Supports de lignes électriques aériennes, matériaux et types de supports

Caractéristiques générales des supports de ligne aérienne

Les supports de ligne aérienne supportent les conducteurs à la distance requise de la surface du sol, les conducteurs d'autres lignes, les toits des bâtiments, etc. Les supports doivent être suffisamment résistants mécaniquement dans différentes conditions météorologiques (vent, verglas, etc.).

Le bois résineux, principalement le pin et le mélèze, suivi du sapin et de l'épicéa (pour les lignes d'une tension de 35 kV et moins) est largement utilisé comme matériau de support pour les lignes rurales. L'épicéa et le sapin ne peuvent pas être utilisés pour les traverses et les supports de fixation.

Supports en bois en bois rond - bûches écorcées. La longueur standard des bûches varie de 5 à 13 m à 0,5 m, et le diamètre dans la partie supérieure est de 12 à 26 cm sur 2 cm.L'épaisseur de la bûche à la crosse, c'est-à-dire à la partie inférieure, épaisse fin, est déterminé par la conicité naturelle du tronc de l'arbre. La variation du diamètre de la bûche pour chaque mètre linéaire de sa longueur, appelée course, est prise égale à 0,8 cm.Plus la longueur des grumes pour les supports est longue (plus le bois est long), plus le prix du mètre cube de bois est élevé.

Le principal inconvénient des poteaux en bois pour les lignes électriques est la courte durée de vie due à la décomposition du bois, en particulier là où il émerge du sol à la surface. A cet égard, les frais de fonctionnement pour la réparation des supports constituent environ 16% de leur coût.

Le bois des poteaux est exposé aux conditions extérieures et notamment à une humidité fluctuante à l'endroit de l'installation dans le sol. En conséquence, il pourrit, s'effondre et, si aucune mesure spéciale n'est prise, échoue rapidement.

Façons d'antiseptiquer le bois pour les poteaux en bois des lignes aériennes

La durée de vie des supports en bois non traité est de : pour le support en pin 4-5 ans, le mélèze 14-15 ans, l'épicéa 3-4 ans. Dans les régions du sud, où les températures élevées contribuent à accélérer la décomposition du bois, la durée de vie des supports non traités est réduite de 1,5 à 2 fois par rapport aux chiffres indiqués. À cet égard, il est nécessaire d'utiliser uniquement des bûches imprégnées d'un antiseptique, à l'exception de la sciure d'hiver, qui ne nécessite pas d'imprégnation.

L'imprégnation du bois avec des antiseptiques à base d'huile réduit la résistance du bois jusqu'à 10 %. La valeur principale de l'imprégnation avec des antiseptiques à l'huile ne dépend pas de la profondeur d'imprégnation, mais de la qualité du séchage du bois.

De plus, l'antiseptique à l'huile ne se lixivie pas. Le bois doit être imprégné après l'avoir amené à un état d'air sec, c'est-à-dire que son humidité est égale à celle de l'air dans une zone donnée.

Dans cet état, le bois ne perdra pas son humidité, les fissures de retrait n'apparaîtront pas et les spores fongiques n'auront pas de place pour se développer.

Lorsque le bois humide est imprégné, ce dernier se dessèche, des fissures apparaissent et même une imprégnation profonde n'aidera pas à empêcher le bois de pourrir.

La meilleure méthode de préservation du bois est reconnue pour être imprégné d'huile de houille obtenue par la distillation du goudron de houille brut. L'imprégnation à l'huile d'anthracène et le reflux donnent également de bons résultats. La teneur en humidité du bois ne doit pas dépasser 25 %.

Les grumes destinées à la fabrication des étais sont chargées dans un cylindre en acier lors de l'imprégnation. Un liquide de conservation y est introduit et une pression pouvant atteindre 0,9 MPa est créée pendant un certain temps afin que le liquide puisse pénétrer profondément dans le bois. Un vide est ensuite créé dans le cylindre pour que le liquide soit du verre, ce qui termine le processus d'imprégnation. La durée de vie des supports avec la méthode d'imprégnation décrite augmente considérablement et atteint 25 à 30 ans. Dans la pratique étrangère, même 35-40 ans sont acceptés.

Le bois de pin et d'épicéa peut être imprégné d'antiseptiques solubles dans l'eau. Donalit de différentes marques est recommandé à cet effet. Lorsque le bois est imprégné dans des bouteilles à pression en acier, la teneur en humidité peut varier de 30 à 80 %. Le bois est chargé dans le cylindre pendant 15 minutes, un vide y est créé, puis une solution antiseptique est introduite sous une pression de 1,3 MPa pendant 1 à 2,5 heures.

Le bois avec une teneur en humidité de 60 à 80% peut être imprégné d'antiseptiques solubles dans l'eau également dans des bains pendant 20 heures, suivi d'un chauffage à 100 - 110 ° C pendant 2 heures.

