В горных условиях основным направлением в обеспечении безаварийной работы линий электропередачи является осуществление мероприятий по защите опор от разрушения снежными и каменными лавинами и горными реками.
Защита воздушных линий электропередачи от лавин
Лавины являются характерным явлением горных районов со значительным количеством осадков и представляют собой соскальзывающие с горных склонов снежные или каменные массы, достигающие ширины нескольких сотен метров.
Результаты исследований и наблюдений, показали, что давление падающих лавин, измеренное с помощью специальных приспособлений, достигает десятков тонн на 1 м2.
Из многолетних наблюдений за характером и действием ледниковых, каменных и снежных лавин известно, что лавины, находящиеся даже в верховьях гор, на значительном удалении от трасс линий электропередачи, являются причинами массовых их повреждений и завалов.
Характер повреждений горных линий электропередачи при оползнях и лавинах различен. Так, при воздействии пылевых ураганных лавин повреждаются провода и опоры линий электропередачи. При падении каменных или снежных лавин или при оползнях опрокидываются опоры и даже срезаются фундаменты опор.
Так, на линии электропередачи напряжением 110 кВ, питающей один из курортных городов, при оползнях одна опора была смещена с проектной отметки и вынесена переместившимся грунтом из створа оси линии на несколько метров.
На другой линии напряжением 35 кВ в результате оползня на большом участке трассы произошло значительное смещение семи опор, в результате чего пролеты менаду опорами были увеличены, а провода не выдержали нагрузок от переместившихся опор и были оборваны. Несколько опор в этом случае было повреждено, часть из них накренилась, а линия вышла из строя на длительный период времени.
Поэтому при проектировании горных линий электропередачи трассы выбираются из условий охраны линий на участках, подверженных оползням и постоянным каменным или снежным лавинам и размывам водами горных рек, а также из условий удобства эксплуатации.
С учетом сложного профиля горной местности, изобилующего глубокими ущельями и крутыми склонами, изыскания и строительство линий электропередачи ведутся с учетом добавления углов поворота трассы с применением обходных вариантов, являющихся в горных условиях наиболее экономичными.
Опасные участки трассы линий электропередачи перекрываются по условиям лавинных и оползневых воздействий на повышенных промежуточных или анкерных опорах. Обычно на горных линиях электропередачи количество анкерно-угловых опор в 3—4 раза больше, чем на линиях, построенных на трассах, отличающихся спокойным рельефом.
Защитные сооружения воздушных линий электропередачи в горной местности
Защитные сооружения выполняются после тщательного изучения лавинной опасности с учетом воздействия реальных условий. Однако действительные значения усилий лавин не всегда удается определить точно, поэтому принятые конструкции защитных сооружений в некоторых случаях являются малоэффективными средствами защиты опор.
Конструкции защитных сооружений различны и выполняются в зависимости от конкретных особенностей трассы.
В качестве защитных сооружений применяются монолитные бетонные фундаменты с клинообразным железобетонным оголовником, направленным навстречу ожидаемому движению лавин. Для изготовления оголовника применяется высокопрочный морозостойкий бетон. При надежном анкеровании в грунте подобное монолитное защитное сооружение позволяет выдерживать давление лавин в несколько десятков тонн на 1 м2.
Если давление лавин не превышает 10 тонн для промежуточных и анкерных металлических опор, устанавливаемых на сборных железобетонных подножниках, защитные сооружения выполняются повышенного типа на каждом подножнике. Для увеличения жесткости и лучшего анкерования в грунте подножники соединяются общей рамной конструкцией.
На участках, подверженных воздействию лавин с усилием не более 5 тонн/м2, рекомендуется применять клинообразные защитные стены из каменной кладки. Глубина и высота заделки защитных клиньев выбираются в зависимости от давления лавин. Высота стен защитных сооружений зависит от предполагаемого вала лавин и выбирается так, чтобы остановить лавинный ход.
При обнаружении в эксплуатационных условиях вновь образуемых лавин или оползней в качестве защитных сооружений применяются клинообразные защитные железобетонные стены, устанавливаемые перед опорами и рассчитываемые на полное давление лавины или предназначенные для отведения лавины от опоры.
Выявление оползневых участков
Одним из важнейших мероприятий по охране линий электропередачи от повреждений оползнями является своевременное выявление оползневых участков, находящихся или вновь образовавшихся на участках трассы линии.
При выявлении оползневых участков администрация электросетей предпринимает меры по перестановке опор на новые проектные отметки, находящиеся вблизи оползневого участка, на котором предварительно устанавливаются фундаменты и опора, после чего провода демонтируются с опоры оползневого участка и монтируются на вновь установленную.
Если при этом длина пролетов увеличивается, вызывая уменьшение расстояния провода по отношению к земле, то устанавливаются дополнительные опоры.
В случаях, когда не представляется возможным произвести перестановку опор с оползневых участков на стабильные материковые грунты (например, из-за малых расстояний или наличия ущелий, горных отрогов и т. п.), предпринимаются меры по отведению грунтовых вод оползневого участка путем прокладки специальных дренажных канав, исключающих возможность подпитки грунтовыми водами оползневого участка.
На весь период проведения дренажных работ по осушению оползневого участка опора лилии электропередачи укрепляется временными оттяжками, которые рекомендуется оставлять для постоянной эксплуатации, так как грунтовые воды в течение некоторого времени просачиваются под оползневые участки.
Во многих странах организованы горно-лавинные службы, которые систематически изучают характер отвалов, оползней, снежных лавин и камнепадов, предупреждая население и администрацию различных предприятий о возникновении и приближении лавинной опасности. Горно-лавинные службы проводят всевозможные строительные работы по устройству специальных защит на пути лавин, а также искусственное сбрасывание опасных лавин.
Администрация электросетей при эксплуатации линий электропередачи в горной местности должна иметь тесный контакт с горно-лавинными службами и планировать совместные работы по устройству и содержанию защитных устройств линий электропередачи.
Подвеска тросов на воздушных линиях электропередач в горах
На линиях электропередачи, трасса которых проходит по труднодоступным горным участкам, подвергаемым на большой протяженности снежным или каменным лавинам, подвеска проводов осуществляется к тросам, закрепляемым в скальном грунте с помощью анкерных болтов.
При строительстве линии электропередачи напряжением 110 кВ на Северном Кавказе, трасса которой проходила по стесненному ущелью, труднодоступному для строительных транспортных средств, подвеска проводов производилась на поперечно-несущих тросах.
Для крепления троса с обеих сторон скалистых склонов ущелья бурились скважины диаметром 60 мм на глубину 2 м под углом 45° к вертикальной поверхности скал. В эти отверстия закладывались анкерные болты диаметром 30 мм и заливались цементно-песчаной смесью. К анкерным болтам присоединялись поперечно-несущие тросы, к которым подвешивались поддерживающие или натяжные гирлянды изоляторов и провода.
Как показала эксплуатация этого участка, тросовая система подвески проводов в достаточной степени защищает линию электропередачи от снежных и каменных лавин, паводковых вод горных рек и от повреждений проводов падающими с высоких склонов деревьями.
Смотрите также:
Требования, предъявляемые к переходам линий электропередачи через водные преграды
Охрана линий электропередачи в местах пересечения с другими линиями
Уникальная горная ГЭС (Ингурская ГЭС) — крупнейшая гидроэлектростанция на Кавказе