Stožáry jsou nezbytnou součástí nadzemního elektrického vedení, jehož využití u nás i ve světě převažuje. Naopak vedení v kabelech pod zemským povrchem je ve světě ojedinělé. Výjimečně se toto řešení využívá pouze v případech, kdy je stavba nadzemního vedení vyloučena z prostorových důvodů. Typickými případy jsou propojovací vedení zvláště vysokého napětí v husté městské zástavbě.
Stožáry zajišťují, aby se části pod napětím (elektrické vodiče) nepřibližovaly k terénu, okolním předmětům a objektům. Bezpečnou vzdálenost od vedení pod napětím upravují zákonné bezpečnostní normy (tzv. ochrana živých částí polohou, živými částmi se rozumí 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 nízkém napětí (NN) 22 a 35 kV a vysokém napětí (VN) 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 110kV, ale převážně přenosovou soustavu tvořenou vedeními o velmi vysokém napětí 220 kV a zvláště vysokém napětí 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 dvojité vedení společnosti ČEPS 400/220 kV uvedené do provozu v roce 2007, které se označuje jako „Příčná spojka“. Příčná spojka 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
Zde 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 přichycený 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 cca 320 m.
Ochranné pásmo vedení
Každé elektrické zařízení, a tedy i vedení, má své ochranné pásmo. Jedná se o souvislý prostor, ve kterém je vedení umístěno a o bezpečný prostor v okolí vedení (prostor, ve kterém se mohou pohybovat vodiče, zvětšený o bezpečnostní vzdálenosti). Požadavek na 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 teplota zvýší a zvýší se 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
- 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 (nátěr, pozinkování, Atmofix). Některé typy konstrukcí můžete vidět na fotografiích.
| Soudek nosný (3x400+220 kV) | Soudek kotevní (3x400+220 kV) |
popis1+2: Oba stožáry nesou trojnásobné vedení 400 kV a vedení 220 kV. Tyto monumentální stožáry nesoucí mnohočetná vedení běžně v krajině nespatříte. Používají se většinou tam, kde se sbíhá více tras vedení, tzn. zpravidla v blízkosti rozvoden nebo velkých sídel.
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 též označuje jako noha stožáru (zejména u stožáru, kde je více dříků) a spojuje patu a hlavu stožáru.
Většina stožárů má ještě tzv. konzoly neboli ramena, která slouží pro uchycení izolátorových závěsů jednotlivých vodičů (fází) elektrického vedení.
Se zemí je stožár spojen prostřednictvím svého základního dílu. Nadzemní část základu stožáru tvoří čtyři betonové válce o průměru zhruba 50 cm a výšce cca 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 zemnícím 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, příp. 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.
Doba výstavby od vyhloubení základů stožárů do rekultivace terénu po ukončení stavby nepřesahuje zpravidla 3 měsíce.
Ke štokování se často používá tzv. štokovací jehla, což je zařízení
vztyčené uvnitř základu stožáru. S jeho pomocí se zvedají další části konstrukce.
Další příklady typů stožárů:
| Delta kotevní 400 kV | Kočka kotevní 400 kV (název získala podle „oušek“, které nesou slabší zemnící vodiče) |
| Mačka nosná 400 kV | Třídřík 400 kV |