Опора высокого напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструкции открытых распределительных устройств высокого напряжения. Целью изобретения является обеспечение возможности использования опоры для открытого распределительногоустройства, 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,fe

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Е 04 Н 12/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4769714/33 (22) 12.12.89 (46) 30.01.92, Бюл. М 4 (71) Всесоюзный государственный научноисследовательский и проектно-изыскательский институт "Теплоэлектропроект" (72) В.А. Евтушенко, Н.Н. Кычкина и Е.С. Иванова (53) 62 1-.315,66(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 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 электроустановкам высокого напряжения, а именно к открытым распределительным устройствам (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 сложно... Ы„„1709048 А1 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 силу большой поверхности, нуждающейся в систематической защите от коррозии, Другим техническим решением конструктивного исполнения опор ВЛ и ОРУ является выполнение их из низкопрофильных или кольцевого сечения конструкций. Повышенная по сравнению с решетчатыми конструкциями первоначальная стоимость конструкций окупается в дальнейшем снижением затрат на монтаж и эксплуатационные расходы. Низкопрофильные опоры обладают меньшими размерами поперечного сечения стоек, что актуально для ОРУ с сокращенными габаритами, получившими распространение в последнее время при ис1709048 допустимое 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 опор и ОРУ ВН с этими опорами.

Последнее можно пояснить следующим образом.

Выражение для высоты стойки от земли от центральных траверс Н можно представить состоящим из двух частей: H const и Нчзг, а длину центральной траверсы Ш из: Ulconst

И Шчаг.

50 пользовании сокращенных воздушных изоляционных расстояний в ОРУ, защищенных от перенапряжений с помощью нелинейных огранйчителей перенапряжений. Низкопрофильные конструкции более эстетичны. На- 5 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. 15

Недостатком опоры является неоптимальное (с точки зрения снижения материалоемкости ОРУ с этими опорами) соотношение между длинами стоек и. траверс и величиной тяжения по фазе ошинов- 20 ки, а также неудобство транспортировки и монхажа опоры, выполненной единой на всю двину стойки трубчатого сечения и невозможность использовать стойку опоры для разных функций, 25

С целью возможности использования опоры в качестве опоры для открытого распределительного устройства и уменьшения трудоемкости ее изготовления. транспортировки и монтажа опора снабжена четырех- 30 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 вЂ” высота .

Н саки; Ш вЂ” длина элемента нижней траверсы; Н вЂ” (5;7-6,2)Аф-з, где Аф-з — наименьшее

Постоянные составляющие высоты стойки и длины центральной траверсы

Hconst и L0const, а также высоты верхней секции стойки и длина верхней траверсы h и Ь зависят лишь от принятой конструкции ОРУ и опор и для каждого номинального напряжения и типа аппаратов, защищающих OPY от перенапряжений, определяются однозначно как величина, кратная Аф-з, плюс некоторый запас(Ь= 0,5 м) и пф — регламентируемое ведомственными нормативами (например, расстояние от земли до низа фарфора, для ОРУ напряжением 330 — 750 кВ составляет 2,5 м), т.е. Hconst для ОРУ 330750 кВ равно (3,4 — 3,5 Аф-s +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 Hconst » (3.4—

3,5 Аф-з + 3) м, C LUconst » (1,5 — 1,7,Аф-з), h»

» (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 траверсы Hvar и Шчзг не опре- . деляются однозначно, а зависят от. стрелы провеса ошиновки f, Hvar = ; Шчзг =- 0,6 0.8f.

Величина f 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. M = К Т, где К вЂ” коэффициент пропорциональности. Тяжение Т и стрелы

1709048 провеса f 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 — h.

Эмпирическая зависимость между массами двух опор т1 и Л12 от разных моментов

М1 и Мг выглядит так: m1/m2 =(M1/M2)

2 3

Затраты на опоры в GPY практически прямо пропорциональны массе опор m, Поэтому з также Зпц/Зп г = . С ростом М

М1

Мг

10

40

45 ставляет 1,8 — 2,2 Аф-з. Номируемая высота

- От земли до низа изоляции высоковольтных

Таким образом, высота крепления ниж50 него яруса ошиновки (har + Ьф) =- ((1.8 — 2,2) х хАф-з + 2,5)м.

25 (а также тяжения Т растут затраты на опоры

3m и, наоборот, снижаются затраты на опоры

Зп с уменьшением тяжения М (а также Т).

С другой стороны, с уменьшением тяжения Т возрастает стрела провеса f и отклонение от ветра а, равное примерно 0.5 — 0,8f. т.е. с уменьшением Т возрастают f и а и увеличиваются габариты опор, а следовательно, увеличиваются габариты OPY 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 М, (и T,), 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 Çs, так как требуются дополнительные расходы на защиту OPY от электрического поля. При дальнейшем увеличении тяжения

Т несмотря на снижение f и а уменьшение габаритов ОРУ уже невозможно, поэтому Зэ остается неизменным, а Çm возрастает.

