Jít na vyhledávání

Stožáry linek VVN, VN a NN

Výklad

Nejviditelnější částí přenosové i distribuční soustavy jsou podpěrné body nadzemních vedení, zvané sloupy a stožáry. Vedení na nich zavěšená protínají krajinu a tvoří kostru rozvodu elektrické energie. Od větších a pevných kostí přenosové soustavy, přes klouby rozvoden až po malé kůstky distribučních paprsků vysokého a nízkého napětí. Stožárů existuje mnoho druhů, každý druh má určité specifické vlastnosti a plní zadanou funkci. Určením sloupu nebo stožáru je podmíněn i způsob uchycení vedení pomocí izolátorů nebo izolátorových závěsů.

Různé druhy ocelových příhradových stožárů nesou vedení různých napěťových úrovní (Zdroj: © peterschreiber.media / stock.adobe.com)

Různé druhy ocelových příhradových stožárů nesou vedení různých napěťových úrovní

Materiály sloupů a stožárů

Linie dřevěných sloupů v betonových patkách s vedením nízkého napětí (Zdroj: © Konstantin Kulikov / stock.adobe.com)

Linie dřevěných sloupů v betonových patkách s vedením nízkého napětí

Pro úroveň nízkého napětí se většinou používají betonové sloupy. Jsou to konické betonové trubice se spodním průměrem od 20 do 36 cm a výškou kolem 10 metrů. V horní části se instaluje kovová konzole nesoucí izolátory s upevněným vedením. V některých případech, především u rozvodů nízkého napětí, se lze setkat ještě se sloupy dřevěnými, připevněnými na betonové patce. Samostatné dřevěné sloupy se používají již jen u provizorních, dočasných vedení. Jejich uložení do země v důsledku hniloby dřeva totiž neumožňuje dostatečně dlouhodobé použití.

V současnosti se pro vedení nízkého i vysokého napětí nejčastěji používají betonové sloupy s dlouhou životností (Zdroj: © Francesco Scatena / stock.adobe.com)

V současnosti se pro vedení nízkého i vysokého napětí nejčastěji používají betonové sloupy s dlouhou životností

S betonovými sloupy se lze setkat i při rozvodu vysokého napětí, dokonce se používají jako místo instalace koncové trafostanice VN/NN. Při požadavku větší výšky, například při překlenutí roklin, nebo potřebě vícenásobných vedení vysokého napětí se používají příhradové stožáry – ocelové svařované konstrukce z úhelníků, ošetřené proti povětrnostním vlivům žárovým zinkováním a nátěry. Jednotlivé svařené části stožáru se na místě jeho instalace spojují šroubováním. Příhradové stožáry vydrží vetší boční síly, proto se často umísťují do míst změny směru trasy vedení.

S růstem napětí a přenášeného výkonu samozřejmě roste i výška a mohutnost příhradových ocelových konstrukcí, zvyšuje se počet nesených vedení a také počet vodičů na jednu fázi.

Rozdělení a konstrukce stožárů

Jednodříkový výstužní stožár 110 kV dvojitého vedení má kotevní izolátorové závěsy a rozšířenou základnu (Zdroj: © watcherfox / stock.adobe.com)

Jednodříkový výstužní stožár 110 kV dvojitého vedení má kotevní izolátorové závěsy a rozšířenou základnu

Podle konstrukčního řešení (počtu svislých částí stožáru) se stožáry dělí na jednodříkové a portálové. Jednodříkové příhradové stožáry mají obyčejně čtvercový průřez dříku, jehož rozměr se směrem k základně rozšiřuje. Čtyřboká příhradová konstrukce dobře odolává vertikálním tíhovým silám i namáhání na zkrut a ohyb. Na vrcholu dříku je umístěna taky příhradová konzole nebo ramena s izolátory.

Portálová konstrukce stožáru má dva dříky, které jsou nahoře spojeny relativně dlouhým příčným ramenem. Konstrukce připomíná bránu neboli portál. Do této kategorie patří i portálové stožáry kotvené, u kterých je příčné rameno neseno dvojicí tenčích příhradových konstrukcí, ale jejich stabilita je zabezpečena pomocí napnutých kotevních lan.

