STUBOVI DALEKOVODASTUBOVI DALEKOVODA

Daljinska isporuka električne energije počela je krajem XIX vekaje krajem XIX vekaNadzemni elektroenergetski vodovi (dalekovodi) predstavljaju skup svih delova(dalekovodi) predstavljaju skup svih delovakoji služe za nadzemno vođenje provodnika Kao i gasovodi, naftovodi i saobraćajnice idalekovodi spadaju u najvažnija "transportna sredstva" pa se njihovom projektovanju i razvoju posvećuje velika pažnjaj p j p j

Dalekovod čine:provodniciprovodnici,zaštitna užad,

lj dizemljovodi,uzemljivači,izolatori,nosači, konzole, stubovi istubovi itemelji.

Veličina i konstrukcijski oblik stubova zavise od veličine nazivnog napona, sa čim suod veličine nazivnog napona, sa čim su direktno povezana bezbedonosna rastojanja između provodnika i od provodnika doizmeđu provodnika i od provodnika do okolnih objekataP i k t i j t b čit b ćPri konstruisanju stubova naročito se obraćapažnja na to da se stubovi dalekovoda dobro uklapaju u okolinu i daju arhitektonski povoljnu sliku

Projekat stuba i ukupna širina trase određuju se na osnovuse na osnovu

broja stubova na trasiprečnika provodnikaprečnika provodnikakvaliteta zemljišta

t bj kt k k jih lvrste objekta preko kojih prelazezahteva za zaštitu prirode i drugih parametara

Stubovi dalekovoda predstavljaju serijske proizvode, posebno je važno njihovoproizvode, posebno je važno njihovo ekonomično projektovanje i izvođenje Za proračun stubova i temelja merodavni suZa proračun stubova i temelja merodavni suelektroenergetski zahtevi i osobine utvrđene t j d dtrase jednog vodaPri izboru forme stuba uzimaju se u obzir propisana električna sigurnosna rastojanja

Stubovi dalekovoda su jedine konstrukcije u građevinarstvu koje ne moraju da zadovoljegrađevinarstvu koje ne moraju da zadovoljeapsolutnu sigurnost za sve slućajeve opterećenja koji se mogu pojaviti u tokuopterećenja koji se mogu pojaviti u toku eksploatacije I k kih l t b i d l k dIz ekonomskih razloga stubovi dalekovoda sene projektuju za kombinacije opterećenja koje imaju mali stepen verovatnoće pojave u tokueksplatacionog veka dalekovoda

Eventualna havarija u slučaju ekstremnih opterećenja, obično manjeg broja stubova,opterećenja, obično manjeg broja stubova,tehnički je prihvatljiva, jer bi projektovanje i izgradnja stubova za intenzitet opterećenjaizgradnja stubova za intenzitet opterećenjakoji je izazvao havariju bilo ekonomski neisplativoneisplativo

Stubovi dalekovoda mogu biti:Noseći (linijski) stubovi dalekovodaNoseći (linijski) stubovi dalekovoda

Po pravilu, postavljaju se samo u pravolinijskoj trasi Naprezanje provodnika, odnosno zaštitne užadi kod nosečih stubova u oba raspona je jednakoProvodnici i zaštitna užad nisu sa njima čvrsto spojeni i na stub se ne prenosi direktno njihova il t j j d t t bsila zatezanja sa jedne strane stuba, nego se

prenosi samo rezultanta sile zatezanja sa obe strane ako ta rezultanta postojistrane, ako ta rezultanta postoji

Zatezni stubovi dalekovodaKod zateznih stubova naprezanje provodnika, odnosno zaštitne užadi ne mora biti jednako u oba rasponaProvodnici i zaštitna užad su sa njima čvrsto spojeni i na stub se direktno prenosi sila zatezanja svakog provodnika i zaštitnog užeta sa

k bsvake strane stubaStubovi mogu biti istovremeno i zatezni i noseći Linijski stubovi nalaze se u pravolinijskoj trasiLinijski stubovi nalaze se u pravolinijskoj trasiUgaoni stubovi nalaze se na uglu trase

