Elezobetonové sloupy pro vedení elektrické energie – typy, rozdíly a princip výběru

Nadzemní elektrické vedení je navrženo tak, aby přenášelo a distribuovalo elektřinu elektrickými dráty nataženými v určité výšce nad zemí. Přenosová vedení jsou klasifikována podle napěťové stupnice od 0,4 do 1150 kV a jsou rozdělena do několika skupin.

• Vedení s napětím nad 500 kV se používá k propojení několika samostatných energetických systémů. Délka takového elektrického vedení může být 1200-2000 kilometrů.
• Komunikace mezi několika elektrárnami v rámci elektrizační soustavy a přenos energie z těchto elektráren do distribučních míst probíhá přes hlavní vedení vysokého napětí do 330 kV. Takové vedení lze pokládat na vzdálenosti stovek kilometrů.
• Pro zásobování sídel a podniků elektřinou se používají rozvody s napětím 35-150 kV, jejichž délka může dosáhnout 10-20 kilometrů.
• Spotřebitelé dostávají elektřinu prostřednictvím elektrického vedení do 20 kV. Vedení s napětím nad 1 kV se nazývá vysokonapěťové.
• Vedení nízkého napětí do 1 kV slouží k přenosu energie ve městech a obcích na krátké vzdálenosti 1-2 km.

Konstrukční prvky nadzemního elektrického vedení

Podpěry elektrického vedení. Fungují jako nosná konstrukce a absorbují tah drátů a váhu kování. Podle umístění se dělí na mezilehlé, kotevní, rohové, koncové a speciální.

Tvarovky a izolátory. Elektrické vodiče jsou připevněny ke sloupům pomocí traverz a lineárních tvarovek. Izolátory a izolátorové řetězce vytvářejí elektrický odpor mezi dráty a konstrukcí sloupu a poskytují kovovou izolaci.

ochrana. Konstrukce podpěr přenosového vedení zahrnuje ochranné prvky – omezovače přepětí, kabely ochrany před bleskem, uzemňovací jednotky, svodiče. Instalace ochranných zařízení vytváří podmínky pro bezpečný provoz elektrického vedení za jakýchkoli povětrnostních a klimatických podmínek.

Návrhy a charakteristiky podpěr vedení pro přenos energie

Věže pro přenos energie slouží jako hlavní konstrukční prvek vedení pro přenos energie. Vyrábějí se z různých materiálů – kov, železobeton, dřevo. Kovové podpěry mají mřížkový nebo mnohostranný design. Podpěry jsou instalovány na základ a přenášejí na něj provozní zatížení z hmotnosti zařízení, napětí drátů, síly větru a hmotnosti ledu. Na Ukrajině jsou dřevěné stožáry instalovány především na vedení nízkého napětí 0,4 kV. Elektrické vedení do 10 kV je postaveno na železobetonových podpěrách. Vedení s napětím od 35 kV lze kombinovat – mezilehlé podpěry jsou železobetonové, kotevní podpěry jsou kovové. Čím vyšší je napětí, tím častěji můžete vidět silné kovové podpěry – mřížku a mnohostrannou pozinkovanou ocel, protože takové konstrukce jsou nejspolehlivější a nejodolnější vůči vysokému mechanickému a větrnému zatížení. Ocelové podpěry elektrického vedení se snadněji instalují a přepravují, mají menší hmotnost a nejdelší životnost. Slibným směrem rozvoje moderní energetiky je proto výměna opotřebovaných dřevěných a železobetonových elektrických sloupů za lehké a odolné ocelové podpěry vedení elektrického vedení se zinkovým antikorozním nátěrem.

Vzdálenost mezi podpěrami elektrického vedení

Při navrhování podpěr nadzemního vedení se používá následující terminologie: vzdálenost mezi osami dvou podpěr přenosového vedení je délka rozpětí, vzdálenost mezi sousedními mezilehlými podpěrami je střední rozpětí a mezi podpěrami kotev je rozpětí kotev. Pokud dráty procházejí přes konstrukci nebo přírodní objekt, jedná se o přechodové rozpětí. Pokud vedení změní svůj směr, je instalována rohová podpěra s odpovídajícím úhlem natočení elektrického vedení.

