Пункт комплектный переходный опорный кабельно-воздушный (ПКПО-КВ)

Полезная модель относится к области электротехники, в частности к переходным пунктам для линий электропередачи.
Уровень техники
Известна переходная опора линий электропередач [RU 2316637, опубл. 10.02.2008], предназначенная для перехода ВЛ ПО кВ в кабельную линию, и воздушная линия электропередачи с переходной опорой [RU 57324, опубл. 10.10.2006]. В известных решениях переходная опора представляется в виде решетчатой металлической системы, состоящей из трех секций и закрепленных на ней траверс с натяжными изолирующими гирляндами, кабельными муфтами и ограничителями перенапряжений (ОПН).
Недостатком данного решения является низкая технологичность монтажа по причине решетчатой конструкции опоры, а также повышенный землеотвод. Кроме того, данное решение содержит только строительные конструкции, не включая электротехнические элементы, что повышает материально-технические и экономические затраты при осуществлении перехода.
Известна переходная опора линий электропередач [RU 103683, опубл. 20.04.2011]. В данном решении опора предназначена для перехода двух цепей ВЛ напряжением 110 кВ в подземную кабельную линию. Конструкция включает в себя многогранную стойку, состоящую, по меньшей мере, из трех состыковочных секций, траверсы для трехъярусной подвески проводов, горизонтальную монтажно-эксплуатационную площадку под оборудование кабельной линии.
Недостатком данного решения является наличие крупногабаритной площадки, на которой размещается все электротехническое оборудование, и которая должна обладать определенной прочностью, что увеличивает общую массу опоры. Также конструкция усложняется использованием дополнительных изолирующих элементов для подведения шлейфов от проводов к концевым кабельным муфтам, расположенным на специальной площадке на значительном расстоянии от проводов. Кроме того, данное решение содержит только строительные конструкции, не включая электротехнические элементы, что повышает материально-технические и экономические затраты при осуществлении перехода.
Известна переходная опора линий электропередач [RU 132467, опубл. 20.09.2013]. В этом решении опора предназначена для перехода четырех цепей ВЛ напряжением 110 кВ в подземную кабельную линию. Конструкция представлена в виде стальной опоры портального типа, содержащей две многогранные стойки, связанные между собой двумя горизонтальными и одной гибкой перекрестной связями, траверсы для подвески натяжных изолирующих гирлянд проводов и площадки для установки оборудования кабельной линии.
Недостатком данного решения является повышенный землеотвод, сложность монтажа по причине большого количества конструктивных элементов, а также экономически нерациональное использование данного решения для перехода меньшего количества цепей, ввиду отсутствия модернизации конструкции. Кроме того, данное решение содержит только строительные конструкции, не включая электротехнические элементы, что повышает материально-технические и экономические затраты при осуществлении перехода.
Раскрытие полезной модели
Техническим результатом заявляемой полезной модели является создание комплексного унифицированного, решения перехода одноцепной, двухцепной, трехцепной, четырехцепной воздушной линии в кабельную на опоре ВЛ, позволяющее оптимизировать технико-экономические затраты при организации переходов.
Предметом полезной модели является пункт комплектный переходный опорный кабельно-воздушный (ПКПО-КВ), содержащий стойку, по меньшей мере, из двух состыкованных (преимущественно телескопически) секций и несколько ярусов траверс: верхний ярус траверс представляет собой линейные траверсы для подвески линейных проводов с помощью натяжных изолирующих подвесок (гирлянд); средние ярусы представляют собой совмещенные траверсы, на которых, кроме узлов крепления изолирующих подвесок (гирлянд) проводов, расположены площадки для концевых кабельных муфт; на нижнем ярусе расположены траверсы концевой кабельной муфты с площадками для концевых кабельных муфт. Секции и траверсы выполнены многогранными в виде усеченных пирамид из стального листа.
Траверсы имеют одинаковую длину, за счет чего обеспечивается вертикальнорядное расположение проводов, недостатком которого является уменьшение пролетов, для которых возможно применение ПКПО-КВ. Для устранения указанного недостатка, тем самым для увеличения пролетов, возможна модификация со смещением по горизонтали средних траверс относительно верхних и нижних траверс.
Возможны модификации ПКПО-КВ с тросостойкой для крепления одного или двух грозозащитных тросов, а также модификация без тросостойки (для ВЛ без грозозащитных тросов). При наличии тросостойки, она крепится к стойке ПКПО-КВ при помощи фланцевого соединения.