Noseći i zatezni stubovi mogu biti linijski ili ugaoniugaoniDužina zateznog polja, tj. udaljenost između dva zatezna stuba ne sme biti veća od 8 kmdva zatezna stuba, ne sme biti veća od 8 km,niti sme sadržati više od 30 rasponaKraća zatezna polja primenjuju se samo uposebnim slučajevima

Samostalni stubovi tipa jelkePo pravilu su konstruisani od četiri pojasnaPo pravilu su konstruisani od četiri pojasnaugaonika i rešetkastih stranica koje formiraju prostornu rešetkastu konstrukcijuformiraju prostornu rešetkastu konstrukcijuHorizontalni presek stuba je oblika pravougaonika ili kvadrata

U praksi se koriste i jarboli sa užadima zaU praksi se koriste i jarboli sa užadima za stubove dalekovoda, što nekada daje veoma ekonomične konstrukcijeekonomične konstrukcije

Izvode se i prostorni rešetkasti stubovi koji imaju trougaonu osnovu, sa oštroivičnimimaju trougaonu osnovu, sa oštroivičnim pojasnim štapovima (ugao od 60o), ili cevastim profilimacevastim profilimaKod ovih konstrukcija je nešto manje

t ć j t k i k t ži liopterećenje vetrom, kao i ukupna težina, alije izrada teža

Za male, lako opterećene stubove mogu se koristiti konstrukcije od cevi (laki cevastikoristiti konstrukcije od cevi (laki cevasti stubovi) male debljine zida i visokog kvaliteta čelikačelika Visoki ovako konstruisani stubovi su skupljiVisoki stubovi se formiraju tako da se cevi navlače jedna na drugu i tako realizuje nastavak

"Electricite de France" je takve stubove jeksperimentalno pravilaIz sličnih razloga su ovakvi stuboviIz sličnih razloga su ovakvi stubovinapravljeni i u severnoj Nemačkoj

Rešetkasti stubovi od cevastih profila se takođe koristetakođe koriste Delimično se ugaoni štapovi mogu popunjavati betonom radi povećanja nosivostipopunjavati betonom radi povećanja nosivostiOva vrsta konstrukcije je međutim srazmerno skupa za izvođenje

Forme konstruisanja ispune stubova odnosno ravanskih rešetki

Najčešći i najsvrsishodniji prostorni oblik stuba je piramidalan, dok se samo za manjestuba je piramidalan, dok se samo za manjeopterećene stubove prave stubovi sa paralelnim pojasevimaparalelnim pojasevimaU nekim slučajevima koristi se kombinacija

th d d f t b k ti lprethodne dve forme stubova kao optimalnorešenje

Noseći stubovi se postavljaju u zavisnosti od konfiguracije terenakonfiguracije terena

na rastojanju od 200 do 400 m za vodove nazivnog napona 220-330kVnazivnog napona 220 330kVa na rastojanju od 400 - 600 m za veće nazivne naponenapone

Visina postavljanja provodnika se takoVisina postavljanja provodnika se tako bira da je obezbeđeno rastojanje od najmanje 6 - 10 m od površine zemljenajmanje 6 - 10 m od površine zemlje do tačke sa najvećim ugibom Ovakvi uslovi zahtevaju visinu stuba odOvakvi uslovi zahtevaju visinu stuba od 20 do 50 m T ži ih t b d d 220Težina ovih stubova za vodove od 220-500kV je od 4000 do 8000 kgT ži t ih t b j k 1 5 tTežina zateznih stubova je oko 1,5 puta veća od nosećihTežina ugaonih stubova je i do 2,5 puta veća od nosećih

Često je potrebno postaviti stubove dalekovoda na vrlo nepristupačna mesta padalekovoda na vrlo nepristupačna mesta pase zbog toga koriste lakši elementi pogodniji za transport i montažuza transport i montažuElementi stubova izrađuju se niskougljeničkih č lik i l i ij kih lčelika i aluminijumskih legura

