Багатогранні портали ВРП: проєкт і фундаменти

Багатогранні портали ВРП: призначення й особливості

ПОЛІГОНАЛЬ проєктує й виготовляє металеві конструкції відкритих розподільних пристроїв — сталеві багатогранні портали ВРП. Вони призначені для підвіски ошиновки у відкритих розподільних пристроях. Умови експлуатації й технологічне призначення порталу визначають під час замовлення й записують у технічному завданні.

Ми спеціалізуємося на індивідуальному підході: проєктуємо металеві конструкції багатогранних порталів ВРП у кожному конкретному випадку відповідно до чинних в Україні норм і правил.

Стійки сталевих багатогранних порталів мають фланцеве з’єднання з фундаментом. Фундамент виконується у вигляді труби з фланцем.

Чим багатогранні портали кращі за типові

Найочевидніші переваги багатогранних порталів ВРП — можливість встановлення в обмежених умовах (мала площа землевідведення) і довговічність. Значне збільшення терміну служби зумовлене замкненим багатогранним профілем, захищеним від корозії гарячим цинкуванням із внутрішнього й зовнішнього боку.

Досі поширені типові портали ВРП, розроблені ще в 1970–1980-х роках. Типові гратчасті сталеві портали мають велику вагу, потребують значних витрат на складання й встановлення, займають велику площу, тому їх не застосовують в обмежених умовах. Їх запроєктовано зварними з напусткових швів, які, за нормами гарячого цинкування, цинкувати не можна, — це виключає антикорозійний захист типових порталів гарячим цинкуванням. Конструкція типових порталів не враховує змін у нормах проєктування, появи нових технологій і підвищених вимог до надійності енергопостачання. Збитки від аварій на існуючих ВРП із недосконалими порталами в ряді випадків суттєві.

Ці недоліки можна подолати опорними конструкціями нового покоління на базі сталевих багатогранних стійок. Вони надійніші й довговічніші за залізобетонні та гратчасті, стійкіші до ожеледно-вітрових і корозійних впливів, швидше встановлюються й стійкіші до вандалізму.

Проєктування фундаментів

Ми виконуємо проєктування фундаментів багатогранних порталів ВРП. Фундаменти проєктують на основі й з урахуванням:

• результатів інженерно-геологічних вишукувань для будівництва;
• відомостей про сейсмічність району будівництва;
• даних про призначення, конструктивні й технологічні особливості порталів і фундаментів та умови їх експлуатації;
• навантажень, що діють на багатогранні портали й фундаменти;
• розмірів земельної ділянки для розміщення порталу ВРП;
• техніко-економічного порівняння можливих варіантів проєктних рішень, щоб обрати той, що найефективніше використовує портали й фундаменти.

Заземлення порталу ВРП: що вимагає ПУЕ

Заземлювальний пристрій ВРП (у тексті ПУЕ — ВРУ) проєктують у складі підстанції, але з порталом і фундаментами він пов’язаний напряму: до нього приєднують конструкції, а фундаменти можуть бути природними заземлювачами. Нижче — вимоги ПУЕ (редакція 2026 р.) до зовнішніх електроустановок понад 1 кВ.

Довкола площі з обладнанням слід прокласти замкнений горизонтальний заземлювач на глибині не менше 0,5 м і приєднати до нього відкриті провідні частини, що заземлюються (п. 1.7.101; для мереж із глухо- чи ефективно заземленою нейтраллю такий контур вимагає й п. 1.7.107). Якщо опір пристрою становить понад 10 Ом (згідно з п. 1.7.113 — для ґрунту з питомим опором понад 500 Ом·м), необхідно додатково здійснити захисне вирівнювання потенціалів: уздовж рядів обладнання з боку обслуговування прокласти в землі горизонтальні заземлювачі на глибині 0,5 м і на відстані 0,8–1 м від фундаментів або основ, попередньо приєднавши їх до заземлювального пристрою (п. 1.7.101).

Опір залежить від нейтралі мережі. За глухо- чи ефективно заземленої нейтралі пристрій, як правило, виконують за вимогою до напруги дотику (п. 1.7.105, 1.7.114, табл. 1.7.4); якщо є природні заземлювачі з малим опором, допускається виконати його за вимогою до опору. Тоді в будь-яку пору року опір, з урахуванням штучних і природних заземлювачів, має бути не більшим за 0,5 Ом, а поздовжні заземлювачі слід прокладати вздовж рядів обладнання на глибині 0,5–0,7 м і на відстані 0,8–1,0 м від фундаментів (п. 1.7.106).

