Общие требования при проектировании ВЛ 6 — 20 кВ и ВЛ 35, 110 (150) кВ

    Общие вопросы по проектированию воздушных линий электропередачи, а также проектирование и расчет электрической части ВЛ, проводов, изоляции и грозозащиты регламентируются (ПУЭ 7-е глава 2.5).

    При проектировании новых воздушных линий электропередачи по этапам каждый этап должен быть законченным объектом, обеспечивающим передачу электроэнергии потребителю и безопасную эксплуатацию.

При проектировании ВЛ должны быть обеспечены:

— надёжная и качественная передача электроэнергии;

— экономическая эффективность ВЛ;

— внедрение прогрессивных проектных решений, которые обеспечат снижение ресурсных, трудовых и капитальных затрат при строительстве и эксплуатации;

— внедрение прогрессивных технологий строительных и монтажных работ;

— оптимальное использование земли, а также лесных угодий;

— соблюдение требований экологической безопасности и охраны окружающей среды;

— соблюдение требований пожарной безопасности;

— ремонтопригодность применяемых конструкций;

— безопасность выполнения ремонтных работ на ВЛ;

— передовые методы в эксплуатации, удобные и безопасные условия труда, возможность проведения ремонтных работ на ВЛ под напряжением;

— выполнение требований ЗП и условий договора на производство проектно- изыскательских работ.

При проектировании воздушных линий электропередачи в сложных климатических и геологических условиях необходимо учитывать проблемы, возникающие при эксплуатации ВЛ в рассматриваемых регионах, такие, как:

— повышенная вибрация проводов и тросов;

— схлёстывание проводов и тросов при пляске, сбросе гололёда и при ветровых воздействиях;

— низкая грозоупорность ВЛ;

— перекрытия изоляции при низовых пожарах;

— криогенное разрушение железобетонных свай;

— морозное пучение свай фундаментов опор и пр.

К районам со сложными климатическими и геологическими условиями относятся:

– районы по гололёду IV и выше (толщина стенки гололёда 25 мм и более с повторяемостью 1 раз в 25 лет);

– районы по ветру V и выше (нормативное ветровое давление 1000 Па и более на высоте 10 м над поверхностью земли с повторяемостью 1 раз в 25 лет);

– районы, где ветровое давление при гололёде с повторяемостью 1 раз в 25 лет превышает 280 Па независимо от района по гололёду;

– районы, с частой и интенсивной пляской проводов;

– районы, с вечномерзлыми, обводненными, заболоченными, пучинистыми грунтами;

– районы, где аварийность воздушной линии данного класса напряжения от воздействия гололёдно-ветровых нагрузок превышает среднюю по местности, независимо от района по ветру или гололёду по картам климатического районирования или региональным картам.

Для ВЛ 6-110 (150) кВ в районах с толщиной стенки гололеда 25 мм и выше (IV район по гололеду и выше), а также с частыми образованиями гололеда и изморозевых отложений в сочетании с сильными ветрами необходимо:

— применять опоры и провода с повышенной механической прочностью;

— применять специальные типы проводов с высокими антигололёдными характеристиками;

— применять плавку гололёда, при соответствующем технико-экономическом обосновании;

— применить систему мониторинга температуры проводов, образования и развития гололёда с передачей информации и интеграцией в систему АСТУ (при обосновании);

— допускается отказ от применения грозотроса при условии применения ОПН (в частности, на отдельных участках). При использовании ОПН должны быть выполнены расчеты затухания трактов ВЧ каналов, организованных на ВЛ.

— для предотвращения «каскадных» разрушений на ВЛ сокращать длину анкерных пролётов.

    Кроме того, в регионах с частым образованием гололёда в особых гололёдных районах, а также в районах с высокими ветровыми нагрузками нужно рассматреть возможность строительства кабельной линии вместо ВЛ.