U brdovitim predelima neophodno je postavljanje stubova sa nejednakim podnožjima jIzvode se produženi i skraćeni stuboviPodručje stepenovanja se kreće poPodručje stepenovanja se kreće po pravilu od oko -6 do + 12 m Zaštiti od korozije mora posvetiti izuzetna pažnja Zaštita od korozije čeličnih stubova dalekovoda osim premazima vrši se i vrućimdalekovoda, osim premazima vrši se i vrućimcinkovanjem

Cinkovanje potapanjem u kadukadu Toplim cinkovanjem ostvaruje se dugogodišnjaj g g jpouzdana i trajna zaštita od dejstva korozije i za raliku od klasičnih sistemaod klasičnih sistema premazivanjem ne zahteva periodičnu obnovu Svi delovi stubova koji se nalaze u zemlji se moraju

štititi dzaštititi premazom od bitumena

Projektovanje stubova dalekovoda kod nas se sprovodi prema Pravilniku o tehničkimse sprovodi prema Pravilniku o tehničkimnormativima za izgradnju nadzemnih elektroenergetskih vodova nazivnogelektroenergetskih vodova nazivnog napona od 1kV do 400 kV iz 1988. godineR š tk ti t b i d l k d č jRešetkasti stubovi dalekovoda proračunavajuse kao prostorne rešetkaste konstrukcije

Za pojasne štapove napregnute aksijalnom silom pritiska eventualna ekscentričnost tihsilom pritiska eventualna ekscentričnost tihsila može se zanemariti Za štapove ispune koji su napregnutiZa štapove ispune koji su napregnuti aksijalnim silama pritiska ekscentričnost tih il ž iti k d št t jisila se može zanemariti kada se štap sastoji

od jednog ugaonika koji je na ugaone štapove ili na čvorni lim vezan samo jednimkrakom

Najmanji profil koji se koristi u izradi dalekovoda je ugaonik L 30x30x3mm i pljosnati čelik širine 30mmPošto je najmanji prečnik zavrtnja 12mm ovi elementi se mogu spajati samo zavarivanjem ili zakivcimaIzrada rupa za zakivke i zavrtnjeve probijanjem bezp j p j jprovrtanja je dozvoljena samo ako debljina elemenata ne iznosi više od 10 mm, u suprotnom se mora dokazati da se probijanjem ne oštećuje materijal

Najmanja debljina ugaonog šava je 3 mm a minimalna dužina je 40 mmminimalna dužina je 40 mmŠav treba da se poklopi sa težišnom osom štapaštapa Najmanji razmak između dva susedna zakivka, bez obzira na pravac sile, iznosi 3,0d, a kod zavrtnjeva 4,0 d, što je strožije u odnosu na inostrane propise gde su ta rastojanja 2,5d i 3,5d respektivnoj j , , p

Ispuna ravanskih rešetki može biti trougaona sa spregovima i sa ukrštenim dijagonalamasa spregovima i sa ukrštenim dijagonalamabez spregova Tačke preseka dijagonala na susednimTačke preseka dijagonala na susednim stranama mogu se poklapati na pojasu ili

biti i št l i ljmogu biti izmeštene za polovinu polja Vrsta ispune utiče na određivanje efektivne dužine izvijanja pojasnih štapova

Za momenat inercije štapova se po pravilu uzima minimalna vrednostuzima minimalna vrednostPošto su dijagonale u većini slučajeva vezane za ivični štap samo jednim zavrtnjemvezane za ivični štap samo jednim zavrtnjem,otpada mogućnost smanjenja njihove dužine i ij j 0 9li (št l č j k št ihizvijanja na 0,9li (što se u slučaju neukrštenihdijagonala sa vezom od dva ili više zavrtnjeva može uzeti u obzir)

