скачать книгу бесплатно
Справочник по строительству и реконструкции линий электропередачи напряжением 0,4–750 кВ
Ефим Гологорский
Анатолий Кравцов
Борис Узелков
Систематизированы материалы по строительству и реконструкции линий электропередачи напряжением 0,4—750 кВ. Изложены сведения по основным материалам, комплектующим изделиям, трансформаторным подстанциям, распределительным устройствам, строительно-монтажным работам, эксплуатационным материалам, строительным машинам, средствам механизации. Освещены вопросы технического обслуживания и ремонта строительных машин и транспортных средств, охраны труда. В основу положены материалы Справочника по строительству и реконструкции линий электропередачи напряжением 0,4—500 кВ. Настоящее издание дополнено новыми марками опор, линейных изоляторов, арматуры, комплектных трансформаторных подстанций и распределительных устройств, строительных машин и автомобилей, оборудования и средств механизации; приведены данные о новых эксплуатационных материалах и комплектующих изделиях. Для специалистов, занимающихся проектированием, строительством и реконструкцией линий электропередачи, а также студентов вузов.
Анатолий Кравцов, Борис Узелков, Ефим Гологорский
Справочник по строительству и реконструкции линий электропередачи напряжением 0,4–750 кВ
Предисловие
Единая электроэнергетическая система (ЕЭС) России охватывает всю территорию страны от западных границ до Дальнего Востока и является одним из крупнейших в мире централизованно управляемым энергообъединением, граничащим с энергообъединениями стран Европы и Азии.
Производственный потенциал электроэнергетики России составляют электростанции общей мощностью более 214 млн кВт. В электроэнергетике в настоящее время функционируют 2,5 млн км линий электропередачи всех классов напряжений, в том числе 447 тыс. км линий напряжением выше 110 кВ. Основная электрическая сеть объединенных энергосистем ЕЭС России в центральных и восточных объединениях сформирована с использованием напряжений 220–500 кВ, Северо-Запада РФ и частично ОЭС Центра – 330–750 кВ.
Одна из серьезнейших проблем в энергетике – старение основных фондов: свыше 5 тыс. км ВЛ 110–220 кВ и подстанций общей мощностью 8 млн кВА подлежат полной замене. К 2010 г. потребуется реконструкция 20 тыс. км воздушных линий электропередачи 110 кВ и выше.
В соответствии с генеральной схемой размещения объектов электроэнергетики, принятой за основу Правительством РФ, должны быть построены новые сети для обеспечения устойчивой работы Единой энергосистемы и надежного энергосбережения потребителей. Инвестиции в развитие сети по данным ОАО «ФСК ЕЭС» оцениваются в 5 трл руб.
С целью успешного решения поставленных задач в соответствии с программой реформирования электроэнергетики была создана Федеральная сетевая компания (ОАО «ФСК ЕЭС»).
В справочнике систематизированы материалы для специалистов по строительству и реконструкции линий электропередачи напряжением 0,4—750 кВ; приведены сведения по новым маркам опор, линейных изоляторов, арматуры, комплектующим изделиям, строительно-монтажным работам, эксплуатационным материалам, строительным машинам, средствам механизации; освещены вопросы технического обслуживания и ремонта строительных машин и транспортных средств, охраны труда и техники безопасности. За основу взят Справочник по строительству и реконструкции линий электропередачи напряжением 0,4—500 кВ (Гологорский Е. Г., Кравцов Н. Н., Узелков Б. М. – М.: Из-во НЦ ЭНАС, 2003). Настоящее издание Справочника дополнено сведениями о новых марках комплектных трансформаторных подстанций и распределительных устройств, строительных машин и автомобилей, оборудования и средств механизации, приведены данные о новых эксплуатационных материалах и комплектующих изделиях.
При подготовке справочника были использованы материалы институтов ОАО «РОСЭП», ОАО «Энергосетьпроект», ОАО «СевероЗападный энергетический инжиниринговый центр», ЗАО «Оргэнергострой», ОПТЭН ЛИМИТЕД, Самарского и Московского заводов «Электрощит», ООО «В-Л Комплект», Южно-Уральского арматурно-изоляторного завода, а также Алапаевского ОАО «Стройдормаш», ОАО «КамАЗ» и других предприятий.
Авторы выражают глубокую благодарность рецензентам Г. Н. Эленбогену и И. М. Погожеву за ценные замечания и предложения, направленные на улучшение содержания справочника, а также инженеру Г. Б. Харламовой за помощь, оказанную при подготовке рукописи.
