Стойка опоры линии электропередачи

СТОЙКА ОПОРЫ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
Полезная модель относится к строительству, а именно к сооружению линий электропередачи, в частности, к длинномерным несущим конструкциям, например, стойки опоры линии электропередачи.
Широко известны стальные опоры линии электропередачи со стойками многогранного сечения, выполненные из цельного листового гнутого профиля (см. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения / Под ред. И.А. Баумштейна, С.А. Бажанова.- М.: Энергоатомиздат, 1989 г., с. 425-426, рис. 8.31).
Недостатком известных опор является высокая металлоемкость конструкции, сложность и трудоемкость заводского изготовления опор.
Известна также мачта, включающая оболочку с поперечным сечением в виде равностороннего многоугольника, при этом оболочка выполнена с количеством граней, определяемым по формуле а  я/arcsin (Xt/2R), где R - радиус описанного круга; Х, b/t отношение ширины грани к толщине, равное 45-55; t - толщина листа, определяемая из условия равенства критических напряжений максимальным сжимающим напряжением (см. авторское свидетельство СССР на изобретение № 1414956, МПК Е 04Н 12/08, опубл. 07.08.1988г.).
Недостатком известного решения также является высокая металлоемкость, при этом вероятно попадание продольного сварного шва в область максимальных напряжений, что снижает механическую прочность и надежность конструкции.
Известна длинномерная несущая строительная конструкция типа стойки опоры ЛЭП, включающая тонкие криволинейные листы, составляющие сечение равностороннего треугольника, при этом края каждого из листов выполнены с закруглениями, расходящимися от вершин треугольника в противоположные стороны, и связаны между собой при помощи дополнительных криволинейных листов с образованием равносторонних треугольников (см. авторское свидетельство СССР на изобретение № 483504, МПК Е 04Н 12/00, Е 04С 3/07, опубл. 05.09.1975 г.).
Однако выполнение одинакового сечения по всей длине приводит к увеличению металлоемкости конструкции в целом.
МПК-7: Е 04Н 12/00
свободному концу по большой оси симметрии i 0,98-1,01% а по меньшей 0,73-0,75%, длина большей грани равна 2,15-2,25 длины меньшей грани, а расстояние между двумя меньшими гранями равно 1,32-1,35 расстояния между большими гранями (см. патент РФ на изобретение № 2073782, МПК Е 04Н 12/08, опубл. 20.02.1997 г.).
Недостатками данного решения является сложность изготовления из-за необходимость высокой точности выполнения отдельных конструктивных элементов мачты с необходимостью предварительных дополнительных конструктивных расчетов.
Известна опорная конструкция для линии электропередачи, представляющая собой пространственную ферму многоугольного поперечного сечения, включающую выполненные из изогнутого в поперечной плоскости листового материала фигурные пояса и прикрепленные к ним элементы решеток, каждый фигурный пояс выполнен трехгранным из металлического сплошного листа, изогнутого по всей высоте опорной конструкции с образованием расположенных под тупым углом друг к другу плоскостей в форме равнобедренного треугольника посередине и примыкающих к нему по двум боковым сторонам прямоугольников, образующих ребра жесткости пояса, указанные плоскости пояса расположены наклонно к вертикальной оси пространственной фермы, а элементы решеток жестко прикреплены к крайним ребрам жесткости соседних поясов и размешены с ними в одной плоскости каждой боковой грани пространственной фермы, при этом прямоугольные ребра жесткости соседних поясов расположены параллельно друг другу, концы элементов решеток смежных боковых граней фермы прикреплены к общим узлам на ее поясах. Расстояние между смежно расположенными прямоугольниками соседних поясов выполнено одинаковым по высоте пространственной фермы и/или элементы решеток в виде раскосов выполнены одинаковой длины. При этом опорная конструкция в поперечном сечении у основания и узлах секционного соединения ферма может быть выполнена восьмиугольной, а вершина опорной конструкции в плане - четырехугольной (см. свидетельство РФ на полезную модель № 21211, МПК Е 04Н 12/00, опубл. 27.12.2001 г.).
Недостатком известной опорной конструкции является ее высокая металлоемкость, а также сложность и трудоемкость заводского изготовления и монтажа конструкции.
Известна длинномерная несущая конструкция типа стойки линии электропередачи, включающая боковые грани с ребрами жесткости, выполненные из секционно соединенных друг с другом гнутых металлических листов, составляющих ее треугольное поперечное сечение, при этом поверхности двух боковых граней и ребер жесткости каждой секции стойки выполнены из сплощной V-образной изогнутой фигурной листовой полосы с концевыми загибами, образующей тремя ребрами перегибов листа жесткие профили угловых поясов несущей конструкции, двумя расположенными между ними равновеликими плоскостями смежные боковые грани в форме трапеций, двумя плоскими концевыми загибами листа ребра жесткости в форме параллелограммов, наклонных под тупым углом к плоскостям смежных боковых граней и скрепленных друг с другом элементами рещетки, образующими поверхность третьей боковой грани в форме равнобокой трапеции несущей конструкции, при этом ребра жесткости расположены симметрично с разных сторон рещетчатой боковой грани на одной с ней плоскости (см. патент РФ на изобретение № 2083785, МПК Е 04Н 12/00, опубл. 10.07.1997 г.).