Portálový stožár se skládá ze dvou samonosných dříků nahoře spojených příčným ramenem nesoucím izolátorové závěsy (Zdroj: © comzeal / stock.adobe.com)

Portálový stožár se skládá ze dvou samonosných dříků nahoře spojených příčným ramenem nesoucím izolátorové závěsy

Druhým způsobem dělení stožárů je dělení podle způsobu zatížení a namáhání příhradové konstrukce. Většina stožárů přímé trasy vedení je dimenzována převážně na svislé namáhání způsobené vlastní hmotností lanových vodičů. Jsou to tzv. nosné stožáry. Po určitých vzdálenostech je vždy mezi nosné stožáry umístěn výstužní kotevní stožár, který tvoří díky robustnější konstrukci pevný bod vedení. Na ramenech nosných stožárů jsou vodiče vedení volně zavěšeny na izolátorových závěsech, kdežto na kotevním stožáru je izolátorový závěs namáhán plným tahem vodičů a v principu napíná lana mezi dvěma kotevními stožáry.

Kotevní stožáry zvlášť vysokého napětí tvoří pevné body přenosového vedení (Zdroj: © tomas / stock.adobe.com)

Kotevní stožáry zvlášť vysokého napětí tvoří pevné body přenosového vedení

Dalším typem je rohový stožár, který se umisťuje tam, kde se mění směr vedení. Je konstruován na nerovnoměrné zatížení a kompenzuje výslednici sil, vznikající v důsledku lomení vedení. Koncový stožár se již podle názvu umisťuje na konec vedení a musí být dimenzován na jednostranné zatížení. K dalším typům stožárů patří ještě odbočné, rozvodné a křižovatkové stožáry.

Vodiče na stožárech

Rozmístění fázových vodičů dvojitého vedení 110 kV v jedné úrovni na nosném stožáru (Zdroj: © torstengrieger / stock.adobe.com)

Rozmístění fázových vodičů dvojitého vedení 110 kV v jedné úrovni na nosném stožáru

Fázové vodiče mohou být na stožárech rozmístěny v jedné, dvou nebo třech úrovních. Jedna úroveň je charakteristická především pro portálové stožáry. Vedení v této konfiguraci dosahuje nejnižší výšku, ale je širší. Při dvou úrovních jsou vodiče na stožáru uspořádány do trojúhelníku (dole dva vodiče a nahoře jeden). Je to kompaktnější způsob vedení, výhodný i z elektrotechnických důvodů. Symetrické trojúrovňové vedení se používá hlavně u dvojitých vedení. Na každé straně stožáru jsou tři fázové vodiče nad sebou, nejčastěji ve tvaru soudku nebo stromku. U jednoduchého vedení je umístění vodičů nesymetrické.

Pojmenování stožárů

Základní typy a pojmenování stožárů velmi vysokého a zvlášť vysokého napětí

Základní typy a pojmenování stožárů velmi vysokého a zvlášť vysokého napětí

Některé nejpoužívanější konstrukce stožárů nápadně připomínají jiné objekty, takže dostaly podle nich svá jména. Delta nebo Kočka se svou robustní konstrukcí hodí spíše k přenosu elektrické energie na větší vzdálenosti, takže se používají v přenosové soustavě. Další typy, jako je například Jedle, Soudek, Čenda, Portál, Sedlák nebo Dunaj mohou být použity jak v přenosové, tak v distribuční soustavě. To, v jaké soustavě nebo na jaké napěťové úrovni se použijí, závisí na výšce, robustnosti a izolátorech daného stožáru.

Konzole VN stožárů

Lehká konstrukce konzoly typu pařát s trojicí podpěrných izolátorů a fázových vodičů vysokého napětí (Zdroj: ČEZ, a. s.)

