Результат интеллектуальной деятельности: ОПОРНАЯ СТОЙКА ДЛЯ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к области строительства, в частности к опорным конструкциям в виде пространственной фермы для линии электропередачи высокого напряжения (ВЛ).

У наиболее часто применяющихся и более надежных свободностоящих опор (без оттяжек) усилия в поясах стоек определяются, в основном, изгибающими моментами от нагрузок, которые в нормальных режимах направлены перпендикулярно оси высоковольтной линии, а в аварийных - вдоль оси высоковольтной линии. Так как изгибающие моменты в верхних сечениях меньше, а в нижних больше, секции выполняют с наклонными поясами, чтобы по возможности сблизить усилия в поясах верхних и нижних панелей каждой секции. При равенстве этих усилий можно полностью использовать прочность материала поясов по всей высоте секции, что минимизирует затраты стали на пояса. Однако большой наклон поясов приводит к расширению стоек опор в нижней части, увеличению массы решетки и необходимости установки опор на три или четыре фундамента.

Для уменьшения площади, занимаемой опорной конструкций для ВЛ, числа фундаментов и массы решетки в настоящее время применяются узкобазовые опоры, крепящиеся к одному фундаменту. При выполнении конструкции стоек этих опор аналогично конструкции широкобазовых вследствие уменьшения ширины стойки возрастают усилия в поясах, а вследствие уменьшения наклона поясов усилия в поясах верхних и нижних панелей каждой секции существенно различаются. Поэтому прочность поясов, подобранных по максимальным усилиям (в нижних панелях), в остальных панелях секций полностью не используется. По этим причинам расход стали на пояса в узкобазовых опорах существенно увеличивается.

Отмеченные недостатки узкобазовых опор, выполненных по типу широкобазовых, частично устраняются применением узкобазовых многогранных стоек из гнутого листа со сплошным поперечным сечением в виде правильной геометрической фигуры. Размеры поперечного сечения многогранной стойки с целью экономии материала обычно уменьшаются от максимального в нижней части до минимального в верхней в соответствии с уменьшением изгибающих моментов. Подобные конструкции нашли применение в качестве типовых опор для ВЛ 110 и 220 кВ (см. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения. М.: Энергоатомиздат, 1989, с.425, 426, а также Пособие по проектированию опор ВЛ и ОРУ подстанций напряжением выше 1 кВ. М.: Центральный институт типового проектирования, 1989, с.58, 59). Опоры с таким сечением достаточно эффективны и обладают достаточной несущей способностью для их применения в климатических районах с умеренными гололедными и ветровыми нагрузками. Однако в районах с большими гололедными и ветровыми нагрузками прочности опор недостаточно, что приводит к необходимости уменьшать расстояния между опорами, что в конечном итоге ведет к удорожанию стоимости строительства ВЛ.

Так известна опорная стойка для линии электропередачи, представляющая собой пространственную конструкцию, в сечении выполненную из металлического сплошного листа, изогнутого в поперечной плоскости по всей высоте опорной стойки с образованием расположенных под углом друг к другу боковых поверхностей, от которых отогнуты краевые кромки, образующие ребра жесткости, поверхности которых расположены в общей плоскости (2204672, E04H 12/10, опубл. 20.05.2003).

Данное решение принято в качестве прототипа для всех заявленных объектов.

Недостатком опоры со стойкой из гнутого металлического сплошного листа остается либо относительно большой расход материала для придания стойке дополнительных прочностных показателей, либо уменьшать расстояния между опорами. В связи с этим использование таких опорных стоек в районах с большими гололедными и ветровыми нагрузками становится экономически нецелесообразным.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по оптимизации расхода металла в опорной стойке за счет изменения схемы усиления пространственной формы стойки.

Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении механической прочности опорной стойки при существенном уменьшении дополнительного расхода металла.

Указанный технический результат для первого примера исполнения достигается тем, что опорная стойка для линии электропередачи, представляющая собой пространственную конструкцию, в сечении выполненную из металлического листа, изогнутого в поперечной плоскости по всей высоте опорной стойки с образованием расположенных под углом друг к другу боковых поверхностей, от которых отогнуты краевые кромки, образующие ребра жесткости, поверхности которых расположены в общей плоскости, снабжена дополнительным ребром жесткости в виде пластины, размещенной между боковыми поверхностями и прикрепленной к ним по крайней мере на части высоты опорной стойки.

