Stâlpi metalici ai liniilor electrice aeriene (PTL)

Domeniul de aplicare a suporturilor metalice ale liniilor electrice aeriene (PTL) este determinat în principal de o serie de avantaje semnificative care disting favorabil suporturi din metal din suporturi din lemn si beton armat.

Avantajele suporturilor metalice în comparație cu cele din lemn sunt următoarele:

• Durată de viață mai lungă;

• Capacitatea de a rezista la foc și distrugere de la descărcări de fulgere în suport;

• Suport pentru mult mai multe cabluri și înălțimi de sprijin practic nelimitate;

• Fiabilitate operațională ridicată și ușurință de întreținere;

• Cele mai bune condiții pentru împământarea și suspendarea cablurilor de protecție;

• Cel mai bun design arhitectural al stâlpului;

• Ansamblu mare, permițând producția de elemente de sprijin principale întregi sau de secțiuni individuale în fabrici, ceea ce reduce semnificativ munca intensivă pe pistă. In plus, suporturile metalice cu aceleasi sarcini si inaltime sunt aproximativ mai usoare decat cele din lemn si din beton armat.

Dezavantajele suporturilor metalice sunt:

• Necesitatea vopsirii lor periodice pentru a preveni ruginirea;

• Utilizarea slabă a capacității vehiculului la transportul recuzită;

• Necesitatea de a efectua lucrări speciale pe cale (instalare, forare și uneori sudare a structurilor metalice), care necesită o forță de muncă calificată de diverse specialități și complică instalarea;

• Creșterea costurilor inițiale de construcție a liniei.

Suporturile metalice sunt realizate:

• pe linii în care este necesară fiabilitate în exploatare ridicată, durată lungă de funcționare a suportului, precum și cu linii cu lanț dublu;

• la traversări mari prin diverse structuri inginerești sau prin râuri;

• în zonele urbane şi industriale şi în zonele muntoase în care nu sunt amplasate suporturi din lemn datorită dimensiunilor mari în plan.

Elemente structurale ale suporturilor metalice

Suportul metalic este format din următoarele patru elemente structurale principale:

• fundație;

• suportul unei coloane sau al unui arbore principal;

• traversa;

• frânghii sau coarne de sprijin.

Baza piciorului servește la ancorarea acestuia în liră și oferă stabilitate piciorului. În unele cazuri, bazele suporturilor sunt din metal.

Coloana principală, ca suport pentru fixarea traverselor și frânghiilor la o anumită înălțime față de sol, percepe toate sarcinile externe de la fire și cabluri și le transferă la bază.

Prin proiectare, coloana principală sau arborele de susținere este o zăbrele spațială ușoară cu o secțiune transversală dreptunghiulară sau pătrată. În aproape toate tipurile de suporturi, dimensiunile secțiunii transversale ale coloanei de sprijin scad de jos în sus.

Structura spațială, care servește drept suport de sprijin, constă din:

• patru bare principale (nerve), numite coarde, care poartă cea mai mare parte a încărcăturii;

• sisteme de bare sau grile auxiliare amplasate pe cele patru laturi ale suportului si de legatura a curelelor;

• mai multe sisteme de console orizontale situate în secțiuni transversale separate ale suportului și numite diafragme.

Îmbinările barelor de zăbrele cu centura sau între ele se numesc noduri. Centrul unui nod este punctul de intersecție a axelor longitudinale ale barelor care converg la un nod dat.

Suport metalic intermediar cu două lanțuri

Partea coardei situată între două noduri adiacente se numește panou, iar distanța dintre centrele acestor noduri este lungimea panoului.

Grilele și granitele coloanelor se disting prin poziția lor față de axa liniei.

Fețele transversale sau frontale (zăbrele) sunt fețele de sprijin situate peste axa liniei, iar fețele longitudinale sau laterale sunt fețele paralele cu axa liniei.

Adesea, grilele de pe două laturi ale unei coloane sau chiar de pe toate cele patru au aceeași configurație (diagrama).

Traversele de susținere sunt concepute pentru a fixa firele pe suport folosind izolatori cu armare la o anumită distanță între ele și de arborele de susținere.

