Опора высокого напряжения

(5)5 Е 04 Н 12 САНИЕ ИЗОБРЕТЕН К А устройства, уменьшение трудоемкости ее изготовления, транспортировки и монтажа. Опора включает в себя стойку, траверсы и подкосы трубчатого сечения. Стойка 1 выполнена по крайней мере из двух секций и снабжена двумя переходниками; центральным - четырехстыковым и верхним - трехстыковым. На вертикальных стыках центрального переходника закреплены две центральные траверсы, на вертикальном стыке верхнего переходника - верхняя траверса, Горизонтальные стыки переходников служат для соединения секций стойки между собой. На верхнем горизонтальном фланце стыка может быть закреплен молниеотвод или площадка под светильники. Высоту стойки от уровня земли до нижних траверс определяют из соотношения, приведенного в формуле, 8 ил,сть их эксплуатации в сил хности, нуждающейся в защите от коррозии,Другим техническим руктивного исполнения о ляется выполнение их из или кольцевого сечения к щенная по сравнению с струкциями первонача конструкций окупается в жением затрат на монта ные расходы. Низкопр обладают меньшими раэ го сечения стоек, что акт сокращенными габарита распространение в после лектроуст именно ст ойствэу большои повер- систематической но от СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТ И ГКНТ СССР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный государственный научноисследовательский и проектно-изыскательский институт "Теплоэлектропроект(56) Авторское свидетельство СССРМ 910990, кл. Е 04 Н 12/00, 1980.(54) ОПОРА ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструкции открытых распределительных устройств высокого напряжения. Целью изобретения является обеспечение возможности использованйя опоры для открытого распределительного Изобретение относится к э Эвкам высокого напряжения, а к крытым распределительным у р м (ОРУ) высокого напряжения (ВН),Известны опоры воздушных линий (ВЛ) электропередач и ОРУ, выполненные из центрофугированного железобетона, стойки которых имеют кольцевое сечение, а также иэ стали, стойки которых представляют собой решетчатые фермы.Недостатком железобетонных опор является их большая масса, трудоемкость монтажа и транспортировки, недостатком стальных решетчатых конструкций - сложность их монтажа в силу большого числа элементов разных типоразмеров и сложнорешением констпор ВЛ и ОРУ явнизкопрофильных онструкций. Повырешетчатыми конльная стоимость дальнейшем сниж и эксплуатационофильные опоры мерами поперечноуально для ОРУ с ми, получившими днее время при ис 1709048допустимое в открытых распределительных устройствах высокого напряжения расстояние от токоведущих до заземленных конструкций.То, что.основные размеры опоры - высота секций стойки и длина траверс - выполнены в определенном соотношении,позволяет снизить материалоемкость опори ОРУ ВН с этими опорами.Последнее можно пояснить следующимобразом.Выражение для высоты стойки от земли от центральных траверс Н можно представить состоящим из двух частей; Нсопз и Нчаг,а длину центральной траверсы Ш из: ШсопмИ Шчаг,45 50 пользовании сокращенных воздушных изоляционных расстояний в ОРУ, защищенных от перенапряжений с помощью нелинейных огранйчителей перенапряжений. Низкопрофильные конструкции более эстетичны. На иболее близким к изобретению является анкерная угловая опора линии электропередач, включающая стойку, траверсы, подкосы (трубчатого сечения).Эта опора имеет оптимальное (с точки 10 зрения снижения материалоемкости) расстояние между фундаментами стойки и подкоса, связанное определенной зависимостью с тяжением по проводам и тросам и массой стойки и проводов и тросов. 