Многогранные порталы ОРУ: проект и фундаменты

Многогранные порталы ОРУ: назначение и особенности

ПОЛИГОНАЛЬ проектирует и изготавливает металлические конструкции открытых распределительных устройств — стальные многогранные порталы ОРУ. Они предназначены для подвески ошиновки в открытых распределительных устройствах. Условия эксплуатации и технологическое назначение портала определяют при заказе и записывают в техническом задании.

Мы специализируемся на индивидуальном подходе: проектируем металлические конструкции многогранных порталов ОРУ в каждом конкретном случае в соответствии с действующими в Украине нормами и правилами.

Стойки стальных многогранных порталов имеют фланцевое соединение с фундаментом. Фундамент выполняется в виде трубы с фланцем.

Чем многогранные порталы лучше типовых

Самые очевидные преимущества многогранных порталов ОРУ — возможность установки в ограниченных условиях (малая площадь землеотвода) и долговечность. Значительное увеличение срока службы обусловлено замкнутым многогранным профилем, защищённым от коррозии горячим цинкованием с внутренней и наружной стороны.

До сих пор распространены типовые порталы ОРУ, разработанные ещё в 1970–1980-х годах. Типовые решётчатые стальные порталы имеют большой вес, требуют значительных затрат на сборку и установку, занимают большую площадь, поэтому их не применяют в ограниченных условиях. Их запроектировали сварными с нахлёсточными швами, которые по нормам горячего цинкования цинковать нельзя, — это исключает антикоррозионную защиту типовых порталов горячим цинкованием. Конструкция типовых порталов не учитывает изменений в нормах проектирования, появления новых технологий и повышенных требований к надёжности энергоснабжения. Ущерб от аварий на существующих ОРУ с несовершенными порталами в ряде случаев существенен.

Эти недостатки можно преодолеть опорными конструкциями нового поколения на базе стальных многогранных стоек. Они надёжнее и долговечнее железобетонных и решётчатых, устойчивее к гололёдно-ветровым и коррозионным воздействиям, быстрее монтируются и устойчивее к вандализму.

Проектирование фундаментов

Мы выполняем проектирование фундаментов многогранных порталов ОРУ. Фундаменты проектируют на основе и с учётом:

• результатов инженерно-геологических изысканий для строительства;
• сведений о сейсмичности района строительства;
• данных о назначении, конструктивных и технологических особенностях порталов и фундаментов и условиях их эксплуатации;
• нагрузок, действующих на многогранные порталы и фундаменты;
• размеров земельного участка для размещения портала ОРУ;
• технико-экономического сравнения возможных вариантов проектных решений, чтобы выбрать тот, что наиболее эффективно использует порталы и фундаменты.

Заземление портала ОРУ: что требует ПУЭ

Заземляющее устройство ОРУ проектируют в составе подстанции, но к порталу и фундаментам оно имеет прямое отношение: к нему присоединяют конструкции, а фундаменты могут служить естественными заземлителями. Ниже — требования ПУЭ (редакция 2026 г.) к наружным электроустановкам выше 1 кВ.

Вокруг площади с оборудованием следует проложить замкнутый горизонтальный заземлитель на глубине не менее 0,5 м и присоединить к нему открытые проводящие части, подлежащие заземлению (п. 1.7.101; для сетей с глухозаземлённой или эффективно заземлённой нейтралью такой контур требует и п. 1.7.107). Если сопротивление устройства больше 10 Ом (согласно п. 1.7.113 — для грунта с удельным сопротивлением выше 500 Ом·м), необходимо дополнительно выполнить защитное выравнивание потенциалов: вдоль рядов оборудования со стороны обслуживания проложить в земле горизонтальные заземлители на глубине 0,5 м и на расстоянии 0,8–1 м от фундаментов или оснований, предварительно присоединив их к заземляющему устройству (п. 1.7.101).

Сопротивление зависит от нейтрали сети. При глухозаземлённой или эффективно заземлённой нейтрали устройство, как правило, выполняют по требованию к напряжению прикосновения (п. 1.7.105, 1.7.114, табл. 1.7.4); если есть естественные заземлители с малым сопротивлением, допускается выполнить его по требованию к сопротивлению. Тогда в любое время года сопротивление с учётом искусственных и естественных заземлителей должно быть не более 0,5 Ом, а продольные заземлители следует прокладывать вдоль рядов оборудования на глубине 0,5–0,7 м и на расстоянии 0,8–1,0 м от фундаментов (п. 1.7.106).

