Результат интеллектуальной деятельности: ОДНОЦЕПНАЯ ОПОРА С ПОДКОСОМ (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к области строительства, в частности к опорным конструкциям для линии электропередачи высокого напряжения (ЛЭП).

У свободностоящих (без оттяжек) стальных и железобетонных опор одноцепных трехфазных ЛЭП высокого напряжения с подвесной линейной изоляцией закрепление проводов осуществляется на горизонтальных консолях, закрепленных на стойке опоры. На опорах без подвески грозозащитного троса расположение консолей выполнено следующим образом: одна консоль расположена на вершине стойки, а две других - на некотором расстоянии ниже в одной вертикальной плоскости, при этом одна из консолей нижнего яруса имеет большую длину в силу того, что действующие правила устройства электроустановок (ПУЭ) не допускают расположения фаз в одной вертикальной плоскости (см. "Справочник по электрическим установкам высокого напряжения". - М.: Энергоатомиздат, 1989, с.385-426). Такое расположение консолей для крепления проводов с точки зрения воздействующих на опору нагрузок имеет два отрицательных последствия:

- несимметричное нагружение несущих элементов стойки опоры нагрузками от проводов из-за несимметричного расположения траверс;

- увеличение скручивающих усилий, воздействующих на опору в аварийном режиме при обрыве провода, закрепленного на более длинной траверсе.

Эти отрицательные последствия приводят к необходимости увеличивать сечения несущих элементов стойки опор, что приводит к увеличению материалоемкости и стоимости опор.

Известна опора для одноцепной трехфазной линии электропередачи без подвески грозозащитного троса, содержащая смонтированные в верхней части стойки и расположенные по разные стороны относительно нее две консоли для размещения симметрично расположенных относительно вертикальной оси стойки на этих консолях узлов крепления гирлянд подвесных изоляторов для нижних проводов и смонтированную в верхней части стойки под углом к вертикальной оси стойки третью консоль для узла крепления гирлянды подвесных изоляторов для верхнего провода (SU, авт. св. №1573117, Е 04 Н 12/00, опубл. 23.06.1990).

Недостатком данной опоры является сложность ее конструкции, обусловленная необходимостью применения большого количества оттяжек для расположения узла крепления верхнего провода на вертикальной оси стойки и для крепления шарнирно смонтированной третьей консоли.

Известна одноцепная опора с подкосом, содержащая стойку, укрепленную нижним концом в грунте, смонтированные в верхней части стойки и расположенные по разные стороны относительно нее две консоли для размещения на этих консолях узлов крепления гирлянд подвесных изоляторов для нижних проводов и смонтированную в верхней части над указанными консолями дополнительную консоль для узла крепления гирлянды подвесных изоляторов для верхнего провода, а также подкос, одним концом закрепленный в грунте, а другим прикрепленный к стойке (SU №1709048, Е 04 В 12/00, опубл. 30.01.1992).

Недостатком данной опоры является ее высокий изгибающий момент в сечении стойки, обусловленный нерациональным креплением подкоса из-за использования традиционной схемы построения одноцепной опоры.

Сечение стойки у опоры с подкосом определяется моментом в сечении самой стойки на уровне узла крепления подкоса. Это момент от сил, лежащих выше этого сечения (нагрузка от фазы провода, нагрузка от фазы троса, давление ветра на часть стойки, расположенной выше сечения стойки на уровне узла крепления подкоса). Чем ближе это сечение к этим силам, тем меньше момент. А в известном решении нижние траверсы слева и справа от стойки расположены на одном уровне. Поэтому максимальная высота сечения стойки на уровне узла крепления подкоса определяется допустимым промежутком между отклоненным проводом и подкосом и, как правило, всегда расположена существенно ниже. В связи с этим для таких опор приходится увеличивать сечение опоры или применять дополнительные оттяжки.

Данное известное решение принято в качестве прототипа для обоих заявленных объектов.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по снижению изгибающий нагрузок за счет рационального пространственного расположения консолей и узла крепления подкоса к стойке.

Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении эксплуатационной надежности одноцепной опоры, уменьшении расхода материалов при изготовлении опор, что приводит к уменьшению стоимости ЛЭП.

Указанный технический результат достигается тем, что в одноцепной опоре с подкосом, содержащей закрепленную нижним концом в грунте стойку, смонтированные в верхней части стойки и расположенные по разные стороны относительно нее две консоли для размещения на этих консолях узлов крепления гирлянд подвесных изоляторов для проводов, а также подкос, одним концом закрепленный в грунте, а другим прикрепленный к стойке, отличающаяся тем, что подкос расположен в плоскости консолей, перпендикулярной линии подвески проводов, при этом консоль со стороны подкоса расположена выше консоли на другой стороне стойки, а подкос прикреплен к стойке ниже уровня расположения консоли со стороны расположения подкоса и выше уровня расположения консоли на другой стороне стойки.

