Композитные фланцевые опоры

Опоры из композитных материалов представляют собой цилиндрические или конусообразные полые изделия, изготовленные из полимерных материалов. Основное назначение опор – освещение улиц, автомагистралей, парковых зон и других общественных и социально значимых мест.

В статье рассмотрены конструктивные особенности композитных изделий, их преимущества и недостатки, виды, технология производства, особенности установки. Также приведены технические характеристики и составлен список основных отечественных и зарубежных компаний, выпускающих данную продукцию.

Виды и конструкционные особенности композитных опор наружного освещения

Композитные опоры – легкие и прочные конструкции, изготовленные по инновационным технологиям. Композитный материал, из которого изготовлены опоры, обеспечивает абсолютную электрическую изоляцию конструкций, поэтому такие опоры считаются лучшим современным решением для различных сфер энергетики.

Области применения

Опоры из композита предназначены для организации освещения автомобильных дорог различного назначения, городских улиц, парков, остановок общественного транспорта, различных объектов социального или промышленного назначения, других сфер энергетики. Также полимерные конструкции могут выполнять функцию флагштоков, их можно использовать в качестве опор для линий связи и электропередачи.

Конструкция опор

Осветительные опоры представляют собой многослойное изделие, состоящее минимум из 2 материалов: армирующей сетки из стекловолокна и полиэфирной смолы. Опора изготавливается из нескольких слоев этих материалов, что обеспечивает механическую прочность и надежность конструкции.

Рис.1.jpg

Рис.1 Слоистая структура осветительной опоры


Преимущества и недостатки

По сравнению с железобетонными и металлическими столбами для освещения, композитные конструкции обладают рядом преимуществ:

  • Устойчивость к коррозии.
  • Электрическая безопасность: композит не проводит электричество, не требуется заземление.
  • Незначительный вес, облегчающий транспортировку и монтаж.
  • Длительный срок эксплуатации, во время которого опоры не требуют дополнительного обслуживания.
  • Возможность окраски в процессе изготовления в любой цвет.

В таблице приведены сравнительные характеристики опор из различных материалов.

Таблица 1. Сравнение опор, выполненных из различных материалов.

Характеристики Гранёная оцинкованная сталь Композитные Железобетонные
Срок эксплуатации около 30 лет более 50 лет около 20 лет
Опыт эксплуатации есть есть есть
Вес опоры высотой 10 м, кг ≈150 ≈52 ≈820
Поведение при низких температурах Подвержены температурному воздействию Воздействию не подвержены или становятся прочнее на 20% Подвержены в случае проникновения влаги
Поведение во влажных средах При нарушении покрытия под воздействием влаги появляется коррозия Не подвержены влиянию влаги Влиянию влаги подвержены


Еще одно важное преимущество осветительных опор из композитных материалов – повышение уровня пассивной безопасности на дорогах. В отличие от металлических и ж/б столбов, при ДТП композитные изделия разрушаются, не нанося значительных повреждений автомобилю и при этом частично поглощают силу удара.

К недостаткам композитных опор относят их высокую стоимость. Этот фактор в совокупности с новизной изделий на рынке и малым количеством производителей сдерживает их повсеместное распространение.

Технология производства

Для изготовления полимерных опор применяется два метода, которые дают изделия различного назначения и качества.

Метод центрифугирования или центробежного литья позволяет получить опоры с ровной и гладкой внешней поверхностью, но такие изделия не обладают высокой прочностью. Поэтому их используют в невысоких парковых и уличных светильниках с подземным способом прокладки электрических проводов, так как навешивание проводов на такие опоры недопустимо.

Метод намотки позволяет получить композитные опоры, обладающие значительными несущими способностями, поэтому изделия, изготовленные таким методом, предназначены для применения в качестве столбов для подвешивания проводов. Минус этого метода заключается в неровной наружной поверхности опор, из-за чего несколько снижается их эстетическая привлекательность.

Виды

На российском рынке представлено два вида композитных опор.