V jaké vzdálenosti jsou instalovány podpěry elektrického vedení? Vzdálenost mezi podpěrami elektrického vedení závisí na síťovém napětí. Přibližné hodnoty:

• 0,4. 1 kV – vzdálenost mezi podpěrami elektrického vedení je 40. 50 m;
• do 10 kV – délka rozpětí mezi elektrickými sloupy od 80 m;
• do 35 kV – rozpětí podpěr přenosového vedení do 200 m;
• do 110 kW – podpěry elektrického vedení jsou umístěny ve vzdálenosti až 250 m;
• do 330 kV – rozteč vedení přenosového vedení do 400 m;
• do 500 kV – vzdálenost mezi elektrickými sloupy do 450 m;
• od 750 kV – vzdálenost mezi podpěrami elektrického vedení může dosáhnout 700 m.

Přesná délka trasy mezi podpěrami přenosového vedení je dána nejen parametry napětí, ale také v závislosti na podmínkách projektu – umístění vedení, jeho funkčním účelu, klimatických podmínkách regionu a terénu. Zohledňuje se interval prověšení drátů, přítomnost struktur a přirozené překážky. Například elektrické sloupy podél silnice v soukromém rezidenčním sektoru jsou umístěny v intervalech 30-50 metrů. Vzdálenost od úrovně terénu ke spodním drátům se pohybuje od 6. 17 metrů v závislosti na délce rozpětí a výšce podpěr. V neobydlených oblastech lze tuto výšku snížit na 3,5 m.

Bezpečná vzdálenost od podpěr elektrického vedení k obytným budovám

Při plánování staveniště je třeba vzít v úvahu normy pro vzdálenost elektrického vedení k bytovým a nebytovým objektům. Na kolik metrů můžete žít od vedení vysokého napětí? Tento parametr je regulován státními hygienickými normami. Čím vyšší je napětí vedení, tím větší území bezpečnostní zóny by mělo oddělovat elektrické vedení od obytných budov. Pro vedení 0,4 kV stačí 2 metry, přenosové vedení 35 kV by mělo být 15 metrů od domů, 330 kV – alespoň 25 metrů. Vedení vysokého napětí 750 kV nelze stavět blíže než 40 metrů k obytným budovám. Normy dále upravují minimální vzdálenosti od podpěr elektrického vedení ke stromům, potrubím, plynovodům, kanalizačním objektům, čerpacím stanicím, silnicím, železnicím a dalším objektům, které mohou být ovlivněny silným elektromagnetickým polem vedení vysokého napětí.

Pokud není možné připsat umístění budovy elektrickému vedení, používají se speciální ochranné stínící konstrukce. Nebytové objekty mohou být umístěny blíže – pro vedení 20 kV od 2 metrů, pro vedení do 110 kV – od 4 metrů, pro 220 kV – od 6 metrů. Je zakázáno pokládat nadzemní elektrické vedení nad obytnými budovami, dětskými ústavy a vzdělávacími institucemi. Profesionální projektanti s těmito vlastnostmi počítají, ale soukromí vlastníci často chybují při vlastní stavbě. Abyste se vyhnuli problémům, musíte vzít v úvahu požadavky stavebních předpisů a svěřit návrh profesionálům.

Výška podpěr elektrického vedení

Výška je jedním z klíčových konstrukčních parametrů podpěr vedení pro přenos energie, která se určuje v závislosti na:

• úroveň napětí elektrické sítě;
• typ podpory a její funkční účel;
• vzdálenosti mezi osami podpory;
• klimatické vlastnosti regionu;
• povaha reliéfu;
• přítomnost přírodních překážek na území;
• umístění inženýrských staveb pod elektrickým vedením.

Délka nosného sloupu elektrického vedení je ovlivněna napětím sítě – čím větší je tento parametr, tím výše by měly být vodiče umístěny od země. Výška podpěr je zvýšena na tratích s dlouhými rozpětími, aby se kompenzovalo vypočítané prověšení drátů. Jak vysoká má být podpora elektrického vedení, určí projektant. Přibližná výška vedení přenosu energie v závislosti na napětí: vedení nízkého napětí do 1 kV – 7-9 metrů, vedení vysokého napětí do 35 kV – 12 metrů, 150 kV – 16 metrů, 500 kV – do 30 metrů, 750 kV – více než 40 metrů. Pevnost a spolehlivost elektrického sloupu v maximální výšce lze zajistit pouze použitím kovových podpěr vedení elektrického vedení – lehkých konstrukcí, které jsou odolné vůči provoznímu zatížení. Železobetonové a dřevěné elektrické sloupy mohou mít pouze malou nebo střední výšku.