Указанный технический результат достигается тем, что в ПКПО-КВ в комплектной поставке присутствуют:
стальные конструкции (стойка опоры; траверсы в зависимости от количества цепей; тросостойка в зависимости от количества тросов; кабельная лестница для крепления кабеля с обеспечением требуемых интервалов между точками крепления; лестницы; площадки для крепления концевых кабельных муфт; защитный кожух из листового металла; крепежные изделия);
применяемое для организации перехода воздушной линии в кабельную необходимое электротехническое оборудование (концевые кабельные муфты в комплекте с аппаратными зажимами; ограничители перенапряжения нелинейные (ОПН) в подвесном исполнении с комплектом арматуры и шлейфом заземления; концевые коробки заземления экранов кабеля в комплекте с заземляющим проводом);
унифицированные элементы крепления положения кабеля (кабельные хомуты) для всех предлагаемых кабелей рассматриваемого класса напряжения;
фундамент под стойку ПКПО-КВ (разрабатываются при конкретном проектировании в зависимости от геологических данных площадки строительства; в базовом варианте применяются винтовые многолопастные сваи типа со стальным ростверком).
Возможна комплектация ПКПО-КВ без фундамента.
Полезная модель имеет развитие, направленное на оптимизацию конструкции многогранной стойки ПКПО-КВ за счет использования концепции эффективных (редуцированных) сечений. Результаты расчета по методу эффективных сечений были многократно апробированы натурными испытаниями многогранных опор и позволяют использовать опоры с меньшей толщиной стенки, что уменьшает итоговую массу опоры и приводит к уменьшению конечной стоимости ПКПО-КВ.
Полезная модель имеет развитие, состоящее в том, что в качестве стойки ПКПО-КВ используется одностоечная стальная многогранная опора. При этом трасса ВЛ проходит по кратчайшему расстоянию с учетом минимизации отчужденной земли, вырубки просек в насаждениях; при комплексном использования охранной зоны, приближении к дорогам и существующим ВЛ на допустимое расстояние в условиях крайне насыщенных коммуникаций.
Полезная модель имеет развитие, состоящее в том, что концевые кабельные муфты расположены на специальных площадках под углом 30° к вертикали. Это развитие обеспечивает уменьшение перегибов кабеля после выхода из концевой кабельной муфты до вертикального положения на кабельной лестнице, за счет чего уменьшается количество элементов, предназначенных для фиксации кабеля.
Кроме того, данное расположение концевых кабельных муфт позволяет не использовать поддерживающие гирлянды для шлейфа провода при подходе к концевой кабельной муфте, которые усложняют конструкцию. При этом шлейф провода крепится к аппаратному зажиму концевой кабельной муфты с соблюдением всех требуемых изоляционных расстояний, что обеспечивает возможность безопасного подъема на опору без отключения ВЛ.
Полезная модель имеет развитие, направленное на обеспечение требуемых интервалов между точками крепления кабеля на всем протяжении участка кабельной линии от концевой кабельной муфты до спуска кабеля под землю. Это осуществляется фиксацией кабеля с помощью заводского специализированного изделия (кабельного хомута) непосредственно при выходе кабеля из концевой кабельной муфты, а также на кабельной лестнице.
Кабельная лестница состоит из профилей, на которых предусмотрены отверстия для крепления кабельных хомутов для кабелей всех известных диаметров данного класса напряжения без внесения каких-либо изменений в конструкцию ПКПО-КВ.
В том месте, где не обеспечивается требуемый интервал между точками крепления кабеля (у нижних кабельных траверс), для его фиксации устанавливаются специальные консоли и профили, а также поворотная пластина, изменяющая положение кабельного хомута (угол поворота), в зависимости от диаметра кабеля, при его переходе в вертикальное положение на кабельную лестницу.
Полезная модель имеет развитие, состоящее в том, что для защиты концевых кабельных муфт от импульсных перенапряжений используются ОПН подвесного исполнения. Это позволяет уменьшить размеры траверс, их вылет, с сохранением требуемых изоляционных расстояний от токоведущих и нетоковедущих частей до заземленных элементов конструкции, что в итоге приводит к уменьшению общей массы конструкции.
Полезная модель имеет развитие, направленное на обеспечение безопасности эксплуатирующего персонала, людей и животных вблизи ПКПО-КВ, также безопасности кабельных линий. Обеспечение безопасности людей и животных осуществляется за счет обеспечения малого сопротивления заземляющего устройства ПКПО-КВ (не более 0.5 Ом) и изоляции токоведущих частей или отнесения их на безопасное расстояние.