Недостатком известной опорной конструкции также является ее высокая металлоемкость, поскольку малое число граней в несущей конструкции приводит к повышению массы ствола конструкции за счет увеличения толщины листа металла.
Наиболее близким техническим рещением к заявляемой полезной модели является стойка опоры линии электропередачи, выполненная из двух листовых гнутых профилей, имеющая по высоте переменное поперечное сечение, при этом поперечное сечение представляет собой многоугольник. В основании опоры и вверху опоры поперечное сечение имеет форму правильных многоугольников, а именно, в основании восьмиугольника, а вверху - квадрата. В средней части опоры поперечное сечение имеет форму восьмиугольника, у которого каждые четыре грани равны между собой с чередованием больщой и меньщей граней. Две противоположные грани имеют возможность усиливаться дополнительными пластинами (см. патент США на изобретение № 3196990, МПКЕ 04Н 12/00, опубл. 27.07.1965 г.).
Недостатком этого рещения является высокая металлоемкость, трудоемкость заводского изготовления и монтажа за счет сложности соединения листовых гнутых профилей между собой.
Задачей, на рещение которой направлена заявляемая полезная модель, является упрощение конструкции стойки опоры линии электропередачи, снижение ее металлоемкости и трудоемкости ее изготовления и монтажа.
Поставленная задача достигается тем, что в стойке опоры линии электропередачи, выполненной из двух листовых гнутых профилей, имеющей по высоте переменное поперечное сечение, при этом профили соединены между собой, а поперечное сечение имеет форму многоугольника, согласно полезной модели поперечное сечение имеет форму вытянутого щестиугольника, образованного из двух половин правильного щестиугольника, разделенного по середине его противоположных сторон, которые соедийены между собой планками или раскосами, при этом расстояние в свету между половинами правильного шестиугольника выбирается из условия, что отношения моментов сопротивления сечения составного стержня стойки по осям декартовых координат, лежат в пределах 1,2...2,0.
Изгибающий момент, действующий на стойку опоры, уменьшается с увеличением высоты стойки опоры вследствие уменьшения плеча нагрузки. Подобный эффект достигается за счет уменьшения геометрических размеров поперечного сечения гнутых профилей. Нагрузки, которые испытывает стойка опоры относительно ее главных осей, совпадающих с декартовыми координатами, имеют различные значения. Суммарная ветровая нагрузка на провода и стойку опоры, действующая на промежуточную и анкерно-угловую опоры поперек линии электропередачи всегда больше нагрузок вдоль линии, а для концевой опоры, в силу одностороннего тяжения проводов, наоборот. Поэтому другим необходимым условием работы стойки опоры линии электропередачи является различная несущая способность стойки опоры по главным осям декартовых координат (х и у). В предложенной конструкции различная несущая способность стойки опоры по главным осям достигается за счет того, что поперечное сечение стойки опоры имеет форму вытянутого шестиугольника с возможностью изменения расстояния в свету между половинами правильного шестиугольника. При этом оптимальным является расстояние между половинами правильного шестиугольника, при котором отношение моментов сопротивления сечения составного стержня стойки по осям декартовых координат лежит в пределах 1,2...2,0. Выполнение стойки опоры из разделенных профилей позволяет снизить металлоемкость конструкции. Кроме того, наличие планок или раскосов позволяет монтажнику подняться на опору для монтажа изоляции и проводов, что упрощает монтаж стойки опоры линии электропередачи.
Полезная модель иллюстрируется следующими чертежами: на фиг. 1 показана стойка опоры линии электропередачи, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2 (в увеличенном масштабе).
Позиции на чертежах обозначают следующее: 1 - гнутый листовой профиль; 2 планки или раскосы, при помощи которых соединены профили 1; 3 - траверсы с изоляторами для крепления проводов. Буквой L обозначено расстояние в свету между профилями 1.
Стойка опоры линии электропередачи выполнена из двух листовых гнутых профилей 1 (фиг. 1). Стойка имеет по высоте переменное поперечное сечение в форме многоугольника, а именно вытянутого шестиугольника, образованного из двух половин
правильного шестиугольника, разделенного по середине его противоположных сторон (фиг. 1 и 2).
Профили 1 соединены между собой при помощи продольных планок или раскосов 2 (фиг. 1). При этом расстояние L в свету между профилями 1, являющимися половинами правильного шестиугольника, выбирается из условия, при котором отношения моментов сопротивления сечения составного стержня стойки по осям декартовых координат, лежат в пределах 1,2...2,0 (фиг. 3).
Монтаж стойки опоры линии электропередачи осуществляют следующим образом.
В заводских условиях при помощи планок или раскосов 2 соединяют профили 1 стойки опоры, соблюдая проектное расстояние L в свету между профилями 1, являющимися половинами правильного шестиугольника. В результате образуется жесткий каркас стойки опоры линии электропередачи, который любым из известных способов устанавливают в грунте в вертикальном положении. Затем на стойку монтируют в проектное положение траверсы 3 с изоляторами. После чего любым из известных способов прикрепляют к изоляторам на траверсах 3 провода и грозозащитный трос и натягивают их.
Стойка опоры линии электропередачи из листовых гнутых профилей, представляющих собой две половины правильного щестиугольника и скрепленных между собой при помощи планок или раскосов, имеет простую конструкцию, небольщую металлоемкость и характеризуется малой трудоемкостью монтажных работ.