Hmotnost podpěr elektrického vedení

Jednou z častých otázek našich zákazníků je, kolik váží sloup elektrického vedení. Tento parametr je důležité znát pro organizaci dodávek a montážních prací a pro výběr zdvihacích a přepravních zařízení. Hmotnost se vypočítá při návrhu a závisí na napětí, zvoleném materiálu a typu podpěry elektrického vedení (mezilehlé, kotvící, rohové, koncové, odbočné, přechodové, křížové nebo jiné). Vedení vysokého napětí jsou masivnější a těžší konstrukce. Typ podpory určuje konstrukční vlastnosti a spotřebu materiálu konstrukce, což přímo ovlivňuje její hmotnost.

Různé typy elektrických sloupů jsou navrženy pro různé zatížení od napětí drátů a kabelů, hmotnosti armatur, izolátorů a dalšího vybavení a síly větru. Například kotevní podpěry přenosového vedení zabírají velké zatížení, takže mají zesílenou a těžší konstrukci. Koncová – zatížená pouze z jedné strany, což má vliv i na konstrukci a hmotnost. Hmotnost podpěry elektrického vedení přímo závisí na materiálu: železobetonové konstrukce jsou masivnější a těžší, kovové mají menší hmotnost, zejména při použití víceplošných kuželových sloupů z tenkého ocelového plechu. Nízká hmotnost je jednou z významných výhod ocelových sloupů elektrického vedení. Pár procent hmoty se přidává galvanizací – antikorozní nátěr získaný žárovým zinkováním. Proto, abyste správně určili hmotnost podpory elektrického vedení, musíte vzít v úvahu mnoho faktorů – to může udělat pouze zkušený inženýr.

Přesná hmotnost, výška a vzdálenost mezi podpěrami vedení jsou vypočítány při návrhu, ale předběžný přibližný odhad lze provést již ve fázi konzultací a přípravy technických specifikací. Naše společnost poskytuje projekční, výrobní a instalační služby pro kovové podpěry přenosového vedení všech velikostí vyrobené z pozinkované oceli. Chcete-li získat individuální kalkulaci a zjistit, kolik bude vážit podpora elektrického vedení pro váš projekt, kontaktujte naše specialisty.

V moderních podmínkách je obtížné si představit lidský život bez elektřiny, která poskytuje komunikaci, pohodlí a umožňuje vytvářet podmínky pro efektivní práci a odpočinek. Infrastruktura energetických sítí prošla s nárůstem spotřeby energie výraznými změnami. Spolehlivost pokládacích linek závisí na kvalitě mechanických podpěr, kterými jsou pevné a odolné betonové sloupy. Díky železobetonu byl zajištěn nepřetržitý přenos elektrické energie nejen v městských a průmyslových oblastech, ale i na nejvzdálenějších a nejhůře dostupných místech naší země.

Typy a provedení

V závislosti na účelu a konstrukčních prvcích jsou podpěry rozděleny do následujících typů:

• střední – používají se v obydlených i neobydlených oblastech, plní funkci nosných drátů v dané konstrukční výšce od země. Výrobky nejsou určeny pro úhlová zatížení, která mohou vytvářet dráty umístěné se změnou směrového vektoru v ohybech trasy. Sloupy se používají na přímých úsecích vedení a tvoří cca 80 % z celkového počtu nosných prvků elektrického vedení;
• koncové nebo kotevní podpůrné produkty – určené k organizaci průchodu tras elektrického vedení přes různé překážky. Sloupy jsou navrženy tak, aby vydržely značné podélné zatížení, které může být způsobeno tahovými silami drátů;
• meziprodukty rohového typu jsou nezbytné pro stavbu elektrických vedení a organizaci zatáček v jejich topologii pod úhlem do 30°;
• Odbočné sloupy jsou typem podpěry, která je nezbytná pro rozvětvení vedení vysokého napětí. Kromě toho je jeho konstrukce taková, že podpěra je při použití na rovných úsecích mezilehlá a současně je ukotvena a tvoří odbočku;
• v místech, kde se trasa elektrického vedení zatáčí, je instalován odbočný kotevní sloup a z něj je realizována odbočka;
• kotevní rohový typ – výrobek, který umožňuje během výstavby natáčet elektrické vedení pod úhlem až 90º. Najde uplatnění v oblastech s nejvyššími úhly natočení trasy.