Указанный технический результат для второго примера исполнения достигается тем, что в опорной стойке для линии электропередачи, представляющей собой пространственную конструкцию, в сечении выполненную из металлического листа, изогнутого в поперечной плоскости по всей высоте опорной стойки с образованием расположенных под углом друг к другу боковых поверхностей, от которых отогнуты краевые кромки, образующие ребра жесткости, поверхности которых расположены в общей плоскости, отогнутые краевые кромки усилены каждая дополнительным ребром жесткости в виде пластины, размещенной между отогнутой краевой кромкой и боковой поверхностью и прикрепленной к ним с образованием замкнутого в сечении треугольника, образованного отогнутой краевой кромкой, дополнительным ребром жесткости в виде пластины и частью боковой поверхности.

Указанный технический результат для третьего примера исполнения достигается тем, что опорная стойка для линии электропередачи, представляющая собой пространственную конструкцию, в сечении выполненную из металлического листа, изогнутого в поперечной плоскости по всей высоте опорной стойки с образованием расположенных под углом друг к другу боковых поверхностей, от которых отогнуты краевые кромки, образующие ребра жесткости, поверхности которых расположены в общей плоскости, снабжена дополнительным ребром жесткости в виде пластины, размещенной между боковыми поверхностями и прикрепленной к ним по крайней мере на части высоты опорной стойки, а отогнутые краевые кромки усилены каждая дополнительным ребром жесткости в виде пластины, размещенной между отогнутой краевой кромкой и боковой поверхностью и прикрепленной к ним с образованием замкнутого в сечении треугольника, образованного отогнутой краевой кромкой, дополнительным ребром жесткости в виде пластины и частью боковой поверхности.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено поперечное сечение опорной стойки с применением дополнительных усиливающих ребер жесткости.

Согласно настоящему изобретению рассматривается конструкция опорной стойки для линии электропередачи (фиг.1), которая обладает повышенной механической прочностью и может быть использована для применения в регионах с большими гололедными и ветровыми нагрузками.

Опорная стойка представляет собой пространственную конструкцию, в сечении выполненную из металлического сплошного листа, изогнутого в поперечной плоскости по всей высоте опорной стойки с образованием расположенных под углом друг к другу боковых поверхностей 1, от которых отогнуты краевые кромки 2, образующие ребра жесткости, поверхности которых расположены в общей плоскости. Такая стойка может быть выполнена либо из сплошного гнутого металлического листа, либо из отдельных пластин, сваренных между собой с образованием требуемого открытого контура в поперечном сечении. Стойка также может быть выполнена из двух листов, располагаемых под углом друг к другу и сваренных в вершине между собой с последующим отгибом краевых кромок 2. Как это показано на примере по фиг.1.

Стойка выполнена с дополнительным ребром жесткости 3 в виде пластины, размещенной между боковыми поверхностями 1 и прикрепленной к ним по крайней мере на части высоты опорной стойки. Кроме того, в дополнение к этому ребру 3 или без него отогнутые краевые кромки 2 могут быть усилены каждая дополнительным ребром жесткости 4 в виде пластины, размещенной между отогнутой краевой кромкой и боковой поверхностью и прикрепленной к ним с образованием замкнутого в сечении треугольника, образованного отогнутой краевой кромкой, дополнительным ребром жесткости в виде пластины и частью боковой поверхности.

При этом в каждой боковой поверхности могут быть выполнены сквозные отверстия 5 на участке между линией отгиба краевой кромки и линией прикрепления дополнительного ребра жесткости, что позволит исключить замкнутые полости в стойке, в которых может скапливаться грязь или влага (вода, снег иней и т.д.), являющиеся формирователями коррозионного процесса.

Такие конструктивные особенности позволяют повысить механическую прочность стойки опор ВЛ. При этом ребра жесткости 4 увеличивают несущую способность стойки опоры в направлении поперек оси ВЛ, а ребро жесткости 3 - в направление вдоль оси ВЛ. Таким образом, появляется возможность усиления несущей способности стойки только в одном из направлений, когда стойка усилена только двумя ребрами жесткости 4 или только одним ребром жесткости 3, а также во всех направлениях, когда стойка одновременно усилена и ребрами жесткости 4 и ребром жесткости 3. В зависимости от необходимого усиления ребра могут выполняться как по всей высоте стойки, так и на части ее высоты. Стойка также может иметь решетчатую грань.

Настоящее изобретение промышленно применимо, так как для его реализации не требуется специальной технологии, кроме той, что в настоящее время используется при изготовлении опорных конструкций.