Виды опор ЛЭП: по материалу, назначению и конструкции

На первый взгляд все опоры ЛЭП похожи: вертикальная стойка, сверху провода. Но с точки зрения проектировщика это целый набор разных типов с чёткой специализацией. От правильного выбора опоры зависят надёжность линии, стоимость строительства и удобство обслуживания.

Базовая инженерная классификация - по тому, какие нагрузки опора воспринимает и какую роль она играет в трассе линии.

Промежуточные опоры. Стоят на прямых участках. Держат провода в поддерживающих зажимах и воспринимают в основном вертикальные (вес провода, гололёд) и поперечные (ветер) нагрузки. Продольная сила натяжения проводов практически балансируется соседними пролётами, поэтому конструкция получается легче и дешевле. В любой линии таких опор 80–90 % от общего количества.

Анкерные опоры. Выполняют роль «якорей» - на них провода закрепляются в натяжных зажимах. Именно анкерные опоры воспринимают продольные усилия натяжения проводов с одной или обеих сторон. Их ставят:

• в начале и конце линии
• перед большими переходами (реки, овраги, автодороги, железные дороги)
• через заданный интервал на длинных участках для локализации аварий

Угловые опоры. Применяются в местах поворота трассы. В зависимости от угла поворота могут быть промежуточно‑угловыми (при малых углах) или анкерно‑угловыми - с усиленной конструкцией, рассчитанной на значительные поперечные нагрузки.

Концевые опоры. Частный случай анкерных: ставятся в начале и конце линии, а также перед подстанциями. Воспринимают одностороннее натяжение проводов.

Специальные опоры. Сюда относят переходные (через реки и ущелья), ответвительные (в местах отпайки), транспозиционные (для перестановки фаз по трассе), перекрёстные (при пересечении с другими ЛЭП). Их конструкция определяется особыми условиями работы.

В маркировках тип опоры часто зашит в обозначении: П - промежуточная, А - анкерная, У - угловая, К - концевая, ПУ/АУ - комбинированные варианты.

Материал опоры определяет массу, срок службы, требования к фундаменту и обслуживанию. Основные группы такие.

Деревянные опоры. Традиционный вариант для ВЛ до 35 кВ.

• Плюсы: низкая стоимость, малая масса, простота монтажа без тяжёлой техники
• Минусы: ограниченный срок службы, чувствительность к влаге, насекомым и грибкам, необходимость антисептической пропитки

Сейчас чаще используются на временных линиях, в сельских сетях или там, где логистика тяжёлых опор затруднена.

Железобетонные опоры. Основной тип в распределительных сетях 0,4–110 кВ.

• Плюсы: высокая прочность, стойкость к атмосферным воздействиям, отсутствие коррозии металла
• Минусы: большая масса, чувствительность к трещинообразованию в бетоне, ограничения по высоте и сложность применения на слабых грунтах (нужны усиленные фундаменты)

ЖБ‑опоры долго оставались «золотым стандартом» для ВЛ 6–35 кВ и части линий 110 кВ.

Металлические решётчатые опоры. Классические ферменные конструкции для высоких напряжений и больших пролётов.

• Плюсы: высокая жёсткость при сравнительно небольшой массе металла, возможность крупнопанельной сборки и болтовых соединений, удобство ремонта
• Минусы: необходимость надёжной антикоррозионной защиты (оцинковка, покраска), заметный силуэт и визуальное «загрязнение» ландшафта

Такие опоры применяются на ВЛ 110–750 кВ и выше, а также на длинных переходах через реки и долины.

Металлические многогранные (трубчатые) опоры. Современный тип опор из стальных листов, свёрнутых и сваренных в многоугольный ствол (8, 10, 12 граней и более).

• компактное поперечное сечение и аккуратный внешний вид
• высокая жёсткость и устойчивость к кручению, что важно для ветровых районов
• возможность полного горячего цинкования по ГОСТ 9.307, что обеспечивает ресурс на десятилетия
• удобная логистика: секции вкладываются «телескопом», сокращая объём перевозок

Многогранные опоры всё активнее используются не только для ЛЭП, но и для опор освещения, связи, видеонаблюдения.

Даже внутри одного материала возможны разные схемы конструкции.

Одностоечные опоры. Одна вертикальная стойка (деревянная, ЖБ или металлическая). Типичны для ВЛ 0,4–10 кВ и части линий 35–110 кВ.

Двухстоечные (портальные) опоры. Две стойки, соединённые поперечной балкой (ригелем). Обеспечивают большую поперечную устойчивость, применяются на подходах к подстанциям, при пересечении дорог и на ответвлениях.

Ферменные башни. Высокие металлические решётчатые конструкции для ВЛ 110–750 кВ. Могут иметь Х‑образную, П‑образную, Г‑образную или «ёлочную» конфигурацию в плане - в зависимости от числа цепей и схемы размещения проводов.

Многогранные стволы с консольными траверсами. Для ЛЭП и опор освещения: одна полая стальная колонна с консольными траверсами под провода или светильники. Именно такие конструкции чаще всего и подразумевают под «металлическими многогранными опорами».

Дополнительно опоры классифицируют по числу цепей (одноцепные, двухцепные, многоцепные) и по расположению фаз (по одной стороне опоры, по обеим сторонам, треугольником, горизонтально и т. д.), но это уже детали конкретных схем линий.

Проектировщик, выбирая тип опоры для конкретной линии, всегда балансирует сразу несколько факторов: напряжение и мощность, длину пролётов, грунтовые условия, климат, требования к ресурсу и бюджету строительства.

• В сельской местности это могут быть сравнительно простые ЖБ‑опоры
• В городе - компактные многогранные стальные опоры, которые лучше вписываются в застройку и позволяют совмещать функции ЛЭП, освещения и связи
• На магистральных ВЛ - решётчатые башни с большими габаритами и переходами через реки и долины

Во всех случаях логика одинакова: нужно обеспечить безопасные габариты, устойчивость к ветровым и гололёдным нагрузкам и надёжность на десятилетия вперёд.

В следующих материалах Базы знаний мы подробнее рассмотрим, как выбор многогранных опор влияет на стоимость жизненного цикла линии по сравнению с традиционными железобетонными и решётчатыми опорами.