Stožáry v energetice

Stožáry zajišťují, aby se části pod napětím (elektrické vodiče) nepřibližovaly k terénu, okolním předmětům ani objektům. Bezpečnou vzdálenost od vedení pod napětím upravují zákonné bezpečnostní normy (tzv. ochrana živých částí polohou; živými částmi se rozumějí části pod napětím).

Dělení z hlediska vlastníků a napěťových hladin

V České republice hospodaří se stožáry pro elektrická vedení v zásadě dva druhy subjektů. Prvním jsou distribuční společnosti. Ty rozvádějí elektřinu ke konečným spotřebitelům, to znamená domácnostem, firmám atd. Jejich distributorské sítě zahrnují vedení o vysokém napětí (VN) 22 a 35 kV a velmi vysokém napětí (VVN) 110 kV.

Druhým subjektem je společnost ČEPS, která na našem území působí jako provozovatel přenosové soustavy. Kromě toho zajišťuje propojení s elektrizačními soustavami sousedních zemí. ČEPS vlastní a spravuje menšinovou část vedení o napětí 110 kV, ale převážně přenosovou soustavu tvořenou vedeními o zvláště vysokém napětí 220 a 400 kV, často nazývanou „páteřní“. Ta slouží k rozvedení výkonu z velkých systémových elektráren po celém území České republiky a zároveň je součástí mezinárodního propojení Evropy.

Na jednom stožáru nemusí být pouze vedení o jedné napěťové hladině. Takovým příkladem může být nové dvojité vedení společnosti ČEPS 400/220 kV, uvedené do provozu v roce 2007, které se označuje jako „příčná spojka“. Ta má v celé délce trasy vedení na jedné straně stožárových konstrukcí systém o napětí 400 kV a z druhé strany 220 kV. Toto vedení vzniklo postupnou přestavbou stávajícího jednoduchého vedení o napětí 220 kV.

Dělení podle funkce

Existují dvě základní skupiny, nosné a kotevní stožáry. Od sebe jsou na první pohled rozeznatelné podle rozdílného zavěšení izolátorů a podle dimenzí (kotevní jsou mohutnější).

Nosné stožáry mají za úkol přenášet pouze svislé síly působící od vodičů. Izolátorový závěs je na stožáru zpravidla zavěšen kolmo k zemi a na jeho konci je přichycen vodič.

Kotevní stožáry přenášejí i síly působící ve směru vodičů. Tím zajišťují udržení potřebného napětí vodičů v celém kotevním úseku. Na kotevním stožáru jsou izolátorové závěsy uchyceny ve směru vodičů (v přibližně vodorovné poloze).

Mezi dvěma kotevními stožáry, které jsou určeny pro napěťové hladiny 220 kV a 400 kV, jsou v průměru 3–4 nosné stožáry. Úsek mezi dvěma kotevními stožáry nazýváme „kotevní úsek“. O prostoru mezi dvěma stožáry mluvíme jako o rozpětí. Průměrné rozpětí stožárů těchto napěťových hladin je přibližně 320 m.

Ochranné pásmo vedení

Každé elektrické zařízení, a tedy i vedení, má své ochranné pásmo. Jde o souvislý prostor, ve kterém je vedení umístěno, a o bezpečný prostor v okolí vedení (prostor, v němž se mohou pohybovat vodiče, zvětšený o bezpečnostní vzdálenosti). Požadavek, aby existovala ochranná pásma, je důležitý, protože vodiče vykazují určitý průhyb. Ten se mění v závislosti na klimatických podmínkách a na zatížení samotného vodiče (při vyšším zatížení se zvýší teplota i průhyb).

Ochranné pásmo je souvislý prostor vymezený svislými rovinami po obou stranách vedení ve vodorovné vzdálenosti měřené kolmo na vedení, která činí od krajního vodiče vedení na obě jeho strany:

• u vedení napětí 22 a 35 kV 7 (10) m ¹⁾ ,
• u vedení napětí 110 kV 12 (15) m,
• u vedení napětí 220 kV 15 (20) m,
• u vedení napětí 400 kV 20 (25) m.

Zákon stanovuje, že uvnitř těchto koridorů se nesmí vyskytovat porost vyšší než 3 metry nad zemí. Kromě toho je závaznými normami určena rovněž minimální vzdálenost dřevin od živých částí vedení (vodiče pod napětím), která činí 4 m u vedení 220 kV a 5 m u vedení 400 kV.

Tvary a typy stožárů

Stožáry jsou vyrobeny z ocelové konstrukce, ze dřeva či z betonu. Jsou vždy dimenzovány tak, aby vydržely namáhání a splňovaly bezpečnostní požadavky po celou dobu jejich životnosti. Stožáry pro vyšší napěťové hladiny, které používá společnost ČEPS, jsou z oceli s povrchovou ochranou proti korozi (tou může být nátěr, pozinkování či Atmofix). Některé typy konstrukcí můžete vidět na fotografiích.

Části stožáru

Stožár elektrického vedení lze popsat jako soubor tří částí. Je to pata (někdy také patka nebo zhlaví), dřík a hlava stožáru. Pata je spodní částí, která je spojena se zemí prostřednictvím základu. Dřík se někdy označuje též jako noha stožáru (zejména u stožáru, kde je více dříků) a spojuje patu a hlavu stožáru.

Většina stožárů má ještě konzoly neboli ramena, která slouží pro uchycení izolátorových závěsů jednotlivých vodičů (fází) elektrického vedení.

Se zemí je stožár spojen prostřednictvím svého základního dílu. Např. u vedení Příčná spojka tvoří nadzemní část stožáru čtyři betonové válce (u jiných vedení event. kvádry) o průměru zhruba 50 cm a výšce asi 50 cm. Do každého z válců je ukotvena jedna základová noha stožáru.

S elektrickým vodičem je stožár spojen izolátorovým závěsem. Většina stožárů velmi vysokého a zvlášť vysokého napětí je navíc opatřena zemnicím lanem, které má mj. za úkol chránit vedení před atmosférickým přepětím.

Výstavba stožárů

Stožáry jsou konstruovány tak, aby odolaly extrémním povětrnostním vlivům. Musejí odolávat námrazám a větru o síle vichřice, tj. o rychlosti minimálně 120 km/h.

Stožáry se kompletují z dílců přímo na jejich stanovišti. Vztyčují se metodou postupného vysouvání, tzv. štokování, popř. se používá metoda klopení, kdy se pomocí jeřábu vztyčuje celý předem smontovaný stožár. Na obtížně přístupných místech se používá pro montáž stožárů i letecká technika (vrtulníky).

Izolátory se na konstrukci vyzvednou pomocí kladkostrojů. Vlastní vodiče se na místo dopravují navinuté na bubnech a o průměrné hmotnosti 3 tuny a na izolátory se montují pomocí speciálních navíjecích souprav.