    По решению заказчика, для повышения устойчивости ВЛ к гололедно-ветровым нагрузкам, система плавки гололеда может применяться без применения облегченных конструкций в соответствии с требованиями ПУЭ (п. 2.5.16).

    Допускается временная работа ВЛ на напряжении более низком, чем напряжение, на которое она запроектирована.

    Для ВЛ 110 (150) кВ, применение высотных опор (ВО) требует комплексного расчета. Проектирование линии должно проходить с учётом применения проводов нового поколения (с повышенной разрывной прочностью, со сниженным коэффициентом линейного удлинения, увеличенной длиной пролета при одинаковой стреле провеса, увеличение предельной токовой нагрузки (повышение пропускной способности)), снижения объемов работ на трассе за счет меньшей ширины просеки, увеличения длин пролётов и уменьшения количества опор.

    При выполнении технико-экономического обоснования применения ВО допускают по конструкции индивидуального проектирования, при условии их конкурентоспособности и соответствия их требованиям нормативных документов. При выполнении вариантного проектирования в составе технико-экономического обоснования применения ВО следует:

-рассмотреть возможность использования типов применения ВО;

-проанализировать возможность применения ВО конструкций заводского изготовления или конструкций индивидуального проектирования;

-рассмотреть целесообразность строительства типовых опор вместо применения ВО, с учетом перспективы развития, реконструкции, благоустройства и планировки населенных пунктов, освоения земель в сельскохозяйственных целях;

-рассмотреть конкурентоспособные варианты применения ВО с учетом объемов земляных работ и работ по устройствам подходов и подъездов.

Проводить сравнение технико-экономических показателей выбранных вариантов применения высотных опор рекомендуется в соответствии с положением, приведенным ниже с учетом следующих позиций:

-фактические характеристики опор, продолжительность их эксплуатации, их техническое состояние, а также способы ремонтов и технологии их производства. Трасса ВЛ должна быть проложена, по возможности, по кратчайшему пути с учётом условий отчуждения земли, вырубки просек в насаждениях, комплексного использования охранной зоны, а также приближена к дорогам и существующим ВЛ;

-ситуационные планы и материалы топографических съемок;

-объемы выполняемых работ по рассматриваемым вариантам и стоимость строительства сооружений;

-возможность транспортировки элементов опор и фундаментов к месту строительства;

-объемы работ по устройству подходов и подъездов к ВО;

-возможные динамические и вибрационные воздействия на конструкции;

-возможность использования подручных средств и местных материалов;

-необходимость пропуска паводка и ледохода;

-сроки эксплуатации применения ВО;

-темпы строительства применения ВО и сроки проведения ремонтов;

-масса конструкций применения ВО;

-возможность проведения работ в зимнее время;

-стоимость строительно-монтажных работ;

-оборачиваемость и взаимозаменяемость конструкций.

    Состав проектной документации при производстве работ по строительству, реконструкции и капитальному ремонту линейных объектов капитального строительства и требования к её содержанию установлены Градостроительным кодексом и НПА Федеральных органов исполнительной власти.

    Проектирование воздушной линии должно осуществляться с учетом опыта строительства и эксплуатации ВЛ, с использованием результатов научно- исследовательских и опытно-конструкторских работ по созданию новых типов оборудования,  прогрессивных технологических процессов, строительных конструкций и материалов.

    Проектирование строительства новых воздушных линий, а также технического перевооружения и реконструкции действующих, связанных с увеличением пропускной способности, ВЛ, должно выполняться на основании утверждения в установленном порядке соответствующих схем развития электрических сетей.

    Обязательным условием проектирования новых ВЛ, подлежащих  реконструкции и техническому перевооружению связанных с перенесением их участков на новую трассу или установкой дополнительных опор, является наличие разрешения на землепользование.

    Проектирование технического перевооружения и реконструкции ВЛ осуществляют на основании документально оформленной оценки технического состояния элементов ВЛ, произведённой по результатам их обследования на предмет соответствия состояния элементов ВЛ действующим на момент обследования нормам и правилам.