15Недостатком опоры является неоптимальное (с точки зрения снижения материалоемкости ОРУ с этими опорами) соотношение между длинами стоек и траверс и величиной тяжения по фазе ошинов ки, а также неудобство транспортировки и монхажа опоры, выполненной единой на всю двину стойки трубчатого сечения и невозможность использовать стойку опоры для разных функций, 25С целью возможности использования опоры в качестве опоры для открытого распределительного устройства и уменьшения трудоемкости ее изготовления. транспортировки и монтажа опора снабжена четырех и трехстыковым переходниками и молниеотводом или площадкой под светильники, а стойка и нижняя траверса выполнены составными, при этом элементы нижней траверсы закреплены в горизонтальных стыках 35 четырехстыкового переходника, а верхняя траверса и молниеотвод или площадка под светильники - в стыках трехстыкового переходника, причем высоту стойки от уровня земли до нижних траверс определяют из 40 соойаешения - 2,7 - 2,1, где Н - высотаНсюйии; Ш - длина элемента нижней траверсы; Н - (5;7-6,2)Аф-з, где Аф-з - наименьшее Постоянные составляющие высоты стойки и длины центральной траверсы Нсопзс и Шсопзь а также высоты верхней секции стойки и длина верхней траверсы 6 и Ь зависят лишь от принятой конструкции ОРУ и опор и для каждого номинального напряжения и типа аппаратов, защищающих ОРУ от перенапряжений, определяются однозначно как величина, кратная Аф-з, плюс некоторый запас(Ь= 0,5 м) и Ьф - регламентируемое ведомственными нормативами (например, расстояние от земли до низа фарфора, для ОРУ напряжением 330 - 750 кВ составляет 2,5 м), т.е. Нсопз для ОРУ 330- 750 кВ равно (3,4 - 3,5 Аф-з +3) м. А постоянные составляющие Шсопзь И и Ь равны соответственно 1,5 - 1,7 Аф-з, 2,8 - 3,5 Аф-з и 1,3 - 1,5 Аф-з.ЕСЛИ ВЫПОЛНИТЬ ОПОру С Нсопз 1 (3,4 - 3,5 Аф-а+3) м, с Шсопз (1,5 - 1,7,Аф-з), Ь (2,8 - 3,5 Аф-з) и Ь (1,5 - 1,8 Аф-з), то возрастет расход металла на опору, а также на молниезащиту, освещение, монтаж и эксплуатацию опор и шинных мостов, закрепленных на них,Если выполнить опору с размерами, меньшими указанных, ток невозможно бу; дет осуществить размещение шинных мостов в два яруса один под другим, а расположение ошиновки в один ярус увеличит число опор в ОРУ и его материалоемкость; невозможно будет расположить фазы шинных мостов в одной горизонтальной плоскости, что усложнит конструкцию опоры и увеличит ее материалоемкость; вызовет необходимость снабдить опору дополнительной траверсой, закрепленной на конце верхней траверсы перпендикулярно ей, а также крепить шлейф не одной, а двумя гирляндами, расположенными наклонно, и увеличит ее материалоемкость.Вторые составляющие высоты опоры и длины нижней траверсь Нчаг и Шчаг не определяются однозначно, а зависят от. стрелы провеса ощиновки 1, Нчаг = ; Шчаг = 0,6 0,81. Величина 1 выбирается произвольно и от этого выбора в конечном итоге зависит правильный выбор Н, оптимальный с точки зрения материалоемкости ОРУ с трубчатыми опорами.Анализ ряда опор ОРУ 330 - 750 кВ показывает, что масса опоры связана эмпирической зависимостью с моментом М, приложенным к опоре в месте крепления фаз гибкой ошиновки. Момент.М находится в прямой зависимости от тяжения Т, приложенного в месте крепления гибкой ошиновки Т, т.е. М = К Т, где К - коэффициент пропорциональности, Тяжение Т и стрелыпровеса 5 находятся в обратной пропорциональной зависимости.Поскольку к стойке опоры можно присоединять различные элементы, это дает возможность менять ее функции.На фиг. 1 изображены сборные шины, разрез; на фиг. 2 и 3 - опора по изобретению для сборных шин с тросостойкой и молниеотводом; на фиг. 4 - то же, разрез вдоль шин; на фиг. 5 - опора для шинных перемычек; на фиг. 6 - то же, со светильниками; на фиг. 7- то же, с молниеотводом; на фиг. 8 - опора - отдельностоящий молниеотвод.