Výhody a způsob výroby

Železobetonové pilíře nahradily dřevěné podpěry, které měly omezené možnosti a měly řadu nevýhod. V moderních podmínkách je použití železobetonových výrobků pro pokládku elektrického vedení opodstatněné z hlediska praktičnosti a ekonomické účinnosti kvůli řadě faktorů, které určují jejich výhody. Mezi nimi:

• dlouhá životnost, jejíž doba trvání je nejméně 70 let;
• vysoká úroveň požární bezpečnosti. Železobeton nepodléhá spalování, což umožňuje zajistit integritu komunikací ve stepních zónách v případě požárů a vyhnout se nehodám a odstávkám;
• snadná instalace a nedostatek požadavků na údržbu;
• odolnost vůči faktorům prostředí, včetně vysoké vlhkosti, různých typů srážek, větru;
• vysoká odolnost proti korozi;
• ekologická bezpečnost. Inertnost železobetonu vůči životnímu prostředí činí tento materiál bezpečným a nezávadným po celou dobu jeho životnosti;
• vysoká mechanická pevnost výrobků a odolnost proti zničení;
• odolnost proti změnám teploty, jejíž provozní rozsah pro železobetonové podpěry je od -55 do + 55 °C;
• snadnost výroby;
• jednoduchý postup instalace.

Mezi nevýhody železobetonových pilířů stojí za to zdůraznit jejich relativně vysoké náklady a velkou hmotnost.

Výrobní proces podpěr zahrnuje několik fází. Nejprve je vyroben svařovaný rám. Výztužná konstrukce je určena k vyztužení a je vyrobena z namáhaných a nepředpjatých prutů. Hotový ocelový rám se uloží do speciální formy, která funguje jako bednění a vyplní se betonovou maltou.

Podle technologie přípravy betonu se rozlišují dva typy nosných prvků:

• vibrační regály jsou označeny SV. Při jejich výrobě, pro proces zhutňování nezbytný pro homogenitu kompozice, je roztok po nalití do forem vystaven vibracím. Výrobky se používají pro stavbu elektrických vedení s provozním napětím do 35 kV;
• odstředivé stojany značek STs, SCP a SK určené pro instalaci vedení s napětím vyšším než 35 kV. Vysoká hustota betonového roztoku, kterou zajišťuje technologie odstřeďování (rotace formy), umožňuje konečnou pevnost, díky které lze zvětšit vzdálenosti mezi pilíři.

Účel a rozsah

Betonové sloupy jsou široce používány pro zařízení elektrické infrastruktury jako:

• podpěry pro elektrické vedení;
• sloupy pro připevnění svítidel veřejného osvětlení.

Instalace sloupu

Pro správnou instalaci elektrických betonových sloupů je nutné studovat krajinu, mít informace o půdě a také vzít v úvahu další faktory, včetně teplotních ukazatelů, zatížení větrem a požadované hustoty instalace sloupů. Ve fázi návrhu musí specialisté určit vzdálenost mezi podpěrami, nastavit maximální vzdálenosti na základě délky vodičů, krajiny nebo požadované úrovně osvětlení při připojování svítidel k nim. Výpočet přitom vychází z pevnostního ukazatele výrobků, které musí poskytovat vysoký stupeň stability při vystavení stanoveným vnějším faktorům.

Praktické provedení práce

Pro dlouhodobý a bezporuchový provoz systémů veřejného osvětlení a elektrického vedení je důležité instalovat podpěry v souladu s platnými bezpečnostními předpisy a stavebními předpisy. Instalace podpěr se provádí podle jejich účelu, vlastností území, terénu a vlastností půdy. Vodiče na sloupech a upevňovací body kabelových tras jsou upevněny v souladu s požadavky platných Pravidel elektroinstalace. Maximální vzdálenost mezi podpěrami by neměla přesáhnout 45 metrů. Montáž železobetonových pilířů se provádí po etapách.