Les bois d'épicéa, de sapin et de mélèze doivent être entaillés sur une profondeur de 15 mm avant toute imprégnation. Longueur de course 6 — 19 mm, largeur 3 mm. Le maillage des broches dépend du type d'imprégnation.

Afin d'augmenter la durée de vie des tampons imprégnés d'antiseptiques solubles dans l'eau, il est recommandé après 15 à 17 ans de fonctionnement de leur appliquer des bandages antiseptiques. Le pansement est posé sur une partie du support située à 30 cm au dessus du sol et 30 cm en dessous. Il est constitué d'une bande de goudron, de matériau de toiture ou de pergaline d'une largeur de 70 cm.Une couche de pâte antiseptique est appliquée sur le tampon, le bandage est cloué et attaché avec du fil.Le poteau près du bandage et le bandage lui-même sont recouvert d'une couche de bitume.

Compte tenu des propriétés toxiques et inflammables des antiseptiques, les travaux d'imprégnation du bois par diffusion sont effectués conformément aux règles de sécurité.

Supports en béton armé des lignes aériennes

Les avantages des supports en béton armé sont une durée de vie pratiquement illimitée et de faibles coûts d'exploitation.

Les poteaux en béton armé sont supérieurs aux poteaux en bois et en métal en termes de durabilité, alors qu'il n'y a pratiquement pas de coûts d'exploitation, leur production nécessite 65 à 70% moins de métal que les poteaux métalliques.

Les supports en béton armé sont largement utilisés sur les lignes aériennes jusqu'à 500 kV inclus. La durée de vie des poteaux en béton armé est considérée comme deux fois plus longue en moyenne que celle des poteaux en bois bien imprégnés.Il n'est pas nécessaire d'utiliser du bois et la fiabilité de l'alimentation électrique est augmentée. L'utilisation de marches en béton armé a permis d'augmenter drastiquement la durée de vie des poteaux en bois.

Dans la fabrication de supports en béton armé, le compactage par vibration et la centrifugation sont utilisés pour assurer la densité nécessaire du béton. Le compactage par vibration est effectué par divers vibrateurs (outils ou appareils), ainsi que sur des tables vibrantes. La centrifugation permet un très bon compactage du béton et nécessite des centrifugeuses spéciales. Sur les lignes aériennes 110 kV et plus, les poteaux supports et la traverse des supports portiques sont des tubes centrifuges, coniques ou cylindriques. Sur les lignes aériennes de 35 kV, les crémaillères sont en béton centrifugé ou vibré, et pour les lignes aériennes de basse tension — uniquement en béton vibré. Les traverses des supports unipolaires sont en métal galvanisé.

Support en béton armé 10 kV

Support en béton armé 110 kV

Supports métalliques de lignes aériennes

Les supports métalliques (acier) utilisés sur les lignes électriques d'une tension de 35 kV et plus sont très gourmands en métal et nécessitent une peinture pendant le fonctionnement pour les protéger contre la corrosion.

La durée de vie des supports métalliques est plusieurs fois supérieure à celle des supports en bois, mais ils nécessitent des coûts de métal importants et sont coûteux à exploiter.

Installer des supports métalliques sur des fondations en béton armé. Indépendamment de la solution de conception et du schéma, les supports métalliques sont réalisés sous la forme de structures spatiales en treillis.

Poteaux métalliques des lignes électriques aériennes

Classification des supports de lignes aériennes par objectif

Par arrangement préalable, les supports de ligne aérienne sont divisés en intermédiaire, ancre, coin, extrémité et spécial.

Les supports intermédiaires sont destinés uniquement à supporter les fils, ne comptez pas sur un côté lourd. En cas de rupture de fil d'un côté du support, lors de sa fixation sur des isolateurs à broches, il glisse lors du tricotage et la tension unilatérale diminue. Avec des isolateurs suspendus, la chaîne fléchit et la tension diminue également.

Les supports intermédiaires constituent la majorité (plus de 80 %) des supports utilisés sur les lignes aériennes.

Sur les supports d'ancrage, les fils sont fixés fermement, de sorte que ces supports reposent sur la rupture d'une partie des fils. Les fils sont attachés de manière particulièrement serrée aux isolateurs à broches sur les supports d'ancrage, augmentant, si nécessaire, le nombre d'isolateurs à deux ou trois.

Support métallique d'ancrage 110 kV

Souvent, les isolateurs de suspension sont montés sur des supports d'ancrage au lieu de goupilles. Plus durables, les supports d'ancrage limitent la destruction des caténaires en cas d'accident.

Pour la fiabilité de l'exploitation des lignes, des supports d'ancrage sont installés sur des tronçons rectilignes au moins tous les 5 km, et si la couche de glace a une épaisseur supérieure à 10 mm, au moins tous les 3 km. Les entretoises avant sont un type d'ancre. Pour eux, le tirage unilatéral des fils n'est pas une condition d'urgence, mais le principal mode de fonctionnement.