Стойка 1 смонтирована из двух секций 2 и 3. Опора включает траверсы 4, 5 и 6 и подкосы 7. Стойка опоры снабжена двумя переходниками 8 и 9 с вертикальными 10, 11 и 12 и горизонтальными 13, 14, 15 и 16 стыками. Центральный переходник 8 имеет, таким образом, четыре стыка, осуществляемых с различными элементами 10, 11, 14 и 16 опор, а верхний переходник 9 имеет три Стыка 12, 15, 16. Наличие переходников со стыками позволяет менять функции стоек. На опоре (фиг, 2) на вертикальных стыках 10 и 11 центрального переходника 8 закреплены две центральные траверсы 4 и 5, а на вертикальном стыке 12 верхнего переходника 9 - верхняя траверса 6.Горизонтальные стыки 13 и 14 служат для соединения секций 2 и 3 стойки 1 между собой,Верхний горизонтальный стык 16 служит для закрепления молниеотвода 17 или площадки под светильники 18 (фиг, 5),Опора предназначена для ОРУ с шинными мостами, расположенными не более чем в два яруса по высоте (так как расположение шинных мостов в три яруса хотя и ведет к сокращению площади ОРУ, но требует выполнения опор двух разных высот, причем при росте высоты более высоких опор с 20-25 м и выше трудность монтажа и обслуживания опор и шинных мостов на них возрастают резко нелинейно),При двух ярусах ошиновки в ОРУ (фиг. 2 и 3) шинные мосты нижнего яруса 19 опираются на высоковольтные аппараты 20, а верхнего яруса 21 крепятся посредством натяжения гирлянд 22 к траверсам 4 и 5 или к переходнику 8, Высота изоляции аппаратов- й.Эмпирическая зависимость между массами двух опор в 1 и щг от разных моментв М 1 и М 2 выглядит так; гл 1/п 2 =(М 1/Мг)2 3 Затраты на опоры в ОРУ практически прямо пропорциональны массе опор щ, Поэтому также Зпц/Зпг= . с ростом мМ 1Мг5 10 30 35 40 45 ставляет 1,8 - 2,2 Аф-а. Номируемая высота От земли до низа изоляции высоковольтных Таким образом, высота крепления ниж 50 него яруса Ошиновки (Ьап + Ьф) =- 1.8 - 2,2) х хАф-з + 2,5 м. 55 15 20 25(а также тяжения Т растут затраты на опорыЗп и, наоборот, снижаются затраты на опорыЗп с уменьшением тяжения М (а также Т). С другой стороны, с уменьшением тяжения Т возрастает стрела провеса 1 и отклонение от ветра а, равное примерно 0.5 - 0,81. т.е, с уменьшением Т возрастают 1 и а и увеличиваются габариты опор, а следовательно, увеличиваются габариты ОРУ и связанные с этим затраты Зз на отчуждение земли, планировку территории, освещение, заземление, ограду, кабели и кабельные конструкции, ошиновку, изоляторы и молниеза щиту,С увеличением момента М (и Т)снижаются затраты Зз на опору до какого-то критического уровня Мс(и Т,), при котором в связи с уменьшением габаритов ОРУ (в том числе в связи с уменьшением расстояний между фазами и снижением высоты подвеса ошиновки) происходит рост скачком затрат по ОРУ Зз, так как требуются дополнительные расходы на защиту ОРУ от электрического поля. При дальнейшем увеличении тяжения Т несмотря на снижение 1 и а уменьшение габаритов ОРУ уже невозможно, поэтому Зэостается неизменным, а Зп возрастает,Проведенные расчеты вариантов опор показывают, что минимум затрат на ОРУ 330 - 750 кВ наблюдается при На = 1 = =1,1 1,5 Аф - з и Шча = 0,5 - 0,81, т.е. Йчат = =0,6 - 1,2 Аф-а, т,е. при Н = (5.7 - 6,2 Аф-э)м и при Ш = 2,1-2,9 Аф-а, т.е. приведенное соотношение высоты стойки к длине траверсы является оптимальным и точки зрения затрат на ОРУ с этими опорами,Предлагаемая опора кольцевого сечения смонтирована из отдельных секций и траверс, что позволяет снизить трудоемкость ее изготовления, транспортировки и монтажа. Если сравнивать ее с нормируемым Минэнерго для ОРУ 330 - 750 кВ наименьшим расстоянием от токоведущих до заземленных. частей Аф- то Ьа обычно соаппаратов - Ьф для всех напряжений равна2,5 м. Расстояние по вертикали между нижним и верхним ярусами Ошиновки В - это наименьшее расстояние между токоведущими частями разных цепей в разных плоскостях при Обслуживаемой нижней и неотключенной верхней. Для ОРУ 330-750 к В В = 1,6 - 1.3 Аф- .