Každá podpěra se montuje samostatně. Zpočátku je nutné označit území a určit na zemi, kde budou sloupy instalovány. Pro snadnou instalaci jsou místa instalace sloupů označena dřevěnými kolíky. Poté se provede vrtání nebo kopání otvorů. K tomuto účelu se zpravidla používá speciální zařízení. Výkopové práce zahrnují vytváření prohlubní v zemi. V tomto případě musí mít jámy hloubku, která přesahuje úroveň zamrznutí půdy v určité oblasti. Za tímto účelem se nejprve provádějí geodetické zaměření, které zjišťuje vzduté, zámrznou hloubku a další parametry a vlastnosti zeminy. Pokud hloubka vrtů nepronikne do stabilních vrstev zeminy, podpěry mohou vlivem těžkých sil změnit svou polohu, což v konečném důsledku povede k jejich pádu, selhání a poškození celistvosti elektrického vedení. Hloubka jámy pro instalaci železobetonových pilířů musí být nejméně 2 metry.

Před instalací budou železobetonové výrobky zkontrolovány na nepřítomnost mechanického poškození, třísek a trhlin, které by mohly způsobit jejich zničení pod vlivem vnějších faktorů. Sloupek je instalován na předem zhutněné půdě s polštářem vytvořeným z písku a drceného kamene. Minimální polštář může být vytvořen ve formě pískového podkladu s tloušťkou podestýlky minimálně 200 mm. Sloupky jsou instalovány přísně ve svislé poloze pomocí olovnice nebo jiných nástrojů, které vám umožňují určit velikost odchylky úhlu od 90 stupňů. Železobetonový regál je fixován v pracovní poloze pomocí provizorních výztuh. Poté se jáma vyplní maltou a betonuje. Zvedací mechanismy slouží ke zvedání, přemisťování a instalaci železobetonových výrobků do pracovní svislé polohy. Nejčastěji se jedná o autojeřáby, které svou nosností odpovídají vykonávané práci.

V konečné fázi se provádí instalace a připojení elektrických vodičů, traverz, instalace izolátorů, osvětlovacích hlavic a zařízení. Traverzy jsou určeny pro upevnění vodičů elektrického vedení bez vedení elektrického proudu. Kromě toho mohou mít tyto produkty různé velikosti v závislosti na tom, kolik kabelů potřebují pojmout.

Design a výběr

Pokud je potřeba elektrifikovat soukromý prostor, připojit napětí a zajistit dodávku energie, musíte kontaktovat projekční firmu, která má k dispozici vyškolený personál. Podle pravidel nemají jednotlivci právo samostatně instalovat podpěry elektrického vedení a instalovat lampy bez řádné projektové dokumentace a povolení. Pro vytvoření připojení, položení vedení nebo instalaci osvětlení je nutné provést výpočet, který zohledňuje všechny nuance topologie elektrického vedení, od místa vložení až po bezpečnou vzdálenost mezi podpěrami. Úroveň osvětlení se vypočítá na základě výšky sloupu a výkonu lampy. Technické podmínky pro instalaci spolu s projektem jsou vyvíjeny společností, jejíž specialisté zpravidla mohou nejen vypracovat dokumentaci a nainstalovat podpěry, ale také provést připojení. K tomu musí mít odborník úroveň znalostí v oboru elektro, mít náležité vzdělání a skupiny elektrické bezpečnosti odpovídající kategorii práce a napětí.

Inženýr v procesu návrhu určí požadované rozměry železobetonových pilířů a stanoví maximální a dostatečnou hloubku pro jejich hluboké zabudování do země. V závislosti na topologii elektrického vedení a krajině se v souladu s klasifikací určuje přítomnost překážek na zemi, počet a typ požadovaných podpěr jednoho nebo druhého typu.

Při výstavbě moderních elektrických vedení se v současnosti nejčastěji používají železobetonové regály značky SV, které mají výpočtový ohybový moment 35 a 50 kNm. Pokud existují zvláštní podmínky, lze použít stojany s dalšími indexy. Mezi nejoblíbenější a nejoblíbenější produkty patří regály jako SV110-5, SV95-2, SV164-12, SV110-3,5, SV95-3, SV164-2, SV105 a mnoho dalších.

Pro organizaci výstavby nadzemních elektrických vedení s provozním napětím do 10 kV se používají standardní železobetonové sloupy, jejichž délka je 9500, 10500, 11000 a 16400 mm.

Jakékoli odchylky od současných pravidel pro výstavbu elektroinstalace, pravidel pro bezpečný provoz elektroinstalací spotřebitelů z hlediska organizace elektrického vedení a dodržování bezpečnostních požadavků při výstavbě a provozu nejsou přijatelné a mohou vést k nehodám, způsobující nehody.