Порівняння багатогранних і залізобетонних ЗБ опор ЛЕП: що обрати?
Для кріплення електричних дротів та навісного обладнання ліній електропередачі використовуються опори – металеві або залізобетонні. Міцні несучі конструкції витримують вагу електротехнічних приладів та зовнішні навантаження від вітру, снігу, ожеледі. Популярна модифікація металевих опор ЛЕП – багатогранні конічні стійки, виконані з гнутої листової сталі. Матеріалом залізобетонних опор служить бетон зі сталевим армуванням. Візуально обидва типу опор схожі, але вони мають різні характеристики, технології виготовлення, особливості експлуатації.
Як обрати правильний тип опори ЛЕП
Тип опор ЛЕП обирають на основі інженерних розрахунків, в яких враховуються технічні характеристики, експлуатаційні навантаження та нормативні вимоги:
- напруга та інші параметри лінії;
- висота і крок опор;
- розташування і тип опори – кутова, проміжна, перехідна, анкерна;
- умови експлуатації – контакт з грунтом, хімікатами, прісною або солоною водою, наявність вібраційних навантажень, складність рельєфу, властивості грунту;
- навантаження від сили вітру, снігу, криги, сейсмічна активність в районі;
- сила натягу та вага електричних проводів;
- вимоги до довговічності конструкцій (капітальні або тимчасові);
- можливості логістики, бюджет проєкту;
- архітектурні вимоги до встановлення в межах населених пунктів.
Норми проєктування ЛЕП та їх опор регулюються стандартом ДСТУ IEC 60826:2024 “Повітряні лінії електропередавання. Критерії проєктування”.
Що таке багатогранні опори ЛЕП
Багатогранні опори ЛЕП – це конічні стійки, виготовлені з гнутої листової сталі. Поперечний переріз опори має багатогранну форму, всередині конусу залишається вільний простір для проведення кабелю з сервісним доступом через ревізійний люк. Для підвішування проводів, ізоляторів, блискавкозахисту, тросів та іншого обладнання до опор приварюються горизонтальні траверси. Багатогранний конструктив – це головна особливість, яка робить такі опори дуже міцними та стійкими до експлуатаційних навантажень. Тонкостінний конус має 6, 8, 12 або більше граней, утворені лінії згину виконують функцію ребер жорсткості для захисту від деформацій та поломок. Для формування граней використовується листозгинальний прес. При високій міцності багатогранна опора має відносно невелику вагу порівняно з залізобетоном. Це спрощує монтаж, зменшує витрати на транспортування і вантажні роботи.
Багатогранні опори мають більший діаметр в нижній точці та менший – на верхівці. Монтаж виконується посекційно, якщо загальна висота стійки понад 12 метрів. Секції поєднуються між собою телескопічним способом або за допомогою фланців. Телескопічне з’єднання підходить для легких опор, фланцеве – для більш навантажених. Стійки встановлюються на бетонний фундамент через сталеві закладні деталі з анкерним кріпленням. Міцність та несуча здатність багатогранних опор залежить від кількох параметрів – висоти, товщини листової сталі та кількості граней. Ці параметри розраховуються інженером індивідуально для кожного проєкту. Підсумуємо переваги багатогранних сталевих опор ЛЕП:
- поєднання високої несучої здатності та мінімальної ваги;
- зменшені витрати на логістику, простий монтаж, секційна конструкція;
- менш жорсткі вимоги до фундаменту;
- широкий діапазон діаметрів та висот для ліній низької та середньої напруги (0,4-110 кВ) , а також високовольтних ЛЕП (220-330 кВ);
- гнучкість проєктування за рахунок комбінування товщини листа та кількості граней;
- пустотіла конструкція, можливість протягування кабелю всередині опори;
- оснащення багатогранної опори ревізійним люком для проведення технічних робіт;
- надійний захист від корозії гарячим цинкуванням.
Що таке залізобетонні ЗБ опори
Залізобетонні опори ЛЕП виготовляються з бетону зі сталевим армуванням для підвищення міцності та стійкості до експлуатаційних навантажень. Арматура посилює бетонні конструкції, усуває природну крихкість матеріалу, дозволяє формувати надійні опорні конструкції, стійкі до корозії. Функціонал ЗБ опор не відрізняється від багатогранних – вони також використовуються для монтажу електрообладнання ліній електропередачі та кріплення дротів. Існують різні типи залізобетонних опор ЛЕП – конічні, циліндричні, призматичні, прямокутні, кільцеві.
Залізобетонна опора витримує високі навантаження від натягу дротів та ваги підвісного обладнання, але має велику вагу порівняно з багатогранними стійками. Важкий залізобетон підвищує вимоги до фундаменту, ускладнює монтаж і транспортування. Технологічний процес виготовлення ЗБ опор більш складний і трудовитратний. Такі конструкції мають великий термін експлуатації, витримують низькі температури, але іноді схильні до крихкого руйнування від механічних ушкоджень чи корозії армування. Поширена сфера застосування залізобетонних опор – лінії електропередачі низької та середньої напруги 0,4-35 кВ.