Предложения и замечания просим направлять по адресу: 109428, Москва, Рязанский проспект, 30/15, ОАО «Проектэнергомаш».
Термины и определения
Таблица
Раздел 1
Воздушные линии электропередачи
1.1. СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ
Строительные материалы и изделия, применяемые при строительстве линий электропередачи, должны соответствовать проектной документации, государственным стандартам (ГОСТ) и техническим условиям (ТУ) на их изготовление. Соответствие материалов и изделий этим требованиям должно подтверждаться паспортом или сертификатом на поступившую продукцию. Наличие сопроводительной документации не исключает необходимости проверки продукции перед ее использованием.
Материалы, применяемые в процессе строительно-монтажных работ на ВЛ и служащие для изготовления конструкций, можно условно разделить на следующие виды:
конструкционные (бетон, железобетон, металл, древесина), из которых изготовляют фундаменты, опоры и другие конструкции и детали;
проводниковые, из которых изготовляют провода, грозозащитные тросы, элементы заземляющих устройств, соединительные зажимы и т. д.;
изоляционные материалы и изделия, из которых изготовляют, в частности, изоляторы, обеспечивающие изоляцию проводов друг от друга и от конструктивных элементов опор.
Массы основных строительных материалов приведены в табл. 1.1.
Таблица 1.1
Массы основных строительных материалов
1.1.1. Бетон и железобетон
При строительстве линий электропередачи бетон применяется в основном при сооружении фундаментов под переходные опоры. Рабочие характеристики бетона определяются нормируемыми марками при проектировании. Марки бетона устанавливаются по прочности, морозостойкости и водонепроницаемости.
По прочности на сжатие установлены следующие марки бетонов: 15, 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 600.
По морозостойкости – в циклах попеременного замораживания и оттаивания: 10, 15, 25, 35, 50, 100, 200, 300.
По водонепроницаемости установлены марки В-2, В-4, В-6, В-8, обеспечивающие водонепроницаемость бетона при давлении воды соответственно не менее 20, 40, 60 и 80 Па.
В соответствии со СНиП 52-01-2003 основными нормируемыми и контролируемыми показателями качества бетона являются: класс по прочности на сжатие В, класс по прочности на осевое напряжение В
, марка по морозостойкости F, марка по водонепроницаемости W, марка по средней плотности D.
По СНиП 2.03.01–84* марки бетона по прочности на сжатие заменены на классы бетона по прочности на сжатие. Соответствие марок и классов бетонов по прочности приведено в табл. 1.2.
Классы бетона по прочности на сжатие отвечают значению гарантированной прочности бетона, МПа с обеспеченностью 0,95.
Таблица 1.2
Классы и марки бетона по прочности
Класс бетона по прочности на осевое растяжение В
соответствует значению прочности бетона на осевое растяжение в МПа с обеспеченностью 0,95 и принимается в пределах от 0,4 до 6.
Марка бетона по морозостойкости F соответствует минимальному числу циклов попеременного замораживания и оттаивания, выдерживаемых образцом при стандартном испытании, и принимается в пределах от 15 до 1000.
Марка бетона по водонепроницаемости W соответствует максимальному значению давления воды (МПа-10
), выдерживаемому бетонным образцом при испытании, и принимается в пределах от 2 до 20.
Марка по средней плотности D соответствует среднему значению объемной массы бетона в кг/м
и принимается в пределах 200 до 5000.
По объемной массе в сухом состоянии бетон подразделяется на особо тяжелый – более 2500 кг/м
, тяжелый – от 1800 до 2500 кг/м
, легкий – от 500 до 1800 кг/м
, особо легкий – до 500 кг/м
.
Марка бетона по прочности – это предел прочности бетона при сжатии, Па, бетонного образца – куба с ребрами 200 мм после 28-суточного твердения при температуре 20 ± 2 °C и относительной влажности 90 %.
Для увеличения прочности в бетон закладывается стальная арматура, принимающая на себя растягивающие усилия. Бетон прочно сцепляется с арматурой, оба материала почти одинаково расширяются при нагревании. Это обеспечивает их совместную работу и монолитность железобетона. Однако при растяжении сталь может увеличиться в 5–6 раз больше, чем бетон, и при этом в бетоне появляются трещины, ведущие к порче конструкции. Во избежание этого при изготовлении опор ВЛ широко применяют предварительное натяжение стальной арматуры. Предварительно напряженный железобетон прочнее, легче, долговечнее и экономичнее обычного.
Показатели жесткости бетонной смеси и расход цемента для бетонных конструкций приведены в табл. 1.3 и 1.4.