U slučaju ukrštenih dijagonala, kod kojih jedna preuzima pritisak, a druga zatezanje,jedna preuzima pritisak, a druga zatezanje,tačka ukrštanja se može posmatrati kao čvrsta tačka u ravni nosača i van njegačvrsta tačka u ravni nosača i van njegaU ovom slučaju se za dužinu izvijanja uzima d ži dij l d t j idužina dijagonale od mesta veze sa pojasnimštapom do tačke ukrštanja, sa minimalnim momentom inercije štapa

Važna stavka kod projektovanja ovih rešetkastih stubova je ekscentricitet prirešetkastih stubova je ekscentricitet pri aksijalnom naprezanju ugaonika koji se obično pri proračunu zanemarujeobično pri proračunu zanemarujeZa iznalaženje slabih mesta u konsrukciji t b ti i iti j i ti t btreba sprovesti ispitivanja nosivosti stubova

Ispitivanje stuba dalekovodaOpiti se obično sprovode kada neki novi tip stuba ulazi u serijsku proizvodnju ili se uvode neki novi

t ij limaterijali uproizvodnju

Stubovi se za opite nosivosti koje treba ti t lj j j d j ksprovesti postavljaju na jedan jak

fundament a zatim se aplicira željena horizontalna sila u vrhu stubahorizontalna sila u vrhu stubaIspitivanjem se proverava koeficijent i ti k t k ij i t đ jsigurnosti same konstrukcije i utvrđuje

kapacitet nosivosti za željeno t ć jopterećenje

Ne proverava se samo podudarnost računskih predpostavki sa nosivošću konstrukcije, već se ispitivanjem

tkl j j i i ćpravovremeno otklanjaju i neprimećene mane konstrukcije

Za proračun rešetkastih konstrukcija dalekovodase primenjuju koeficijenti sigurnosti zavisno od l č j t ć j i tslučaja opterećenja i to,

1,5 za normalno opterećenje1 1 za vanredno opterećenje (prekid provodnika ili1,1 za vanredno opterećenje (prekid provodnika ili zaštitnog užeta)

Za uklještene stubove izrađene od jedne cevi ili j jodgovarajućeg poligonalnog preseka primenjuju se sledeći koeficijenti sigurnosti:

1 65 l t ć j1,65 za normalno opterećenje1,3 za vanredno opterećenje

Vertikalno opterećenje stubova:sopstvene težine elemenataptežine provodnika i zaštitne užadiIzolatoritežine gromobrana i ledenih naslaga na provodnicima zaštitnim užadima i štapovima stuba

Horizontalno opterećenje nastaje od opterećenja vetrom i prilikom kidanja provodnika sa jedne strane stuba

Pri proračunu stubova dalekovoda analiziraju se dva slučaja opterećenjase dva slučaja opterećenja

Normalni iVanredniVanredni

Normalna opterećenja Svi stuboviSvi stubovi Razlikuju se sledeće proračunske situacije

Prva moguća kombinacija opterećenja:t ži t b i l t ib d ik i štit ž ditežina stuba, izolatora, pribora, provodnika i zaštitne užadi,težina dodatnog opterećenja na provodnicima i zaštitnoj užadi,rezultanta pune sile zatezanja svih provodnika i zaštitneužadi sa obe strane stuba.

Druga moguća kombinacija opterećenja :težina stuba, izolatora, pribora, provodnika i zaštitne užadi,pritisak vetra na stub i na sve provodnike i zaštitnu užadupravo na vod, odnosno u pravcu simetrale ugla trase,rezultanta od dve trećine sile zatezanja svih provodnika ij pzaštitne užadi sa obe strane stuba

Treća moguća kombinacija opterećenja :težina stuba izolatora pribora provodnika itežina stuba, izolatora, pribora, provodnika i zaštitne užadi,pritisak vetra na stub i na sve provodnike ipritisak vetra na stub i na sve provodnike i zaštitnu užad u pravcu voda, odnosno upravno na simetralu ugla trase,a s et a u ug a t ase,rezultanta od dve trećine sile zatezanja svih provodnika i zaštitne užadi sa obe strane stubaprovodnika i zaštitne užadi sa obe strane stuba