Порівняння багатогранних і залізобетонних опор ЛЕП
| Критерій | Багатогранні металеві опори | Залізобетонні опори |
| Конструктивні відмінності | Тонкостінні конічні стійки з багатогранним поперечним перерізом та вільним простором всередині | Залізобетонні стійки різних форм – призматичні, конічні, прямокутні, циліндричні, кільцеві |
| Матеріали | Виготовляються методом гнуття листової сталі з утворенням кількох граней | Виготовляються з бетону, армованого сталевою арматурою |
| Вага та транспортування конструкцій | В кілька разів менша вага, легке транспортування окремих конічних секцій в компактному вигляді | Важкі опори, необхідність залучення спеціального транспорту для перевезення ЗБ опор |
| Вимоги до фундаментів для різних типів опор | За рахунок невеликої ваги встановлюються на полегшений бетонний або пальовий фундамент | Монтаж важких залізобетонних опор потребує посилених фундаментів |
| Монтаж опор | Опори монтуються з кількох легких секцій, які з’єднуються фланцями або телескопічно без залучення важкої вантажної техніки | Для монтажу ЗБ опор потрібна більш потужна підйомна техніка, збільшується обсяг земляних робіт та загальні терміни виконання |
| Експлуатація у різних умовах | Немає обмежень за умовами експлуатації, захист від корозії забезпечується гарячим цинкуванням, стійкість до вітрових навантажень – багатогранним конструктивом | Витримують значні навантаження, критичні перепади температур, але гірше проявляють себе в екстремальних умовах та на складних грунтах |
| Обслуговування та ремонтопридатність | У випадку пошкодження можна відновити цинкове покриття або замінити окремі конічні секції | При пошкодженні опори зазвичай потрібна її повна заміна |
| Вартість виробництва | Дорожче виготовлення, але економія на доставці, монтажі та простому ремонті | Дешевше виготовлення, але більш дорога і складна доставка і монтаж |
| Архітектурний вигляд та естетика конструкцій | Мають більш естетичну текстуру з металевим блиском, краще доповнюють архітектуру міста | Мають більш масивну конструкцію та менш естетичну бетонну текстуру |
| Сфери застосування | Універсальне рішення для всіх ЛЕП – низької та середньої напруги, високовольтних ліній | Застосовуються переважно для заміських ліній низької та середньої напруги |
Конструктивні відмінності
Сталева багатогранна опора має легку пустотілу конструкцію, міцність якої забезпечується наявністю кількох поздовжніх граней. Гранована форма робить металеву опору стійкою до вітрових навантажень, натягу дротів та ваги обладнання. Залізобетонні опори ЛЕП мають вигляд стовпа призматичної, конічної або прямокутної форми. В обох варіантах для кріплення ізоляторів, дротів, тросів та інших приладів використовуються горизонтальні металеві траверси.
Матеріали
Багатогранні опори виготовляються з гнутої листової сталі з захистом від корозії методом гарячого цинкування. Товщина листа і кількість граней розраховується залежно від заданих навантажень. Опора занурюється у ванну з розплавленим цинком, на внутрішніх та зовнішніх поверхнях утворюється рівномірний захисний шар, який робить метал невразливим до води, хімічних речовин, пару, грунту, перепадів температур, ультрафіолету. Залізобетонна опора виготовляється з бетону зі сталевим армуванням – це міцний, але більш важкий матеріал, який при експлуатації на відкритому повітрі може бути схильний до крихкого руйнування та утворення тріщин.
Вага і транспортування конструкцій
Металеві багатогранні опори виготовляються з листової сталі, тому мають невелику вагу порівняно з важкими залізобетонними. Крім того, сталеві стійки доставляються окремими секціями, які можна легко розмістити в стандартному вантажному транспорті. Невелика вага та компактні розміри секцій металевих опор ЛЕП зменшують витрати на логістику. Залізобетонні опори зазвичай є монолітними, матеріал більш важкий і масивний, більше часу займає завантаження та розвантаження транспорту із залученням спецтехніки, може виникнути потреба у спеціальному негабаритному транспорті з відповідними дозволами.
Вимоги до фундаментів для різних типів опор
Більша вага ЗБ опор підвищує вимоги до фундаментів, збільшується висота заглиблення, виконується більше земляних робіт, використовується масивніші фундаменти. При встановленні легких багатогранних опор витрати на влаштування фундаменту зменшуються, процес займає менше часу.
Монтаж опор
Перевагою багатогранних опор є простий секційний монтаж: секції з’єднуються фланцями або встановлюються одна в одну телескопічним способом. Монтаж залізобетонних опор ЛЕП потребує залучення більш важкої підйомної спецтехніки, адже кожна опора важить до кількох тон. Тому проєкти будівництва ЛЕП з металевих опорами реалізуються в стислі терміни та з меншими витратами.