Таблица 1.3
Жесткость бетонных смесей, укладываемых в различные конструкции
Таблица 1.4
Ориентировочный расход цемента в бетонных конструкциях
Коэффициенты нарастания прочности бетона при нормальных условиях твердения:
на 3-й день…………………………… 0,33
на 7-й день …………………………… 0,59
на 28-й день …………………………. 1
через 3 мес …………………………… 1,32
через 6 мес …………………………… 1,58
через 12 мес………………………….. 1,76
1.1.2. Арматура и стальной прокат
Для армирования железобетонных конструкций применяется сталь арматурная, отвечающая требованиям соответствующих государственных стандартов (ГОСТ 5781—82*). В зависимости от механических свойств арматурная сталь подразделяется на классы А-I (А240) гладкого профиля и А-II (А300), Ас-II (Ас300), А-III (А400), А-IV (А600), А-V (А800), А-VI (А1000) периодического профиля.
Стержни диаметром менее 10 мм поставляются в бухтах (исключение составляют стали А-IV (А600) и А-V (А800), поставляемые в прутках), а диаметром 10 мм и более – в прутках длиной от 6 до 12 м. Арматурную сталь изготавливают из углеродистой и низколегированной сталей марок, указанных в табл. 1.5.
Таблица 1.5
Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций (ГОСТ 5781-82*)
Примечания:
1. В скобках указаны условные обозначения класса арматурной стали по пределу текучести, Н/мм
.
2. Профили диаметров, указанных в скобках, изготавливаются по согласованию.
Прокат для строительных стальных конструкций соответственно ГОСТ 27772—88* изготавливается из стали С235, С245, С255, С275, С285, С345, С345К, С375, листовой универсальный прокат и гнутые профили – из стали С235, С245, С255, С275, С285, С345, С345К, С375, С390, С390К, С440, С590, С590К. Буква С означает – сталь строительная, цифры условно обозначают предел текучести проката, буква К – вариант химического состава (табл. 1.6).
Таблица 1.6
Соответствие марок стали проката строительных стальных конструкций (ГОСТ 27772-88*)
Масса и основные размеры стержневой арматуры, арматурной проволоки, уголков, двутавров, швеллеров, полосы проката приведены в табл. 1.7–1.14.
Таблица 1.7
Стержневая арматура (ГОСТ 5781-82*)
Таблица 1.8
Арматурная проволока (ГОСТ 7348—81*)
Таблица 1.9
Уголки стальные равнополочные (ГОСТ 8509—93)
Таблица 1.10
Уголки стальные неравнополочные (ГОСТ 8510—86*)
Таблица 1.11
Двутавры стальные (ГОСТ 8239—89)
Таблица 1.12
Швеллеры стальные (ГОСТ 8240—97)
Таблица 1.13
Прокат стальной круглый (ГОСТ 2590—88)
Таблица 1.14
Полоса стальная (ГОСТ 103—76*)
1.1.3. Лесные материалы
В практике электросетевого строительства применяются лесные материалы, в основном круглые лесоматериалы и пиломатериалы. По размерам поперечного сечения пиломатериалы подразделяются на доски, бруски и брусья (толщина и ширина более 100 мм).
Деревянные опоры ВЛ изготовляют из сосны и лиственницы. В отдельных случаях применяют также ель, кедр, пихту. В связи с тем что непропитанная сосна гниет через 3–4 года, а ель еще быстрее, опоры ВЛ изготовляют только после пропитки древесины специальными противогнилостными веществами – антисептиками. В качестве консервантов используются высокоэффективные медно-хромо-мышьяковые (ССА) составы. Опоры, пропитанные ССА, используются при строительстве линий электропередачи напряжением 0,4—10 кВ.
Использование изоляционных свойств древесины позволяет снизить число изоляторов и отказаться от грозозащитного троса. Кроме того, при необходимости, допускается совместная подвеска линий 0,4; 10 кВ и уличного освещения. В среднем срок службы пропитанных опор, находящихся в контакте с почвой, составляет до 45 лет. Пропитанные детали не следует обрабатывать; в крайнем случае, затесанное место или просверленное отверстие необходимо тщательно антисептировать.
Лиственница зимней рубки хорошо противостоит загниванию, и ее иногда применяют непропитанной. Опоры из лиственницы служат 15–20 лет. Недостатки древесины – большие колебания прочности, пороки (сучки, косослой, трещины, гнили и пр.), гигроскопичность, уменьшение прочности при повышенной влажности, уменьшение размеров при сушке, возгорание, расщепление от ударов молнии.