Если нейтраль изолированная, компенсированная или заземлена через резистор, а устройство служит только для электроустановок выше 1 кВ или ещё и для установок до 1 кВ, у которых N-, PEN- (PE)-проводники не выходят за пределы этого устройства, то R ≤ 250/Ip, но не более 10 Ом (Ip — расчётный ток замыкания на землю, А; п. 1.7.98). Заземляющие устройства опор ВЛ эти нормы не охватывают: их сопротивление определяют по главе 2.5 (п. 1.7.98, 1.7.103).

Стержневые молниеотводы на конструкциях ОРУ от 15,75 кВ разрешено размещать при эквивалентном удельном сопротивлении грунта в грозовой сезон до 500 Ом·м (площадь заземлителя подстанции тогда значения не имеет) или выше 500 Ом·м при площади заземлителя подстанции от 10 000 м². От стойки конструкции 15,75–150 кВ с таким молниеотводом ток молнии должен растекаться по заземлителю не менее чем в двух направлениях, а угол между соседними направлениями — не менее 90° (п. 4.2.163).

Кроме того, нужны вертикальные электроды длиной 3–5 м: не менее двух для 15,75 и 35 кВ или один для 110 и 150 кВ. Их ставят от места, где заземляющий проводник стойки соединён с заземлителем, на расстоянии не меньше длины электрода, но не больше 10 м. Если точки присоединения двух соседних молниеотводов лежат по заземлителю в пределах 20 м, на две стойки разрешено поставить один электрод. На ОРУ 220 кВ и выше с молниеотводами разрешено обойтись без вертикальных электродов: ток молнии растекается по заземлителю (п. 4.2.163).

На порталах ОРУ напряжением 15,75 и 35 кВ со стержневыми молниеотводами нужно применять изоляционные подвесы на напряжение 110 кВ (п. 4.2.163). Для трансформаторных порталов, порталов шунтирующих реакторов и конструкций ОРУ, расположенных по заземлителю ближе чем в 15 м от силовых трансформаторов, шунтирующих реакторов или конструкций КРУН (комплектных распределительных устройств наружной установки) 6–20 кВ, ПУЭ задаёт отдельные, более жёсткие условия (п. 4.2.164). Уровень молниезащиты и требования ДСТУ EN 62305 разобраны в статье молниезащита мачт и башен.

В качестве естественных заземлителей можно использовать металлические и железобетонные конструкции сооружений, контактирующие с грунтом, в том числе железобетонные фундаменты в неагрессивных, слабоагрессивных и среднеагрессивных средах (п. 1.7.115). Пригодность фундаментов по плотности тока, необходимость сварки арматурных стержней и приварки к ним анкерных болтов, а также возможность использовать фундаменты как заземлители в сильноагрессивной среде определяют расчётом (п. 1.7.116). Окончательные значения для конкретного объекта проектировщик берёт из действующего текста ПУЭ и данных изысканий.

Из чего состоит многогранный портал

Портал ОРУ состоит из стоек и ригеля (траверсы), на которых подвешивают ошиновку. Стойки — стальные многогранные гнутые: их изготавливают из листовой стали с продольным сварным швом, а секции соединяют телескопическим стыком или фланцами. Стойки крепят к фундаменту через фланец; фундамент выполняют как трубу с фланцем.

Количество стоек, пролёты и высоты зависят от класса напряжения и схемы распределительного устройства, поэтому каждый портал рассчитывают индивидуально.

Этапы проектирования портала ОРУ

• сбор исходных данных: компоновочные чертежи подстанции, класс напряжения, нагрузки от ошиновки, район по ветру и гололёду, грунтовые условия;
• расчёт нагрузок и подбор сечений стоек и ригелей;
• разработка чертежей КМ и КМД;
• проектирование фундаментов;
• изготовление, горячее цинкование по ДСТУ EN ISO 1461:2024 и отгрузка.

Каталоги и унифицированные решения

В Кабинете проектировщика собраны разработанные нами каталоги и унифицированные проектные решения, которые помогают подобрать портал и подготовить исходные данные:

• Типовые порталы ОРУ 35–500 кВ: марки, типы, количество стоек и масса;
• Порталы ОРУ 110 кВ: унифицированное проектное решение ТП-ПСМ110.18.01;
• Порталы ОРУ 150 кВ: унифицированное проектное решение ТП-ПСМ150.19.01.

Типовые порталы применяют после пересчёта на действующие нормы, и мы выполняем такой пересчёт. Смотрите также страницу порталы ОРУ.

Что нужно для расчёта и заказа

Пришлите проектные данные подстанции: напряжение, компоновочные чертежи, нагрузки от ошиновки, район строительства. Мы выполним расчёт, предложим многогранную конструкцию или модификацию типового портала, рассчитаем стоимость и сроки.