Проведенные расчеты вариантов опор показывают, что минимум затрат на ОРУ

330 — 750 кВ наблюдается при Hvar

=1,1 1,5 Аф — з M LLlvar = 0,5 0,8f, T.e. UJvar =

=0 6 — 1,2 Аф-а, т,е. при Н = (5,7 — 6,2 Аф-a)M и при Ш = 2,1-2,9 Аф-3, т.е. приведенное соотношение высоты стойки к длине траверсы является оптимальным и точки зрения затрат на QPY 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 OPY 330 — 750 кВ наименьшим расстоянием от токоведущих до заземленных. частей Аф-,, то ha обычно соаппаратов — Ьф для всех напряжений равна

2,5 м.

Расстояние по вертикали между нижним и верхним ярусами Ошиновки  — это наименьшее расстояние между токоведущими частями разных цепей в разных плоскостях при обслуживаемой нижней и неотключенной верхней. Для 0РУ 330-750 к В

В =1,6-13 Аф-,.

1709048

Л- запас по высоте (на расщепленные провода 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 + f = (3,4 — 3,5) Аф-з + 3 + f, где f — максимальная стрела провеса верхнего яруса гибкой ошиновки.

Опора по изобретению предназначена для ОРУ с горизонтальным расположением 10 всех фаз ошиновки сборных шин и шинных перемычек. Длина Ш центральной траверсы

4 или 5 определяется в основном расстоянием по горизонтали между фазами ошиновки, э оно равно наименьшему расстоянию меж- 15 ду разными фазами Аф-ф плюс отклонение одной из-фэз по горизонтали под действием ветра — а.

Для ОРУ 330-750 кВ Аф-ф составляет

1,1-1,3 Аф-з, а горизонтальное отклонение 20 проводов при оптимальной стреле провеса

f = 1,1 — 1,5 Аф-3 (приводя к кратностям от

Аф-з) а = 0,5-0,8; f = 0,6 — 1,2 Аф-з, Таким образом, длина центральной траверсы Ш = (Аф-ф + а) = (1,1-1,3) Аф-, + 0,5 + 25

+ (0,6-1,2) Аф-з = (2, 1 — 2,9) Аф-з.

Высота крепления консоли для поддержки шлейфа 23 складывается из длины Ig, поддерживающей гирлянды 24, минимально допустимого расстояния от шлейфа до 30 поверхности траверсы 5 — Аф- и запаса на расщепленные провода Л, принимаемого равным 0,5 м. Для ОРУ330-750 кВ t2 обычно составляет 1,7-2,3 Аф-з.

Таким образом, высота-крепления кон- 35 соли h = (1,7-2,3) Аф-з + Л= (2,7-3,3) дф--з +

+ 0,5 = (2,8 — 3,5) Аф-з

Длина консоли 4 или 5— - Ь вЂ” для поддержки шлейфа 23 складывается из минималь- 40 но допустимого расстояния от шлейфа 23 до поверхности стойки 3 — Аф-з, отклонения шлейфа под действием ветра ашл, составляющий 0,2-0,3 Аф-з, и запаса.

Таким образом, длина консоли Ь =(1,3 — 45

-1,5) Аф-з.

Предлагаемая опора выполняет различные функции:

4 и 5- опора для сборных шин, с тросостойкой и молниеотводом; 50

6 — опора для шинных перемычек;

7 — опора для шинных перемычек, на которой закреплена площадка со светильниками;

8 — опора для шинных перемычек, на которой закреплен молниеотвод;

9 — опора, используемая в качестве отдельно стоящего молниеотвода.

При применении в ОРУ трубчатых опор их монтаж производится из наибольшего. числа элементов, что позволяет при сборке опор экономить время.

Основания трубчатых опор занимает в плане меньшую площадь, чем основания решетчатых, что позволяет улучшить условия проездоа ремонтов механизмов по OPY.

Оптимальные с точки зрения экономичности ОРУ размеры трубчатых опор и тяжения на них позволяют снизить затраты как на ОРУ, так и на сами опоры. Так, при сравнении конкретного ОРУ 500 кВ, выполненного по схеме 1 — выключателя на

2 присоединение", имеющего 9 выключателей и б присоединений для 2" вариантов конструкций опор, экономия металла на опоры составляет 76т.

Формула изобретения

Опора высокого напряжения, включающая стойку, верхнюю и нижнюю траверсы и подкосы, о т л и ч а ю щ а я с.я тем, что, с целью обеспечения использования опоры для открытого распределительного устройства и уменьшения трудоемкости ее изготовления, транспортировки и монтажа, она снабжена четырех- и трехстыковым переходниками и молниеотводом или площадкой под светильники, а стойка и нижняя траверсы выполнены составными, при этом элементы нижней траверсы закреплены в горизонтальных стыках четырехстыкоаого переходника, а верхняя траверса и молниеотвод или площадка под светильники — в стыках трехстыкового переходника, причем высоту стыка от уровня земли до нижних траверс определяют из соотношения:

Н/LLI = 2,7-2,1, где Н вЂ” высота стойки. Ш— ширина элемента нижней траверсы. при этом Н = (5,7-6,2) Аф-з, где Аф-з — наименьшее допустимое в открытых распределительных устройствах высокого напряжения расстояние от токоведущих до заземленных конструкций, 1709048

1709 048

1709048

Составитель В, Евтушенко

Техред M.Moðãåíòàë - Корректор Э, Лончакова

Редактор Н. Ш выдкая

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказной Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб.; 4/5