    Элементы вновь строящихся ВЛ должны быть рассчитаны на механические нагрузки в соответствии с ПУЭ с учётом климатических условий района расположения ВЛ.

    При расчёте воздушной линии и их элементов должны учитываться климатические параметры, существуют табличные данные на каждый регион.

    Определение расчётных климатических условий при проектировании нужно производить по региональным картам и материалам многолетних наблюдений гидрометеорологических станций и метеопостов за скоростью ветра, массой, размерами и видом гололёдно-изморозевых отложений, температурой воздуха, интенсивностью грозовой деятельности. В малоизученных районах для этой цели могут организовывать специальные обследования и наблюдения.

    При отсутствии региональных карт значения климатических параметров уточняют путем обработки соответствующих данных многолетних наблюдений согласно методическим указаниям по определению климатических нагрузок и построению региональных карт с повторяемостью 1 раз в 25 лет.

    Определение районов по частоте повторяемости и интенсивности пляски проводов и тросов должно производить на основании опыта эксплуатации действующих в районе предполагаемого строительства линий электропередачи, а также на основании анализа инженерно-гидрометеорологических изысканий.

    В случаях, когда трасса ВЛ проходит в разных климатических зонах, должны быть  указаны и определены границы районов с привязкой к местностям по трассе ВЛ.

    В районе со сложным климатическим условии следует выделить локальные участки, где возможно повышение нагрузок данного климатического района за счёт влияния особенностей микрорельефа местности, а в горных районах и за счёт мезорельефа местности (гребни, склоны, долины и т.п.).

    При проектных работах по ВЛ, которые проходят  в условии пересечений, в особенности горной или предгорной местности, нужно учитывать возможность локальных усилений скорости ветра, особенно при наличии отрицательного опыта эксплуатации действующих линий.

    Для районов со сложными климатическими условиями значения ветрового давления и толщины стенки гололёда могут быть указаны Заказчиком в задании на проектно-изыскательные работы, а при наличии выполненных метеорологических изысканий они должны быть к нему приложены. В случае, если в задании на проектирование указано, что район со сложными климатическими условиями, но значения ветрового давления и толщины стенки гололёда не указаны, то необходимо выполнить метеорологические изыскания по трассе ВЛ, затраты на которые должны быть предусмотрены Заказчиком.

    Сейсмостойкость воздушной линии должна обеспечиваться при воздействии максимальной интенсивности землетрясения (по шкале МSК-64) для данного региона строительство по картам общего сейсмического районирования территории Российской Федерации (СП 14.13330.2014).

    Сейсмичность района строительства при проектировании принимают на основании выполненных на стадии проектирования сейсмологических исследований района трассы ВЛ в соответствии с СП 14.13330.2014.

    Сейсмостойкость ВЛ в значительной мере определяют выбором трассы ВЛ, при котором учитывается категория грунта в соответствии с его характеристиками по таблице 1 СП 14.13330.2014. Предпочтительными являются грунты I и II категории.

    В регионах с уровнем сейсмичности 6 баллов на грунтах III-ей категории сейсмичность трасс ВЛ следует принимать равной 7 баллов. При уровне сейсмичности 8 или 9 баллов грунты III категории трасс ВЛ, при наличии такой возможности, выбираться не должны.

    Нужно избегать прохождения трассы ВЛ по территориям с близостью плоскостей сбросов пород, сильной нарушенностью пород физико-геологическими процессами, просадочностью грунтов, осыпями, обвалами, плывунами, оползнями, карстом, горными выработками и селями.

Срок службы воздушной линии:

— на деревянных пропитанных водорастворимыми антисептиками опорах – не менее 40 лет.

— на железобетонных центрифугированных и вибрированных опорах – не менее 50 лет;

— на стальных решетчатых опорах — не менее 60 лет;

— на стальных многогранных опорах — не менее 70 лет;

— на композитных опорах — не менее 70 лет.