Фундаменты комплектных трансформаторных подстанций (КТП) из винтовых свай

В состав комплектной трансформаторной подстанции входят:

• распределительное устройство низкого напряжения;
• силовой трансформатор;
• устройство ввода напряжения (высокого);
• соединительные механизмы;
• устройства управления и защиты;
• прочее вспомогательное оборудование.

В отдельных случаях в конструкцию КТП могут входить воздушные, кабельные высоковольтные линии ввода либо вывода, блоки автоматического освещения.

• Однотрансформаторные мачтовые подстанции (КТПМ) либо подстанции столбового типа (КТПС) для обслуживания частных/небольших промышленных объектов. В регионах с умеренным климатом их устанавливают на улицах.

• Промышленные комплектные трансформаторные подстанции. Располагают в цехах предприятий.

• Киосковые комплектные трансформаторные подстанции. Обслуживают сельскохозяйственные, небольшие промышленные объекты, населенные пункты.

• Комплектная трансформаторная подстанция городской сети. Используется в одно- либо двулучевой схеме городского электроснабжения, сельскохозяйственных, промышленных объектов.

К площадке для размещения высоковольтного оборудования предъявляются повышенные требования. Она должна иметь уклон для отвода поверхностных вод или масла (при сбросе во время работы в аварийном режиме).

По требованиям пожарной безопасности расстояние до ближайших строений или оборудования должно быть не менее 10 м.

Высота надземной части фундамента зависит от вида КТП и составляет от 0,2 до 1,8 м.

Кроме того, должны выполняться следующие требования к основанию:

• фундамент должен иметь строго горизонтальную поверхность;
• должны быть предусмотрены кабельные каналы для прокладки, подключения кабелей (при наличии кабельного ввода);
• при установке КТП с масляным трансформатором, на площадке фундамента должна быть устроена маслосборная яма;
• корпус КТП должен опираться на фундамент минимум в четырех крайних точках основания, длина безопорного расстояния не должна превышать 2000 мм.

Для установки комплектных трансформаторных подстанций используют разные виды фундаментов, но в основном – лежни. Они имеют форму перевернутой буквы «Т» и укладываются так, что горизонтальная часть помещается в грунт, а к вертикальной части крепятся силовые устройства КТП.

Сейчас все чаще при устройстве фундаментов комплектных трансформаторных подстанций используют винтовые сваи.

Способность к восприятию нагрузок свайно-винтовым основанием всегда в первую очередь определяется несущей способностью грунтов и нагрузками от строения, а уже потом – конструктивными и геометрическими параметрами конкретной сваи, которые также назначаются, в том числе на основании данных о грунтовых условиях.

Поэтому на предполагаемой площадке строительства прежде всего должны быть проведены исследования грунта, которые позволят подобрать параметры винтовых свай, оптимальные именно для данного объекта (подробнее «Геотехнические и геолого-литологические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов»).

Диаметр ствола винтовой сваи подбирается на основании требований к жесткости, прочности и устойчивости (несущей способности), данных о коррозионной агрессивности грунтов (КАГ). Толщина стенки ствола – на основании данных о КАГ, а также в соответствии с требованиями к жесткости и прочности (подробнее «Расчет стенки ствола»).

Решение о выборе марки стали принимается исходя из требований к жесткости, прочности, а также исходя из грунтовых условий (в том числе данных о коррозионной агрессивности) и условий эксплуатации (подробнее «На что влияет марка стали?»).

Диаметр лопастей назначается на основании данных о несущей способности грунтов и о нагрузках от строения (в соответствии с требованиями устойчивости), толщина – на основании данных о КАГ, требований к жесткости и прочности, конфигурация – на основании данных о физических характеристиках грунтов (пористость, степень насыщения водой, консистенция, гранулометрический состав). Подробнее в статье – «Подбор параметров лопастей».

В зависимости от грунтовых условий участка строительства подбирается и ширина лопасти. Так, диаметр лопасти может превосходить диаметр ствола менее чем в 1,5 раза (узколопастные модификации) или же в полтора и более раза (широколопастные модификации). Каждая из этих конструкций может быть установлена и максимально эффективно эксплуатироваться в определенных грунтах (подробнее – «Что лучше: многовитковые или лопастные винтовые сваи?»).

Количество лопастей также назначается в соответствии с грунтовыми условиями и данными о нагрузках от строения. А межлопастное расстояние, шаг и угол наклона лопастей многолопастных модификаций, назначенные в соответствии с информацией о грунтах, позволяют обеспечить совместную работу сваи и околосвайного грунта, обеспечивая лучшее восприятие нагрузок (подробнее «Особенности расчета многолопастных винтовых свай»).

Длина подбирается исходя из показателей нормативной глубины промерзания и несущей способности грунтов (подробнее «Как подобрать длину винтовых свай для фундамента?»).

Больше информации о различных видах свай в статье «Как выбрать винтовые сваи для фундамента?». Наиболее часто используемые параметры конструкций с диаметром ствола от 133 до 168 мм – в статье «Конструктивные и геометрические параметры (типоразмеры) винтовых свай».