Прямостоечные

ООКП – опоры осветительные композитные прямостоечные, предназначенные для установки непосредственно в грунт с дальнейшим укреплением основания бетоном. Изделия предназначены для навешивания на них консольных или торшерных светильников с нижним подводом электропитания. Для навешивания самонесущих проводов рекомендуется использовать усиленные изделия, имеющие в своей аббревиатуре букву «У».

Рис.2 Опора осветительная композитная прямостоечная


Фланцевые

ООК(С)Ф – осветительные опоры композитные (стеклопластиковые) фланцевые. Особенность данных изделий – возможность установки с использованием фланца, который крепится к фундаменту или бетонируется в земле. Опоры используются для установки торшерных или консольных светильников, для навешивания воздушных силовых линий рекомендуется использовать усиленные модели.

Рис.3 Опора осветительная композитная фланцевая


Обратите внимание! Все опоры из композитных материалов имеют герметично закрывающийся ревизионный люк, предназначенный для обеспечения доступа к электрическим коммуникациям, расположенным в полости столба.

Типоразмеры и маркировка

Маркировка опор из композита состоит из букв, обозначающих их тип (прямостоечная или фланцевая), а также числовых значений, указывающих наружный диаметр в верхней и нижней части, и длину надземной части изделия. Некоторые производители дополнительно указывают толщину стенок в миллиметрах.

Рис.4 Структура обозначений опор освещения


Типоразмеры выпускаемых опор следующие:

  • Высота надземной части: 3; 3,5; 4; 4,5; 5; 6; 7; 8; 9 м. Некоторые производители предлагают более высокие изделия, длина которых составляет 10 и 11 м.
  • Толщина стенок зависит от высоты и назначения опоры и может составлять от 3 до 6, а в некоторых изделиях до 9 мм.

Основные характеристики

Технические характеристики, предъявляемые к композитным опорам, представлены в таблице.

Характеристика Значение
Модуль упругости, МПа 22000
Плотность, кг/дм³ 1,65
Прочность, МПа
-на разрыв 400
-на изгиб 350
-на сжатие 200
Стойкость к ударам, кДж/м² >180
Диэлектрическая проницаемость, кВ/мм 3–7
Диэлектрическая постоянная при 50 Гц 4–6


Технические стандарты, регулирующие требования к производству и эксплуатации

Технические требования и характеристики, которым должны соответствовать опоры освещения из полимерных материалов, содержатся в ГОСТ Р ЕН 40–7–2013.

Варианты установки

При установке композитных опор используют различные методы.

В фундаментный блок

Для установки фланцевых опор используется несколько видов готовых фундаментных блоков:

  • Бетонный блок с вмурованными металлическими шпильками.
  • Композитный фундамент, который представляет собой полимерную трубу с фланцем, стыкующийся с фланцем опоры и соединяющийся болтами с гайками.
  • Металлический фундамент, который изготавливается из толстостенной трубы, также имеет фланец для установки мачты.

Наиболее долговечным считается вариант с использованием композитной закладной, так как полимерные материалы не проводят токи и не подвержены гниению и разрушению при контакте с грунтовыми водами, а по прочности не уступают металлическим и бетонным аналогам.

В землю

Прямостоечные опоры устанавливаются непосредственно в землю, с последующим бетонированием заглубленного основания. Этот метод имеет недостаток, так как на время схватывания бетона требуется обеспечить устойчивое вертикальное положение опоры.

Рис.5,6 Методы установки и крепления опор


Со складывающимся шарниром

Многие производители предлагают опоры на складывающемся шарнире. Такие конструкции после установки можно легко сложить для проведения ремонтных работ, например, замены осветительного оборудования

Рис.7 Опора со складывающимся шарниром. Вес опоры небольшой.


Кронштейны композитные для фонарей освещения

Для крепления к опорам фонарей освещения и других навесных элементов используются специальные кронштейны или оголовники, изготавливаемые из стекловолокна и полиэфирных смол. Кронштейны выпускаются двух видов:

  • КСП – со стандартной несущей способностью.
  • КСПС – усиленные, рассчитанные на неблагоприятные условия (значительные ветровые нагрузки) и с увеличенной несущей способностью.