Якщо нейтраль ізольована, компенсована чи заземлена через резистор, а пристрій служить лише для електроустановок понад 1 кВ або ще й для установок до 1 кВ, у яких N-, PEN- (PE)-провідники не виходять за межі цього пристрою, то R ≤ 250/Ip, але не більше 10 Ом (Ip — розрахунковий струм замикання на землю, А; п. 1.7.98). Заземлювальні пристрої опор ПЛ ці норми не охоплюють: їхній опір визначають за главою 2.5 (п. 1.7.98, 1.7.103).

Стрижневі блискавковідводи на конструкціях ВРП від 15,75 кВ дозволено розташовувати за еквівалентного питомого опору ґрунту в грозовий сезон до 500 Ом·м (площа заземлювача підстанції тоді не має значення) або понад 500 Ом·м за площі заземлювача підстанції від 10 000 м². Від стійки конструкції 15,75–150 кВ із таким блискавковідводом струм блискавки має розтікатися по заземлювачу не менше ніж у двох напрямках, а кут між сусідніми напрямками — не менше 90° (п. 4.2.163).

Крім того, потрібні вертикальні електроди завдовжки 3–5 м: не менше двох для 15,75 і 35 кВ або один для 110 і 150 кВ. Їх ставлять від місця, де заземлювальний провідник стійки з’єднано із заземлювачем, на відстані не менше довжини електрода, але не більше 10 м. Якщо точки приєднання двох сусідніх блискавковідводів лежать по заземлювачу в межах 20 м, на дві стійки дозволено один електрод. На ВРП 220 кВ і вище із блискавковідводами дозволено обійтися без вертикальних електродів: струм блискавки розтікається по заземлювачу (п. 4.2.163).

На порталах ВРП напругою 15,75 і 35 кВ зі стрижневими блискавковідводами потрібно застосовувати ізоляційні підвіси на напругу 110 кВ (п. 4.2.163). Для трансформаторних порталів, порталів шунтувальних реакторів і конструкцій ВРП, розташованих по заземлювачу ближче ніж за 15 м від силових трансформаторів, шунтувальних реакторів або конструкцій КРУЗ (комплектних розподільних установок зовнішнього встановлення) 6–20 кВ, ПУЕ ставить окремі, жорсткіші умови (п. 4.2.164). Рівень блискавкозахисту й вимоги ДСТУ EN 62305 розібрано в статті блискавкозахист щогл і веж.

Як природні заземлювачі можна використовувати металеві й залізобетонні конструкції споруд, що контактують із ґрунтом, зокрема залізобетонні фундаменти в неагресивних, слабоагресивних і середньоагресивних середовищах (п. 1.7.115). Придатність фундаментів за густиною струму, потребу зварювати арматурні стержні й приварювати до них анкерні болти, а також можливість використовувати фундаменти як заземлювачі в сильноагресивному середовищі визначають розрахунком (п. 1.7.116). Остаточні значення для конкретного об’єкта проєктувальник бере з чинного тексту ПУЕ й даних вишукувань.

Із чого складається багатогранний портал

Портал ВРП складається зі стійок і ригеля (траверси), на яких підвішують ошиновку. Стійки — сталеві багатогранні гнуті: їх виготовляють із листової сталі з поздовжнім зварним швом, а секції з’єднують телескопічним стиком або фланцями. Стійки кріплять до фундаменту через фланець; фундамент виконують як трубу з фланцем.

Кількість стійок, прольоти й висоти залежать від класу напруги й схеми розподільного пристрою, тому кожен портал розраховують індивідуально.

Етапи проєктування порталу ВРП

• збір вихідних даних: компонувальні креслення підстанції, клас напруги, навантаження від ошиновки, район за вітром і ожеледицею, ґрунтові умови;
• розрахунок навантажень і підбір перерізів стійок та ригелів;
• розробка креслень КМ і КМД;
• проєктування фундаментів;
• виготовлення, гаряче цинкування за ДСТУ EN ISO 1461:2024 й відвантаження.

Каталоги й уніфіковані рішення

У Кабінеті проєктувальника зібрано розроблені нами каталоги й уніфіковані проєктні рішення, які допомагають підібрати портал і підготувати вихідні дані:

• Типові портали ВРП 35–500 кВ: марки, типи, кількість стійок і маса;
• Портали ВРП 110 кВ: уніфіковане проєктне рішення ТП-ПСМ110.18.01;
• Портали ВРП 150 кВ: уніфіковане проєктне рішення ТП-ПСМ150.19.01.

Типові портали застосовують після перерахунку на чинні норми, і ми виконуємо такий перерахунок. Дивіться також сторінку портали ВРП.

Що потрібно для розрахунку й замовлення

Надішліть проєктні дані підстанції: напругу, компонувальні креслення, навантаження від ошиновки, район будівництва. Ми виконаємо розрахунок, запропонуємо багатогранну конструкцію або модифікацію типового порталу, розрахуємо вартість і терміни.