Стальные порталы ОРУ 500 кВ

Определение

Стальные порталы открытых распределительных устройств (ОРУ) напряжением 500 кВ — несущие металлоконструкции рамного типа повышенной несущей способности для подвески ошиновки, фиксации грозозащитных тросов и размещения изоляционных гирлянд в составе высоковольтных подстанций. Представляют собой свободностоящие П‑образные или трёхстоечные конструкции с защемлёнными в фундаментах стойками и шарнирными соединениями стоек с траверсами.

Назначение

Предназначены для:

подвески сборных шин (шинные порталы);
крепления проводов верхнего яруса ячейковой ошиновки (ячейковые порталы);
подвешивания проводов ошиновки перемычек (перемычечные порталы);
фиксации ошиновки трансформаторов (трансформаторные порталы);
установки тросостоек и молниеотводов;
размещения гирлянд изоляторов и высокочастотных заградителей.

Конструктивные типы

По конструкции:
- решётчатые — из углового проката, швеллеров и труб; сечение стоек — квадратное, со стороной м в основании и м в верхней части;
- многогранные — с конической гранёной стойкой из толстолистовой стали, сваренной продольными и кольцевыми швами; поперечное сечение — правильный многоугольник (6–12 граней).
По способу соединения элементов:
- сварные (для верхних секций);
- болтовые (для нижних секций и монтажных соединений);
- комбинированные (нижние секции — на болтах, верхние — сварные).
По числу стоек:
- двухстоечные (однопролётные);
- трёхстоечные (двухпролётные, для повышенных нагрузок).
По типу базы стоек:
- узкобазные (под одиночный фундамент);
- широкобазные (с развитой базой, под 4 фундамента на стойку).

Основные элементы конструкции

стойки (2–3 шт.);
траверсы (1–3 шт.) для крепления ошиновки через изоляторы;
тросостойки (опционально) для молниеотвода и/или грозозащитного троса;
подвески под гирлянды изоляторов и высокочастотные заградители;
вспомогательные элементы (отводы, дополнительные траверсы, раскосы, диафрагмы, монтажные узлы).

Материалы изготовления

основной материал:
- для умеренного климата (до −40 °C) — углеродистые стали ВСт3, Ст3сп3, Ст3пс6 (ГОСТ 380‑2015);
- для северных широт (до −65 °C) — низколегированная сталь 09Г2С или С345;
- по требованию — нержавеющие стали или другие марки, отвечающие техническим требованиям;
сортамент проката: уголок (сечение до 200×200 мм), швеллер (№ 16–30), толстолистовая сталь (толщина 10–30 мм), трубы;
болты: из углеродистой стали, класс прочности по ГОСТ 1759.4‑87.

Антикоррозионная защита

На выбор:

горячее цинкование (по ГОСТ 9.307, расход цинка — не менее 46,1 кг на тонну металлоконструкций);
грунтовка БТ‑577;
лакокрасочные покрытия с содержанием цинка;
цинконаполненные композиционные материалы.

Нормативная база
Соответствие:

типовой проект 3.407‑104 «Унифицированные стальные порталы ОРУ напряжением 220–330–500 кВ», выпуск 2;
требования СНиП III‑18‑75 к монтажу стальных конструкций;
стандарты ГОСТ на материалы и антикоррозионную защиту;
ПУЭ (Правила устройства электроустановок), раздел по ОРУ;
СП 20.13330 «Нагрузки и воздействия»;
ГОСТ 839‑2019 (на провода).

Типовые модификации и маркировка
Маркировка: ПС[Л/Т]‑500ХN(С), где:

ПС — портал стальной;
Л/Т — лёгкого/тяжёлого типа;
500 — класс напряжения, кВ;
Х — тип по назначению: Ш (шинный), П (перемычечный), Т (трансформаторный), Я (ячейковый);
N — порядковый номер модели;
С — северное исполнение.

Примеры:

шинные: ПС‑500Ш1, ПС‑500Ш2;
перемычечные: ПС‑500П1, ПС‑500П2, ПС‑500П3, ПС‑500П4;
трансформаторные: ПС‑500Т1, ПС‑500Т2;
ячейковые: ПС‑500Я1, ПС‑500Я2, ПС‑500Я3, ПС‑500Я4.

Ключевые технические параметры

Параметр	Типичное значение
Класс напряжения	500 кВ
Полная высота портала	до 39,5 м
Высота до несущей траверсы	25,0 м
Расстояние между вертикальными стойками	31,0 м
Число стоек	2–3
Поперечное сечение стоек (в основании)	– м (решётчатые), многогранник (гранёные)
Масса конструкции	15 000–45 000 кг
Рабочий диапазон температур	−40 °C … +55 °C (обычное исполнение), до −65 °C (северное исполнение)
Тип фундамента	железобетонный (под защемление стоек или на 4 подножника для тяжёлых типов)
Ветровая нагрузка	до 55 кгс/м² (0,54 кПа)
Гололёдная нагрузка	до 20 мм толщины гололёда
Сейсмичность района	до 6 баллов (ограничение по типовым проектам)

Эксплуатационные характеристики

Преимущества:

высокая несущая способность;
устойчивость к гололёдно‑ветровым нагрузкам;
долговечность (при надлежащей антикоррозионной защите);
модульность и возможность расширения ОРУ;
совместимость с типовыми схемами ОРУ 500 кВ;
возможность изготовления по индивидуальным чертежам заказчика.

Ограничения:

значительные габариты и масса (особенно для трёхстоечных и тяжёлых типов);
необходимость регулярного контроля состояния защитного покрытия;
повышенные требования к фундаменту для тяжёлых порталов;
чувствительность к перегрузкам и нештатным режимам работы;
подверженность атмосферной коррозии при повреждении защитного слоя;
ограничения по применению в районах вечной мерзлоты, на просадочных грунтах, в зонах оползней и карстов.

Нагрузки, воздействующие на порталы