În majoritatea construcțiilor de traverse de 35 și 110 kV traversele sunt realizate din colțuri sub formă de mici structuri triunghiulare în consolă atașate la arborele de susținere. Mai rar, traversele sunt făcute din canale. Ferpile sunt adesea sub formă de ferme spațiale lungi cu o secțiune transversală pătrată sau dreptunghiulară.

Corzi rezistente sau coarne sunt folosite pentru a fixa cablurile de protecție la o anumită distanță deasupra conductoarelor. Sunt realizate sub formă de structuri ușoare care formează partea superioară a suportului.

Ferpile spațiale, care formează principalele părți ale suporturilor, diferă de fermele metalice convenționale de construcție:

• ușurința axelor structurii, constând din tije realizate aproape exclusiv din unghiuri unice, adesea profile mici și medii;

• a crescut de 1,5 — 2 ori flexibilitatea atât a tijelor individuale, cât și a întregului ferme în ansamblu;

• dimensiuni transversale semnificative ale fermei și înălțimea sa mare.

Datorită caracteristicilor remarcate, structurile metalice ale suporturilor liniilor electrice aeriene au o greutate volumetrică redusă, ceea ce creează un coeficient scăzut de utilizare a capacității de încărcare a vehiculelor în timpul transportului. În plus, prezența colțurilor mici în structură, cu un factor de flexibilitate crescut, creează dificultăți semnificative în protejarea lor de deteriorare în timpul încărcării, descărcarii și transportului.

În procesul de producție și instalare a suporturilor metalice, metoda de conectare a tijelor este de o importanță nu mai mică de producție decât tipul de construcție. Următoarele conexiuni de bandă se aplică atât ansamblurilor suport din fabrică, cât și metalelor:

• nituire;

• sudare;

• conexiuni cu șuruburi.

Metoda de conectare este selectată în proiectarea tehnică, iar în timpul proiectării detaliate a suporturilor sunt dezvoltate proiectele de noduri corespunzătoare. Această circumstanță ar trebui să fie luată în considerare de industria construcțiilor și problema metodei de conectare cea mai potrivită pentru condițiile de construcție a acestei linii ar trebui rezolvată în timp util.

Anterior, îmbinările nituite erau una dintre principalele metode de biele în suporturi, iar acum, din motive de producție, acestea sunt complet înlocuite cu sudură sau șuruburi, nu numai în timpul instalării, ci chiar și în fabrică.

Sudarea este una dintre metodele comune de biele în construcția suporturilor metalice. Costul scăzut al sudării în fabrică, o simplificare semnificativă a procesului de producție a structurilor sudate și o anumită reducere a greutății acestora determină utilizarea pe scară largă a acestei metode de îmbinare, care are avantaje semnificative față de altele.

În producția de suporturi metalice, conectarea tijelor se realizează aproape exclusiv prin sudare cu arc electric. Dificultăți semnificative cu furnizarea liniei de unități de sudură cu pichet, costul combustibilului lichid și întreținerea dispozitivului de către personal calificat, precum și necesitatea de a se roti la sudarea structurilor, limitează posibilitatea de a utiliza sudarea în instalație.

Conexiunile cu șuruburi sunt utilizate la instalarea suporturilor pe linii din cauza dificultăților de producere a niturilor și sudarea electrică a plăcuțelor.

Utilizarea îmbinărilor cu șuruburi în ansamblurile de susținere se datorează unui număr dintre următoarele avantaje față de nituire și sudare:

• simplificare mare a procesului de instalare a suporturilor, care nu necesită structuri basculante, unelte speciale, echipamente sau mecanisme;

• capacitatea de a realiza conexiuni cu șuruburi fără utilizarea forței de muncă calificate (nituri sau sudori);

• reducând semnificativ timpul petrecut la asamblarea suporturilor.

Dezavantajele conexiunilor cu șuruburi negre includ:

• o anumită reducere a fiabilității unei îmbinări cu șuruburi față de sudate sau nituite, datorită distribuției inegale a forțelor între șuruburi;

• costuri semnificative pentru feronerie (șuruburi, piulițe și șaibe), numărul și dimensiunile cărora sunt mai mari decât pentru niturile de rezistență egală.