Supports d'angle installés aux endroits où la direction de la ligne aérienne change. En mode normal, les supports d'angle perçoivent une contrainte unilatérale le long de la symétrie de l'angle interne de la ligne. L'angle de rotation de la ligne est l'angle qui complète l'angle intérieur de la ligne à 180°.

Pour les petits angles de rotation (jusqu'à 20 °), les supports d'angle sont mis en œuvre comme intermédiaires, pour les grands angles de rotation (jusqu'à 90 °) - comme supports d'ancrage.

Des supports spéciaux sont construits aux passages au-dessus des rivières, des voies ferrées, des gorges, etc.Ils sont généralement beaucoup plus élevés que la normale et sont réalisés sur des projets spéciaux.

Des supports spéciaux des types suivants sont utilisés sur les lignes aériennes : transposition — pour changer l'ordre des fils sur les supports ; branchement - pour effectuer des branchements à partir de la ligne principale; transitoire — pour traverser des rivières, des gorges, etc.

La transposition est utilisée sur les lignes de tension de 110 kV et plus d'une longueur de plus de 100 km pour rendre identiques la capacité et l'inductance des trois phases du circuit de la ligne aérienne. Dans ce cas, la disposition mutuelle des conducteurs les uns par rapport aux autres sur différents tronçons de la ligne change séquentiellement sur les supports. Le conducteur de chaque phase passe le tiers de la longueur de la ligne à un endroit, le second à l'autre et le tiers au troisième. Un tel triple mouvement de fils s'appelle un cycle de transposition.

Classification des supports de lignes aériennes par conception

De par sa conception, il fait la différence entre les supports ° épicéa-crémaillère et constitués de crémaillères et attaches... Les supports en bois sont réalisés sur des attaches en bois ou en béton armé. Lors du passage de lignes aériennes dans des endroits où des incendies au sol sont possibles, des supports avec des fixations en béton armé doivent être utilisés. Pour les supports solides, qu'il est souhaitable d'utiliser, il est nécessaire d'utiliser du bois antiseptique long et de haute qualité, ce qui limite leur propagation.

La plupart des supports intermédiaires effectuent une seule colonne... Les supports d'ancrage et d'extrémité sont en forme de A. Pour les tensions de 110 kV et plus, les supports intermédiaires sont en forme de U et d'ancrage en forme de U.

À l'étranger, les serre-câbles en acier sont utilisés dans la fabrication d'ancrages, d'extrémités et d'autres supports complexes. Ils n'ont pas été distribués dans notre pays.

Lors de la construction de supports de ligne aérienne, les distances entre les câbles et les autres objets à proximité immédiate de la ligne doivent être respectées.

Sur les lignes avec une tension allant jusqu'à 1 kV dans les sections de glace I - III, la distance entre les conducteurs doit être d'au moins 40 cm avec une disposition verticale des conducteurs et le plus grand affaissement de 1,2 m, et dans les zones IV et spéciales sur la glace - 60 cm Aux autres emplacements des fils dans toutes les zones de glace avec une vitesse du vent allant jusqu'à 18 m / s, la distance entre les fils est de 40 cm et à une vitesse du vent supérieure à 18 m / s - 60 cm.

La distance verticale entre les fils des différentes phases du support lors de la dérivation de la ligne aérienne et du croisement de différentes lignes doit être d'au moins 10 cm La distance entre les isolateurs de traversée doit être d'au moins 20 cm.

Lors de la suspension des conducteurs de lignes d'une tension allant jusqu'à 1 kV sur des supports communs avec des conducteurs de lignes d'une tension allant jusqu'à 10 kV inclus, la distance verticale entre les conducteurs de tension supérieure et inférieure doit être la plus petite distance requise pour les lignes avec -Haute tension.

La plus petite distance autorisée entre les conducteurs des lignes aériennes et la surface de la terre ou de l'eau est appelée taille de ligne... La taille de la ligne dépend des zones dans lesquelles elle se déplace.

Sur les supports intermédiaires pour les tensions 6 - 20 kV, installés dans les zones peuplées, prévoir une double fixation des fils sur les isolateurs à broches, et des isolateurs suspendus sont utilisés sur les supports d'ancrage et d'angle.

Les supports en béton armé, en règle générale, sont rendus rigides. Pour une tension de 0,38 kV, leurs circuits ressemblent à ceux des poteaux en bois.Sous une tension de 0,38 kV, ils permettent de suspendre cinq, huit et neuf fils de même et grande section que sur des supports en bois. accessoires.

Pour des tensions de 35 kV, les supports en béton armé sont réalisés sans pose de câble de protection contre la foudre et avec un câble. Ces derniers sont utilisés aux abords des postes de transformation.