По форме кронштейны выпускаются одинарные и двойные, по количеству устанавливаемых светильников – от 1 до 4. Вылет (длина) одинарного кронштейна составляет 2,250 метра, двойного – 2,250 и 2 метра.

Технология монтажа

Установка прямостоечных опор производится одним этапом: после подготовки отверстия глубиной 2 метра, в него устанавливается, выставляется в вертикальной плоскости и распирается опора. Затем отверстие заполняется бетонной смесью. На время застывания и набора прочности бетонной заливки опоре необходимо обеспечить статичность и минимизировать колебания от ветровых нагрузок.

Установка фланцевых опор освещения осуществляется в два этапа.

На первом этапе подготавливаются фундаменты под мачты. В этом заключается основное преимущество фланцевых опор: есть возможность заранее установить фундаментные элементы, залить их бетоном и дать ему время, необходимое для набора прочности без дополнительных нагрузок.

В случае с фланцевым фундаментным элементом глубина пробуриваемой скважины равняется длине трубы до фланца. При использовании фундамента стаканного типа глубина отверстия должна составлять не менее 2 метров. После установки фундаментного элемента отверстие заливается бетоном.

После полного затвердевания бетонной фундаментной подушки на объект доставляются опоры. Установка опор фланцевого типа заключается в подъеме их при помощи манипулятора, совмещении монтажных отверстий на фланцах и соединении фундаментного блока и мачты при помощи болтового соединения.

Обратите внимание! Количество и размер болтов предусмотрено конструкцией фланцевого соединения. При установке опор недопустимо сокращать количество монтажных болтов!

После установки и фиксации опор на них устанавливаются кронштейны и светильники, производится установка клеммного щитка и подключение электрической части.

Рис.8 Одинарный и двойной кронштейны для фонарей освещения




Рис.9, 10 Двойной кронштейн для фонарей освещения


Заземление

В связи с тем, что композитный материал, из которого изготавливаются опоры, не проводят электрический ток, заземление не производится. Даже в случае пробоя изоляции, поражение человека, прикоснувшегося к опоре, не произойдет.

Основные производители

Композитные опоры освещения на российском рынке представлены как отечественного, так и зарубежного производства.

TopGlass – итальянская компания, являющаяся европейским лидером по производству композитных материалов различного назначения. В России продукцию итальянского бренда представляет компания «Гален», головной офис которой расположен в г. Москва.

Alumast SA – польская компания с 20 летним опытом производства композитных материалов. Кроме производственных мощностей, Alumast располагает собственными научно-исследовательскими площадками, где разрабатывается новая, проходит испытания и улучшается выпускаемая продукция.

Preformed Line Products (PLP) – международная корпорация, специализирующаяся на разработке, производстве и поставке качественного оборудования и изделий в сфере энергетики, телекоммуникаций, солнечной энергетики. В России компания представляет дочернее предприятие PLP-RUS, которое действует с 2013 года.

«Армпласт» – российский производитель композитных материалов. Завод выпускает свою продукцию под брендом ArCoProm. В каталоге представлены различные стеклопластиковые и другие изделия: арматура, сетки, осветительные опоры, мачты, ЛЭП, трубы, решетки, люки и другая неметаллическая продукция.

«САФИТ» – компания, созданная на основе НИИ специального машиностроения. Используя уникальное технологическое оборудование, компания наладила выпуск трубопроводов и других изделий из коррозионностойких материалов. Продукция «САФИТ» применяется в энергетике, медицине, нефтегазовой и химической промышленности, других сферах.

ERSTE – компания из Санкт-Петербурга, специализирующаяся на производстве и поставках по России и в страны СНГ изделий из композитных материалов. В каталоге представлены листы из гладкого и рифленого композита, композитные профили и арматура, опоры, мачты, флагштоки, ящики для песка и химических реагентов, другие изделия.