Безопасность кабельных линий обеспечивается наличием защитного кожуха, расположенного в основании опоры ПКПО-КВ и закрывающего кабельные спуски до высоты 3 м над уровнем земли. Кожух защищает кабели от механических повреждений и вандализма.
Полезная модель имеет развитие, состоящее в том, что конструкция ПКПО-КВ оптимизирована и состоит из унифицированных улов и элементов. В частности, применяемый аппаратный зажим (узел присоединения провода ВЛ к концевой кабельной муфте) выполняется единым изделием, упрощающим монтаж и дальнейшую эксплуатацию по сравнению со "сборным" зажимом, состоящим из двух "зажимов-лопаток" (для провода и наконечника муфты). Кроме того, данный зажим исключает возникновение электрохимической коррозии "алюминий-медь".
Правильным выбором типов применяемого оборудования достигается их совместимость, удобство эксплуатации и надежная работа.
В конструкции ПКПО-КВ предусмотрены унифицированные узлы крепления различных элементов (например, концевых кабельных муфт; кабельных креплений), позволяющие использовать широкий диапазон электротехнического оборудования. Унифицировано расстояние между опорными изоляторами плиты основания концевой кабельной муфты, изменяющееся в зависимости от производителя.
Все узлы ПКПО-КВ, как общие, так и более частные, позволяют без внесения дополнительных изменений в конструкцию использовать представленное на рынке оборудование, подходящее под требуемые условия.
На фиг. 1 представлен пример двухцепного исполнения ПКПО-КВ-110 (с траверсами одинаковой длины), с тросостойкой для крепления двух грозозащитных тросов (вид спереди). На фиг. 2 представлен вид сбоку.
На фиг. 1 и фиг. 2 показаны:
1 - нижняя секция стойки;
2 - верхняя секция стойки;
3 - тросостойка;
4 - траверсы нижнего яруса (траверсы кабельной муфты);
5 - траверсы среднего яруса 1 (траверсы нижних фаз провода);
6 - траверсы среднего яруса 2 (траверсы средних фаз провода);
7 - траверсы верхнего яруса (траверсы верхних фаз провода);
8 - тросовые траверсы;
9 - лестница;
10 - площадки для крепления концевых кабельных муфт;
11 - концевые кабельные муфты;
12 - ограничители перенапряжения нелинейные;
13 - кабельные крепления (хомуты);
14 - защитный кожух;
15 - изолирующие подвески провода (не входят в комплектацию ПКПО-КВ-110);
16 - кабельная лестница.
Пункт комплектный переходный опорный кабельно-воздушный ПКПО-КВ-110 содержит стойку из двух телескопически состыкованных секций 1, 2 и четыре яруса траверс. Верхний ярус траверс представляет собой траверсы 7 для подвески линейных проводов с помощью натяжных изолирующих подвесок (гирлянд) 15. Два средних ярусы представляют собой совмещенные траверсы 5, 6, на которых, кроме узлов крепления изолирующих подвесок (гирлянд) проводов 15, расположены площадки для концевых кабельных муфт 10. На нижнем ярусе расположены траверсы концевой кабельной муфты 4 с площадками 10 для концевых кабельных муфт 11.
Предусматривается подвеска двух грозозащитных тросов на тросовых траверсах 8, которые крепятся к тросостойке 3. Присоединение тросостойки 3 к верхней секции 2 осуществляется с помощью фланцевого соединения.
Концевые кабельные муфты 11 расположены на специальных площадках 10 под углом 30° к вертикали. Это обеспечивает уменьшение перегибов кабеля после выхода из концевой кабельной муфты 11 до вертикального положения на кабельной лестнице 16, за счет чего уменьшается количество элементов, предназначенных для фиксации кабеля. Крепление кабеля через определенные интервалы осуществляется с помощью кабельных хомутов 13 на кабельной лестнице 16. Для фиксации кабеля в месте выхода из концевой муфты применяется аналогичный кабельный хомут 13.
Для защиты концевых кабельных муфт 11 от импульсных перенапряжений используются ограничители перенапряжения нелинейные 12 подвесного исполнения. Это позволяет уменьшить размеры траверс, их вылет, с сохранением требуемых изоляционных расстояний от токоведущих и нетоковедущих частей до заземленных элементов конструкции.
Для обеспечения безопасного подъема на опору с целью проведения монтажа, обслуживания, ремонта применяется лестница 9. Кроме того, траверсы 5, 6, 7 оснащены страховочными поручнями для безопасного проведения работ.
Защита кабельных линий от механических повреждений и вандализма обеспечивается наличием защитного кожуха 14, расположенного в основании опоры ПКПО-КВ.