Експлуатація у різних умовах
Металеві опори ЛЕП можуть застосовуватися в будь-яких умовах експлуатації, адже конструкція надійно захищена від корозії, вітрових та снігових навантажень методом гарячого цинкування. Застосування ЗБ опор може бути обмежено на складних грунтах, в сейсмічно активних регіонах, в агресивному середовищі. Крім того, велика вага і довжина залізобетонних стовпів обмежує їх доставку у важкодоступні райони, тоді перевага надається багатогранним конструкціям.
Термін служби опор, обслуговування, ремонтопридатність
Теоретично термін експлуатації багатогранних та залізобетонних опор може бути однаковим, але на практиці ЗБ конструкції швидше втрачають цілісність, утворюють тріщини та сколи. В багатьох випадках ремонт залізобетонної опори потребує повної заміни стовпа. Металеві стійки з якісним цинковим покриттям служать більше, а на випадок ремонту достатньо замінити окрему легку секцію – це займає менше часу та потребує менших витрат на логістику. В результаті ЗБ опори ЛЕП служать 40-50 років, а термін експлуатації багатогранних сталевих конічних опор може перевищувати 50-60 років.
Вартість виробництва
Залізобетонні аналоги можуть бути дешевшими у виробництві, але для оцінки економічної вигоди порахуйте витрати на складну доставку, підйом і монтажні роботи важких опор. Важливо оцінювати не лише вартість купівлі опор ЛЕП, а й витрати протягом усього життєвого циклу конструкції – виготовлення, доставки, монтажу, експлуатації. З цієї точки зору вартість металевих багатогранних опор ЛЕП більш вигідна.
Архітектурний вигляд та естетика конструкцій
Металева конічна стійка з кількома рівними гранями та сріблястим відтінком цинкового покриття – це більш естетична конструкція, яка має органічний вигляд в місцевому ландшафті. Грубі та масивні залізобетонні опори все рідше використовуються в сучасних архітектурних проєктах, коли важлива естетична складова навколишнього середовища.
Сфери застосування
Багатогранні опори ЛЕП включаються в проєкти будівництва ліній електропередачі з різними характеристиками – низької напруги 0,4 кВ, середньої напруги 6 кВ, 10 кВ, 35 кВ, 110 кВ, а також високовольтних ЛЕП 330 кВ і вище. Залізобетонні опори також мають широкий діапазон характеристик, але використовуються переважно для ліній низької та середньої напруги за межами міст.
Оптимальний вибір опор залежно від задачі
Яку обрати опору ЛЕП – багатогранну сталеву або залізобетонну? Якщо в проєкті важливо забезпечити швидкий монтаж і просте транспортування – обирайте сучасний багатогранний варіант. Секційний конструктив дозволяє нарощувати високі опори для будівництва потужних ЛЕП. Гранована форма забезпечує високу міцність конічних стійок. Процес виготовлення багатогранних опор автоматизовано, завдяки чому ви отримаєте стійки з точними розмірами та формами. Сталеві опори мають більш естетичний вигляд, тому їх обирають для міських ліній електропередачі.
Якщо не можете визначитися з вибором, зв’яжіться з нашими спеціалістами – ми детально проконсультуємо вас з усіх технічних питань виготовлення опор ЛЕП. Замовити консультацію: info@gmt.net.ua, +38 (093) 190 37 47, +38 (093) 127 49 13, +38 (097) 011 49 11. Наша компанія ДП-Україна виготовляє металеві багатогранні опори ЛЕП, адже це найбільш сучасне, прогресивне та перспективне рішення, яке успішно зарекомендувало себе у всьому світі. Нові високопродуктивні ЛЕП в європейських містах будуються переважно на металевих багатогранних опорах, тож за цими конструкціями майбутнє світової енергетики.
FAQ
Що вигідніше за життєвим циклом ТСО: метал чи бетон?
За цим критерієм TCO (total cost of ownership) вигідніше обирати металеві опори ЛЕП. Залізобетонні можуть бути дешевше у виробництві, але транспортування і монтаж коштують дорожче, займають більше часу і трудових ресурсів. Металеві багатогранні опори прості в монтажі, легкі в транспортуванні, надійні в експлуатації, відповідають сучасним світовим стандартами, тому це більш вигідне та далекоглядне рішення.
Чи можна комбінувати ЖБ та багатогранні опори в одній ЛЕП?
Так, наприклад, менш навантажені проміжні опори виготовляти з залізобетону, перехідні та кутові – з конічних багатогранних стійок. Або розміщувати більш естетичні сталеві опори в місті, а за його межами – залізобетонні.
Який тип опор краще підходить для модернізації існуючих електромереж?
Оптимально використовувати сталеві багатогранні опори, адже їх легко виготовляти, доставляти і монтувати. Монтажні роботи займуть мінімум часу, зменшиться вимушений простій діючої лінії.
