ЧИТАЕТЕ

Новые технологии в производстве ЛЭП...

Новые технологии в производстве ЛЭП

Новые технологии в производстве ЛЭП

Не так давно были разработаны предварительно напряженные высокоэффективные сборные элементы для ЛЭП, состоящие из сверхвысокоэффективного прядильного бетона и высокопрочной арматуры; элементы были оптимизированы для использования в качестве опор сверхвысокого напряжения и представляют собой экономически эффективную альтернативу стальным решетчатым опорам.

Зачем нужно что-то менять?

Развитие всемирной электроэнергетики предъявляет новые требования к передаче электроэнергии. Ландшафт электрических сетей должен быть модернизирован как можно быстрее для перехода на возобновляемые источники энергии и спроектирован с учетом будущего, поэтому строительство новых линий электропередачи неизбежно. Эти огромные усилия должны быть обеспечены с учетом основных проблем людей и окружающей среды и, кроме того, с учетом экономической эффективности.

Классические ЛЭП требуют особого подхода при установке, что предполагает массу нюансов и общую сложность конструкции. Помимо визуально видимой внешней металлической части, имеются еще и скрытые от глаз: центрифугированные конические стойки опор высоковольтных ЛЭП из железобетона типа таких https://metenergo.com/catalog/sk/ или аналогичных им изделий.

В настоящее время сетевые операторы все еще полагаются на текущее состояние техники для расширения сети сверхвысокого напряжения и планируют строить опоры воздушных линий электропередач методом стальной решетки, занимающим много места. Помимо современного уровня техники, в качестве аргумента в пользу стальных решетчатых столбов они часто ссылаются на низкую стоимость.

Из-за опасений общественности по поводу их воздействия на здоровье человека, природу и ландшафт, разрешение стальных решетчатых столбов все чаще становится предметом обсуждения. Противодействие воздушным линиям электропередач новым важнейшим линиям электропередач сверхвысокого напряжения связано, прежде всего, с негативным отношением населения и политиков к «монструозным ЛЭП» с использованием стальных решетчатых столбов.

В связи с этим правительства многих стран спонсируют совместный исследовательский проект по разработке экологически чистого и ресурсосберегающего метода строительства опор воздушных линий электропередачи в составе линий сверхвысокого напряжения, позволяющего значительно уменьшить ширину ЛЭП и необходимые площади и пространства за счет сплошной конструкции стен и компактного расположения проводов. Кроме того, инновационная конструкция столбов и оптимизированный дизайн столбов обеспечивают высокую степень безопасности конструкции и низкую стоимость обслуживания и жизненного цикла.

Инновационная конструкция столбов

Внешний вид стоек ЖБИ для ЛЭП
Внешний вид стоек ЖБИ для ЛЭП

В настоящее время бетонные столбы обсуждаются во Франции, Дании, Нидерландах и Италии в качестве альтернативного метода строительства по сравнению с существующими решениями стальных решетчатых столбов, и они уже используются в некоторой степени из-за гораздо более высокой степени принятия среди населения, помимо других аспектов.

В целом, бетонные столбы до сегодняшнего дня используются только в низковольтном диапазоне и для столбов высотой до 20 м. Однако конструкция бетонных столбов уже доказала свою принципиальную возможность применения для высоких столбов, а также для столбов, используемых в диапазоне сверхвысокого напряжения.

Для производства бетонных столбовых конструкций процесс центробежного литья обеспечивает значительные преимущества по сравнению с традиционными процессами производства бетона. Во-первых, достигается более высокая прочность бетона на сжатие и более высокое качество бетона (до 30 % выше прочность на сжатие при одинаковом составе бетонной смеси), что положительно влияет на требуемую площадь поперечного сечения, следовательно, на вес и расход материалов.

Кроме того, арматурная и преднапряженная сталь прекрасно защищена от коррозии благодаря высокому уплотнению бетона в результате центробежного процесса. Высокое качество поверхности — еще один положительный эффект процесса центробежного литья. Благодаря использованию высокоэффективных материалов (например, UHPC, высокопрочной стальной арматуры) эти свойства могут быть улучшены, а несущая способность и долговечность железобетонных столбов могут быть еще больше увеличены.

Разработка и оптимизация высокоэффективного бетона

Прядильный бетон — это особый вид производства и уплотнения бетона. Производство элементов из прядильного бетона происходит во вращательно-симметричной форме, в которую заливается бетон после установки сборного арматурного каркаса. Затем на центробежном стенде форма приводится в продольное вращение со скоростью около 600 оборотов в минуту. В результате действия центробежных сил с примерно 20-кратным гравитационным ускорением бетон прижимается к внутренней стенке формы и плотно уплотняется. Процесс центрифугирования прекращается, как только бетон приобретает необходимую зеленую прочность.

В принципе, разработка высокоэффективного бетона для производства бетонных столбов в центробежном процессе подразумевает особые требования к бетону, включая, например, определенную текучесть и обрабатываемость с высокой зеленой прочностью одновременно. Кроме того, для использования в столбах воздушных линий электропередач необходимо учитывать поведение материала, например, с точки зрения усталостной прочности (из-за ветровой нагрузки и т.д.) или устойчивости к тепловым и электрическим нагрузкам.

И, наконец, особые трудности возникают при производстве крупногабаритных опор ЛЭП. С одной стороны, это связано с новой технологией производства бетона и производственными параметрами и временными последовательностями, которые должны быть адаптированы к ней, а с другой — с адаптацией процедуры к инновационной конструкции столбов. В этой связи следует упомянуть, в частности, большие диаметры и получаемый объем бетона, а также выбранную конусность столбов и стабилизацию получаемой продольной транспортировки бетона в процессе центробежной заливки.

Существенные выводы в отношении производства и несущего поведения этих высокоэффективных сборных элементов были получены на основе всесторонних теоретических и экспериментальных исследований. Существующие нормативные модели проектирования, которые были скорректированы с учетом специфических характеристик материала и системы, позволяют обеспечить надежное производство, а также безопасное проектирование столбов

Подведем итоги

Разработка практически осуществимой системы соединений между элементом фундамента и бетонным столбом, а также между отдельными элементами бетонного столба, соответственно, позволяет очень быстро и легко строить компактные столбы сверхвысокого напряжения. Инновационные технологии бетона и производства в сочетании с модульной конструкцией также впечатляюще демонстрируют эффективность сборного железобетонного строительства в этой области применения.

Для расширения модульной системы (например, для дополнительного снижения веса) возможны также гибридные столбы, состоящие из различных материалов, т.е. состоящие из нижнего бетонного модуля и верхнего цельного стального модуля, которые могут использоваться для строительства на пересеченной местности.