Analizira se kombinacija sledećih opterećenja:opterećenja:

težina stuba, izolatora, pribora,težina provodnika i zaštitne užaditežina provodnika i zaštitne užadi,dve trećine sile zatezanja provodnika i zaštitne užadi s jedne strane stubaužadi s jedne strane stuba

Analiziraju se sledeće proračunske situacijeNoseći stubovi:Noseći stubovi:

težina stuba, izolatora, pribora, provodnika i zaštitne užadi,,težina dodatnog opterećenja na provodnicima i zaštitnoj užadi,polovina sile zatezanja jednog provodnika ili jednog zaštitnog užeta s jedne strane stuba, a za

d ik č t ti il t jprovodnike u snopu - četvrtina sile zatezanja provodnika jednog snopa.

Zatezni stubovi i ugaoni noseći stubovil k t j t ći d 20osa uglom skretanja trase većim od 20o

težina stuba, izolatora, pribora, provodnika i štit ž dii zaštitne užadi,težina dodatnog opterećenja na provodnicima i zaštitnoj užadiprovodnicima i zaštitnoj užadipuna sila zatezanja svih provodnika i zaštitne užadi u oba pravca trase osimzaštitne užadi u oba pravca trase osim jednog provodnika, odnosno jednog zaštitnog užeta s jedne strane stuba, a za vodove sa provodnicima u snopu - puna sila zatezanja svih snopova provodnika i zaštitne užadi u oba pravca trase osimzaštitne užadi u oba pravca trase, osim jednog snopa, odnosno jednog zaštitnog užeta s jedne strane stubaj

Vanredna opterećenja se ne uzimaju u obzir za vodove do 35 kV nazivnog napona, osimza vodove do 35 kV nazivnog napona, osimna deonicama sa težim klimatskim uslovimaOpterećenje vetrom se izračunava iz opštegOpterećenje vetrom se izračunava iz opštegizraza za opterećenje vetrom prema važećim

i i t (JUS U C7 110 JUSpropisima za vetar (JUS U.C7.110, JUS U.C7.111, JUS U.C7.113)

Led za stubove dalekovoda predstavlja jedno od dominantnih opterećenjaod dominantnih opterećenjaStepen zaleđenosti zavisi od prosečne vlažnosti vazduha u zimskom periodu privlažnosti vazduha u zimskom periodu pri temperaturama oko nultog stepena i nešto iži t tnižim temperaturama

Na visinama 700-1100 m zaleđenost može biti znatna

Teške čvrste naslage: sirovi led, formiran pri temperaturama vazduha od cca 0o do -3o,temperaturama vazduha od cca 0 do 3 , specifične težine od 4 do 7 kN/m3, moguće su debele naslage kod dužeg trajanja vetrasu debele naslage kod dužeg trajanja vetraLake rastresite naslage: sirove, formiranje pri t t i d 7o i iž ifič t ži dtemperaturi od -7o i niže, specifične težine odoko 2 do 5 kN/m3

Pri analizi opterećenja potrebno je definisati:Sa kojim naslagama leda treba računati u pogledu j g p gdebljine i težine?Koje aerodinamičke karakteristike pretpostaviti za zaleđene profile?Koji pritisak vetra treba primeniti pri punoj

l đ ti?zaleđenosti?

U područjima u kojima dolazi do pojave većih ledenih naslaga, moraju se i noseći stuboviledenih naslaga, moraju se i noseći stuboviproveriti za kombinaciju izuzetnog opterećenje sa punom silom kidanjaopterećenje sa punom silom kidanja provodnikaK j ć t t d ilKao najveća temperatura voda po pravilu seutvrđuje +40oC, kod visoko opterećenihvodova +60oC

Provodnici i zaštitna užad se proračunavaju za sledeće uslove:

minimalna temperatura -20oCmaksimalna temperatura + 40oC

Poprečni presek provodnika mora biti dovoljno veliki da ukupna temperatura usled zagrevanja strujom ne bude viša od +80oC, pri čemu se računa sa temperaturom okoline od +40oCZa provodnu užad se pretežno koriste Al/St užad -aluminijum/čelik