Lehká konstrukce konzoly typu pařát s trojicí podpěrných izolátorů a fázových vodičů vysokého napětí

Síly působící na distribuční vedení jsou přes izolátory a konzoly přenášeny na konstrukci sloupu nebo stožáru. Důležitou roli hrají právě konzoly – převážně horizontální ramena na sloupu nebo dříku stožáru. U vysokonapěťových vedení může být trojice vodičů uspořádána vodorovně (fázové vodiče jsou vedle sebe) nebo v trojúhelníkové formě, kdy jeden ze tří vodičů je v ose vedení vyvýšen. Při výstavbě nových vedení vysokého napětí je preferovaná trojúhelníková konfigurace. Dvojitá a vícenásobná vedení vysokého napětí často využívají polohu fázových vodičů nad sebou ve třech výškových rovinách. Ke standardním konfiguracím patří typ soudek.

Instalace ochranných prvků zamezujících úrazům ptáků na rovinné konzole nesené šikmými vzpěrami (Zdroj: ČEZ, a. s.)

Instalace ochranných prvků zamezujících úrazům ptáků na rovinné konzole nesené šikmými vzpěrami

Konzoly jsou většinou ocelové svařované konstrukce, chráněné žárovým zinkováním a nátěry před nepříznivými povětrnostními vlivy. Ke sloupům se přichytávají pomocí třmenových objímek šrouby. Dnes nejpoužívanějším typem vysokonapěťové konzole je typ „pařát“, skládající se ze tří ramen nesoucích na podpěrných izolátorech lanové vodiče. Středový nosník je umístěn vertikálně na vrcholu betonového sloupu a zbylé dva vedou šikmo vzhůru po obou jeho stranách. Z dálky konstrukce připomíná ptačí pařát. Šikmá ramena konzole pařátu také znesnadňují nebo znemožňují ptákům přistát a tím je tento typ konzole pro ptáky bezpečný.

Dříve se na vrcholky sloupů instalovaly především rovinné konzoly s šikmými vzpěrami. Vodiče na nich byly neseny v jedné rovině. Příkladem trojúhelníkového uspořádání vodičů jsou konzoly Delta, které mají dva vodiče nesené dolní rovinnou konzolí a třetí je ve výšce asi 1,2 m na malé horní konzole (můstku) nad nimi.

Izolátory

Porcelánové roubíkové izolátory se používají na většině nízkonapěťových elektrických rozvodů (Zdroj: © santipap / stock.adobe.com)

Porcelánové roubíkové izolátory se používají na většině nízkonapěťových elektrických rozvodů

Vodiče nadzemního vedení jsou kotveny k podpěrným bodům pomocí elektrických izolátorů zamezujících vodivému spojení mezi vodičem a konstrukcí stožáru. Podle upevnění vodičů a způsobu namáhání lze izolátory rozdělit na podpěrné, závěsné a kotevní. Pro nízké napětí případně vysokonapěťové rozvody se používají roubíkové izolátory, vedení velmi vysokého napětí je na izolátorech zavěšeno. Roubíkový podpěrný izolátor je ke konzole upevněn pomocí ocelového roubíku a většinou drží vodič nad konzolí. Vyrábí se z glazované keramiky nebo z porcelánu a má jednu nebo několik izolačních sukýnek – talířovitých rozšíření mezi vodičem a konzolí.

Závěsné izolátory pro vyšší napěťové úrovně nesou jen tíhu zavěšených vodičů. Podle napětí vedení se závěsné izolátory sestavují do jednoduchých nebo dvojitých izolátorových řetězců, aby byla dodržena pevnost závěsu, jeho izolační vlastnosti a dostatečná vzdálenost vodiče od kovové konstrukce stožáru. Materiálem závěsných izolátorů bývá obyčejně sklo nebo porcelán.

Dvojitý svislý závěsný izolátorový řetězec nese fázový vodič vedení velmi vysokého napětí (Zdroj: © steuccio79 / stock.adobe.com)

Dvojitý svislý závěsný izolátorový řetězec nese fázový vodič vedení velmi vysokého napětí

Kotevní izolátorové řetězce se podobají závěsným, ale jsou dimenzovány nejen na tíhu vodičů, no musí udržet i jejich natažení. Umisťují se na kotevní stožáry, kde každý závěsný bod sestává ze dvou kotevních izolátorových řetězců (drží lana ze dvou směrů) s volným průběhem vodiče pod izolátory.

Vrátit se nahoru
detail