 6–10 кВ существуют разные исполнения для промежуточных, анкерных, угловых и других опор. В типовых каталогах их характеристики различаются по высоте, сечению, нагрузкам и способу установки.

Решётчатые металлические опоры

Решётчатая опора устроена иначе. Она состоит из отдельных стальных элементов, соединённых в пространственную конструкцию. Такая схема позволяет создавать высокие опоры, рассчитанные на значительные нагрузки. Именно решётчатые конструкции широко применяют на высоковольтных ВЛ. В отраслевых каталогах представлены решения для линий 35, 110, 220 кВ и выше.

При этом границы между вариантами нельзя считать жёсткими. Например, многогранные стальные опоры применяют как на ВЛ 6–10 кВ, так и на линиях более высокого напряжения. Именно расчёт определяет, какую опору можно использовать: учитывают класс напряжения, назначение опоры, пролёты, провода, ветровые и гололёдные нагрузки, грунт и другие условия.

Первый шаг — определить класс напряжения линии.
От него зависит, какие типы опор и конструктивные решения вообще рассматривают.

Второй — определить назначение участка ВЛ.
Промежуточная, анкерная, угловая, концевая и другие опоры работают в разных условиях и воспринимают разные сочетания нагрузок.

Третий — определить расчётные нагрузки.
Учитывают массу проводов, их тяжение, ветровое воздействие, гололёд и другие предусмотренные расчётом нагрузки. ПУЭ отдельно устанавливает сочетания климатических факторов, которые учитывают при расчёте ВЛ.

Четвёртый — учесть пролёт и характеристики проводов.
Чем больше пролёт и нагрузки от проводов, тем выше требования к несущей способности конструкции.

Пятый — учесть условия установки.
Имеют значение характеристики грунта, рельеф, способ закрепления опоры, возможность подъезда техники и другие условия монтажа.

Шестой — выбрать конструктивный тип.
На этом этапе уже можно определить, подходит ли железобетонная стойка, деревянная конструкция с пасынком, многогранная стальная опора или другое решение.

Седьмой — выбрать конкретное изделие.
Учитывают размеры, расчётные характеристики и требования соответствующей серии или проектной документации.

Восьмой — проверить соответствие проекта.
Заменять предусмотренную конструкцию другой только потому, что она кажется прочнее, легче или дешевле, нельзя. Замена требует проверки её соответствия расчётным условиям линии.

Именно поэтому в проектировании ЛЭП опору выбирают не по одному параметру — например, длине или материалу. Сначала определяют условия работы конструкции, затем подбирают изделие с необходимыми характеристиками.

• —

  выбирать стойку только по длине,

• —

  считать, что железобетонная опора всегда лучше деревянной,

• —

  путать стойку СВ и железобетонный пасынок ПТ,

• —

  считать любую металлическую стойку подходящей для ЛЭП без проверки её назначения,

• —

  выбирать изделие только по минимальной цене,

• —

  не учитывать ветровые и гололёдные нагрузки,

• —

  не учитывать пролёт и характеристики проводов,

• —

  забывать о способе транспортировки и монтажа.

Что означает маркировка СВ 105-5?

Это обозначение конкретной железобетонной стойки. Числа в маркировке связаны с типоразмером и расчётными характеристиками изделия. Поэтому при выборе нельзя ориентироваться только на общую длину стойки.

Чем СВ отличается от ПТ?

СВ — железобетонная стойка, которую используют как самостоятельный элемент опоры. ПТ — железобетонная приставка, или пасынок, предназначенная для конструкций деревянных опор. Это разные изделия с разным назначением.

Для чего деревянной опоре нужен железобетонный пасынок?

Пасынок является конструктивным элементом сборной опоры. Он участвует в передаче усилий и работе нижней части конструкции. Его тип выбирают вместе с остальными элементами опоры, а не отдельно по длине.

Можно ли заменить деревянную опору железобетонной?

Не просто по желанию заказчика. Замена возможна только после проверки соответствия новой конструкции расчётным и проектным требованиям. Другая опора может иметь иные характеристики и способ закрепления.

Какие металлические опоры используют для ЛЭП?

Применяют многогранные, трубчатые и решётчатые конструкции. Их используют на разных классах напряжения — от распределительных ВЛ до высоковольтных линий. Конкретный тип зависит от проекта.

Чем многогранная опора отличается от решётчатой?

Многогранная опора имеет сплошной стальной ствол с многоугольным сечением. Решётчатая представляет собой пространственную конструкцию из отдельных элементов. Поэтому они отличаются не только внешним видом, но и конструктивной схемой, массой, габаритами и особенностями монтажа.

Можно ли выбрать стойку только по её длине?

Нет. Длина — только один из параметров. Нужно учитывать тип изделия, расчётные нагрузки, назначение опоры, климатические условия и проектные требования.

Какая опора прослужит дольше: деревянная или железобетонная?

Как правило, железобетонная служит дольше. На долговечность влияют конструкция, качество изготовления, защита материала, условия эксплуатации и техническое обслуживание. Для деревянных опор особенно важна защита от биологического разрушения и контроль состояния древесины.

«Бетонекст» производит железобетонные стойки СВ и приставки ПТ разных типоразмеров. При заказе можно ориентироваться на марку изделия, указанную в проектной документации, и проверить соответствие продукции требуемым характеристикам.

Ещё статьи

Септик из бетонных колец для частного дома: как выбрать и сколько колец нужно

Как правильно сделать опалубку для фундамента: материалы, устройство и распространённые ошибки

Как выбрать бетон и рассчитать его объём, чтобы не переплатить

Как сделать красивую дорожку на участке — без дорогой плитки

Как принять бетон, если миксер не может подъехать к месту заливки

Какой фундамент для дома выбрать — в зависимости от участка и бюджета