Л- запас по высоте (на расщепленныепровода и др.), принимаемый равным примерно 0,5 м.Таким образом, высота крепления верхнего яруса ошиновки Н "(1,8-2,2)Аф-з+2,5+ 5+ (1,6 - 1,3)Аф-з+ 0,5+ Ф =(3,4 - 3,5) Аф-з+ 3+ 1,где 1 - максимальная стрела провеса верхнего яруса гибкой ошиновки.Опора по изобретению предназначенадля ОРУ с горизонтальным расположением 10всех фаз ошиновки сборных шин и шинныхперемычек. Длина Ш центральной траверсы4 или 5 определяется в основном расстоянием по горизонтали между фазами ошиновки,а оно равно наименьшему расстоянию между разными фазами Аф-ф плюс отклонениеодной из-фаз по горизонтали под действиемветра - а.Для ОРУ 330-750 кВ Аф-ф составляет1,1-1,3 Аф-з, а горизонтальное отклонение 20проводов при оптимальной стреле провеса1 = 1,1 - 1,5 Аф-з (приводя к кратностям отАф-з) а = 0,5-0,8; 1 = 0,6 - 1,2 Аф-з,Таким образом, длина центральной траверсы Ш = (Аф-ф + а) = (1,1-1,3) Аф-з + 0,5+ 25+ (0,6-1,2) Аф-з = (2,1 - 2,9) Аф-з.Высота крепления консолидля поддержки шлейфа 23 складывается из длины 2,поддерживающей гирлянды 24, минимально допустимого расстояния от шлейфа до 30поверхности траверсы 5 - Аф- и запаса нарасщепленные провода Ь, принимаемогоравным 0,5 м. Для ОРУЗЗОкВ Ь обычносоставляет 1,7-2,3 Аф-з.Таким образом, высота крепления консоли Ь = (1,7-2 3) Аф-з + Ь= (2,7-3,3) дф-з++ 0,5 = (2,8 - 3,5) Аф-з. Длина консоли 4 или 5 - Ь - для поддержки шлейфа 23 складывается из минималь но допустимого расстояния от шлейфа 23 до поверхности стойки 3 - Аф-э, отклонения шлейфа под действием ветра ал, составляющий 0,2-0,3 Аф-з, и запаса.Таким образом, длина консоли Ю =(1,3 - 45 -1,5) Аф- .Предлагаемая опора выполняет различные функции:4 и 5- опора для сборных шин, с тросостойкой и молниеотводом; 506 - опора для шинных перемычек; 7 - опора для шинных перемычек, накоторой закреплена площадка со светильниками;8 - опора для шинных перемычек, накоторой закреплен молниеотвод;9 - опора, используемая в качестве отдельно стоящего молниеотвода.При применении в ОРУ трубчатых опорих монтаж производится из наибольшего.числа элементов, что позволяет при сборкеопор экономить время.Основания трубчатых опор занимает вплане меньшую площадь, чем основания решетчатых, что позволяет улучшить условияпроездоа ремонтов механизмов по ОРУ,Оптимальные с точки зрения экономичности ОРУ размеры трубчатых опор и тяжения на них позволяют снизить затраты какна ОРУ, так и на сами опоры. Так, присравнении конкретного ОРУ 500 кВ, выполненного по схеме 1 - выключателя на12присоединение", имеющего 9 выключателей и б присоединений для 2" вариантовконструкций опор, экономия металла наопоры составляет 76 т.Формула изоб рете н и яОпора высокого напряжения, включающая стойку, верхнюю и нижнюю траверсы иподкосы, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью обеспечения использования опорыдля открытого распределительного устройства и уменьшения трудоемкости ее изготовления, транспортировки и монтажа, онаснабжена четырех- и трехстыковым переходниками и молниеотводом или площадкой под светильники, а стойка и нижняятраверсы выполнены составными, при этомэлементы нижней траверсы закреплены вгоризонтальных стыках четырехстыкоаогопереходника, а верхняя траверса и молниеотвод или площадка под светильники - встыках трехстыкового переходника, причемвысоту стыка от уровня земли до нижнихтраверс определяют из соотношения:Н/Ш = 2,7-2,1, где Н - высота стойки. Ш -ширина элемента нижней траверсы. приэтом Н = (5,7-6,2) Аф-з, где Аф-з - наименьшее допустимое в открытых распределительных устройствах высокого напряжениярасстояние от токоведущих до заземленныхконструкций,1709048 цг. Составитель В, Евтушенкоактор Н, Ш выдкая Техред М.Моргентал - Корректо ончакова роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина Заказной Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб.; 4/5