Bezbedna udaljenost između provodnika, odnosno između provodnika i zaštitne užadi je ako udaljenost D u sredini raspona u uslovima bez vetra na temperaturi od +40oC iznosi najmanje:

(cm)provodniknineotklonjezarazmaksigurnosni1fkD ++=

gde je:f ugib provodnika na temperaturi +40oCl dužina izolatorskog lancal dužina izolatorskog lancak koeficijent koji zavisi od rasporeda dva posmatrana provodnika

(detaljnije u propisima)pri horizontalnom rasporedu D = 60 cmpri horizontalnom rasporedu Dmin = 60 cmpri kosom rasporedu Dmin = 70 cmpri vertikalnom rasporedu Dmin = 140 cm.

Izolator je deo montažnog sklopa koji služi za električno izolovanje i mehaničko spajanjeelektrično izolovanje i mehaničko spajanje provodnika sa nosećom konstrukcijom Izolatorski lanac je montažni sklop jednog iliIzolatorski lanac je montažni sklop jednog iliviše izolatora i opreme za nošenje, koji služi

l kt ič i l j i h ičk j jza električno izolovanje i mehaničko spajanjeprovodnika sa nosećom konstrukcijomDimenzije izolatora se moraju uzeti u obzir pri izradi stubova

Potporni izolatori se čvrsto spajaju sa stubomViseći izolatori se sa stubom spajaju tako daViseći izolatori se sa stubom spajaju tako dase mogu slobodno klatiti oko tačke učvršćenjaučvršćenja Keramički izolatori se sastoje od tvrdog porcelana, aluminijum oksida, steatita ili melalita

Manje konstrukcije stubova mogu se lako postaviti na ravnom terenu pomoćupostaviti na ravnom terenu pomoću podešavajućih hvataljki nakon što se montiraju na zemljimontiraju na zemljiVeće konstrukcije su uglavnom stubovi na

t i f i j " t ži j "neravnom terenu, i formiraju se "etažiranjem"po visinu

Najčešći način montaže je pomoću montažneigleKod teških konstrukcija ponekad se koriste i dva štapa da bi se delovi stubova izvukli uvisinu

Specijalne metode montažeSpecijalne metode montažepodrazumevaju upotrebu specijalnihkranova i helikopteraTeški stubovi se ponekad montiraju izTeški stubovi se ponekad montiraju iz elemenata spajanjem zavrtnjevima Izvlačenje vodnih i zemljanih užadi zahtevaIzvlačenje vodnih i zemljanih užadi zahtevaspecijalne uređaje za montažu i iskustvo k ji l ž lik fikojim raspolažu samo velike firme za izgradnju vodova

Čelični stubovi moraju imati temeljeTemelji moraju biti dimenzionisani tako daTemelji moraju biti dimenzionisani tako da pritisak na tlo ne pređe dopuštenu vrednost za određenu vrstu tlaza određenu vrstu tlaNačin izrade i oblik temelja (plitko ili duboko fundiranje, prizmatični ili stepenasti temelji,fundiranje na šipovima li ankerni temelji na steni) moraju odgovarati širini osnove stuba i veličini napadnih silap

Temelji za čelične stubove moraju biti i i 20 i d tminimum 20 cm iznad terena

Gornja površina temelja mora bitiobrađena tako da sa na njoj ne zadržava voda i da delovi stuba ne sprečavaju oticanjep j jvode U tlu sa visokim nivoom podzemne vode ili tlupkoje se mestimično plavi ili čak u tlu koje je stalno pod vodom pored blok i stepenastih p p ptemelja koriste se temelji od gotovih betonskih delova ili gotovi betonski ili čeličnigšipovi

stepenasti temeljfundiranje ulaganjemfundiranje ulaganjembušeni temeljfundiranje na bušenim šipovimafundiranje na čeličnim pobijenim šipovimafundiranje na čeličnim pobijenim šipovima