Указанный технический результат достигается тем, что в одноцепной опоре с подкосом, содержащей стойку, укрепленную нижним концом в грунте, смонтированные в верхней части стойки и расположенные по разные стороны относительно нее две консоли для размещения на этих консолях узлов крепления гирлянд подвесных изоляторов для нижних проводов и смонтированную в верхней части над указанными консолями дополнительную консоль для узла крепления гирлянды подвесных изоляторов для верхнего провода, а также подкос, одним концом закрепленный в грунте, а другим прикрепленный к стойке, подкос расположен в плоскости консолей, перпендикулярной линии проводов, при этом ниже расположенная консоль со стороны подкоса расположена выше нижерасположенной консоли на другой стороне стойки и ниже дополнительной консоли, а подкос прикреплен к стойке выше нижерасположенной консоли на другой стороне стойки.

Отличительные признаки, касающиеся того, что подкос расположен в плоскости консолей, перпендикулярной линии проводов, при этом нижерасположенная консоль со стороны подкоса расположена выше нижерасположенной консоли на другой стороне стойки и ниже дополнительной консоли, а подкос прикреплен к стойке выше нижерасположенной консоли на другой стороне стойки, являются новыми по сравнению с известными аналогами и в совокупности необходимыми для достижения нового технического результата, заключающегося в создании облегченной опоры одноцепной с высокими эксплуатационными показателями в отношении внешних изгибающих нагрузок.

Изобретение поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического результата чертежом, где представлен пример исполнения опоры одноцепной.

Согласно настоящему изобретению одноцепная опора с подкосом содержит закрепленную нижним концом в грунте стойку, в верхней части которой смонтированы расположенные по разные стороны относительно нее две консоли для размещения на этих консолях узлов крепления гирлянд подвесных изоляторов для проводов, а также подкос, одним концом закрепленный в грунте, а другим прикрепленный к стойке. Подкос расположен в плоскости консолей, перпендикулярной линии подвески проводов, при этом консоль со стороны подкоса расположена выше консоли на другой стороне стойки, а подкос прикреплен к стойке ниже уровня расположения консоли со стороны расположения подкоса и выше уровня расположения консоли на другой стороне стойки.

Данное изобретение рассматривается на примере одноцепной опоры линии электропередачи, содержащей стойку 1, выполненную по любой из известных конструкций (железобетонной трубчатой, из металлической круглой или многогранной трубы, решетчатой башенного типа, в виде деревянного столба и т.д.). В верхней части стойки 1 (например, на вершине стойки) смонтированы (жестко закреплены) расположенные по разные стороны относительно нее две консоли 2, 3 для размещения на этих консолях узлов крепления гирлянд 4 подвесных изоляторов для нижних проводов. В верхней части стойки 1 смонтирована дополнительная консоль 5 для узла крепления гирлянды 4 подвесных изоляторов для верхнего провода.

Подкос 6 любой известной конструкции одним концом закреплен в грунте, а другим прикреплен к стойке. Подкос 6 расположен в плоскости консолей 2, 3 и 5 (при этом одна нижерасположенная консоль 2 расположена на стойке 1 со стороны подкоса 6, а консоли 3 и 5 расположены по другую сторону стойки 1), перпендикулярной линии проводов. Нижерасположенная консоль 2 со стороны подкоса 6 расположена выше нижерасположенной консоли 3 на другой стороне стойки и ниже дополнительной консоли 5, что позволяет прикрепить подкос 6 к стойке 1 выше нижерасположенной консоли 2 на другой стороне стойки.

Закрепление стойки и опоры в грунте осуществляется с использованием фундаментов 7, отдельных для стойки 1 и для подкоса 6. В зоне фундаментов 7 стойка 1 и подкос 6 связаны между собой стяжкой 8, формирующей силовой треугольник опоры, обеспечивающий связывание фундаментов в единую опорную площадку.

Таким образом, за счет смещения точки прикрепления одной из нижерасположенных консолей для нижних проводов сформированы условия, позволяющие увеличить по высоте точку крепления подкоса.

Сечение стойки у опоры с подкосом в точке крепления подкоса определяется изгибающим моментом в сечении А самой стойки на уровне узла крепления подкоса. Это момент от сил, лежащих выше этого сечения: Р_п - нагрузка от фазы провода на каждой консоли, Р_т - нагрузка от фазы троса, W - давление ветра на часть стойки, расположенной выше сечения А. Чем ближе сечение А к этим силам, тем меньше изгибающий момент.

Согласно настоящему изобретению с целью уменьшения изгибающего момента в сечении А консоль со стороны подкоса приподнята, что позволяет разместить узел крепления подкоса к стойке выше нижней консоли с другой стороны (где нет подкоса). При этом выше сечения А остаются только 2 силы Р_п, сила W уменьшается за счет уменьшения высоты части стойки над сечением А, и расстояния от всех сил до сечения А уменьшаются, Все это существенно снижает изгибающий момент в сечении и позволяет облегчить стойку. По расчетам, несмотря на некоторое увеличение длины подкоса, опора в целом оказывается легче.

Настоящее изобретение промышленно применимо, так как получаемый результат базируется на рациональном взаимном пространственном расположении узлов и элементов опоры, несущих провода и удерживающих опору от воздействия внешних нагрузок.