Справочник по строительству и реконструкции линий электропередачи напряжением 0,4–750 кВ Кравцов Анатолий

1.6.9. Натяжная арматура

Натяжение проводов и крепление их к анкерно-угловым опорам осуществляется с помощью натяжных зажимов различной конструкции, размеры и механическая прочность которых должны соответствовать размерам и механической прочности натягиваемого провода или каната.

Зажимы воспринимают нагрузку от тяжения проводов (канатов) в нормальном режиме при воздействии на них ветра и гололеда. Зажимы должны обеспечивать прочность заделки проводов (канатов) не ниже 90 % расчетной прочности проводов (канатов) на разрыв, а также надежный электрический контакт.

В зависимости от конструкции и способа монтажа натяжные зажимы подразделяются на клиновые, болтовые, заклинивающиеся и прессуемые. Они могут быть разъемные и неразъемные. Для алюминиевых проводов сечением от 16 до 95 мм² применяются простые клиновые зажимы типа НК (рис. 1.31, а и табл. 1.119).

Рис. 1.31. Клиновые зажимы: а – НК-1-1; б – НКК-1-1Б

Таблица 1.119

Клиновой зажим марки НК-1-1

* Соединяется с ушками У1-7-16 и У1К-7-16.

Для крепления сталеалюминиевых проводов сечением от 10 до 50 мм² и стальных канатов сечением от 25 до 86 мм² применяются натяжные зажимы «клин-коуш» типа НКК (рис. 1.31, б и табл. 1.120).

Таблица 1.224

Натяжной зажим типа НКК

* Соединяется с ушками У1-7-16 и У1К-7-16.

** Соединяется с ушком У1-12-16.

Натяжные зажимы типов НБ и НЗ (рис. 1.32 и табл. 1.121) предназначены для крепления алюминиевых и сталеалюминиевых проводов сечением от 70 до 300 мм² и выпускаются болтовыми марок НБ-2-6А и НБ-3-6Б и заклинивающимися марки НЗ-2-7. Рабочее положение зажима – болтовым хвостиком в сторону провода шлейфа, а раструбом в сторону пролета. Для алюминиевых и сталеалюминиевых проводов болтовой зажим НБ-3-6Б поставляется с алюминиевой прокладкой, уложенной вдоль желоба корпуса зажима.

Рис. 1.32. Натяжные разъемные зажимы: а – НБ-2-6А; б – НБ-3-6Б; в – НЗ-2-7

Для проводов А 150 – А 300 зажим НБ-3-6Б комплектуется ушком У1-12-16.

Таблица 1.121

Натяжные разъемные зажимы типов НБ и НЗ

Для натяжения сталеалюминиевых проводов сечением 240 мм² и больше на линиях электропередачи напряжением 220 кВ и выше применяются натяжные прессуемые зажимы типа НАС, состоящие из алюминиевого корпуса и анкера с проушиной, изготовленные из стали (рис. 1.33 и табл. 1.122). В хвостовике зажима на длине 100 мм опрессовывается провод, уходящий в шлейф. Конструкция зажимов этого типа такова, что при опрессовывании зажима плоскость расположения проушины может быть выбрана любой, в зависимости от условий комплектования изолирующей подвески и направления провода, уходящего в шлейф.

Рис. 1.33. Натяжные прессуемые зажимы типа НАС

Таблица 1.222

Натяжные прессуемые зажимы типа НАС для сталеалюминиевых проводов (см. рис. 1.33)

Для оконцевания и натяжения стальных канатов сечением от 50 до 500 мм², используемых на линиях электропередачи в качестве грозозащитных тросов, применяются натяжные прессуемые зажимы типа НС (рис. 1.34 и табл. 1.123). Зажим НС изготовляется из стали. Он состоит из трубки с отверстием для каната и стальной дугообразной скобы, приваренной к концу трубки. Для выполнения заземления грозозащитного троса конец его пропускается через трубку корпуса зажима НС и отгибается в нужном направлении. Зажим опрессовывается, а на конце троса опрессованием монтируется заземляющий зажим типа ЗПС (рис. 1.35 и табл. 1.124). Зажим ЗПС с помощью болта через проушину закрепляется за мета ллоконструкции анкерно-угловой опоры.

Рис. 1.34. Натяжные прессуемые зажимы типа НС для стальных канатов

Рис. 1.35. Заземляющий прессуемый зажим типа ЗПС для присоединения к опоре заземляющих концов грозозащитного троса

Таблица 1.123

Натяжные прессуемые зажимы типа НС для стальных канатов (см. рис. 1.34)

Таблица 1.124

Заземляющие прессуемые зажимы типа ЗПС для стальных канатов (см. рис. 1.35)

Натяжные зажимы типа ТРАС используются при осуществлении транспозиции сталеалюминиевых проводов на опоре. По конструкции зажимы типа ТРАС аналогичны зажимам типа НАС и с теми же анкерами, но корпус зажима имеет расточку с другой стороны, так как вывод провода в шлейф осуществляется в сторону пролета.

Для монтажа сталеалюминиевых проводов повышенной прочности используются натяжные прессуемые зажимы типа НАСУС, по конструкции аналогичные зажимам типа НАС.

Натяжные прессуемые зажимы применяются при монтаже стальных канатов по ГОСТ 3062-80*, ГОСТ 3063-80*, ГОСТ 3064-80* сечением от 48 до 298 мм². Зажимы типа НС изготавливаются из стали и предназначены для крепления грозозащитных тросов, оттяжек опор, а также стальных проводов на специальных переходах. Конструкция этих зажимов проста в производстве, удобна при монтаже и надежна в эксплуатации.

Для анкерного крепления проводов марки АС сечением от 70 до 400 мм² и тросов марки С к опорам воздушных линий электропередачи применяются натяжные спиральные зажимы типа НС-D_прр-01 (НС – натяжной спиральный зажим; D_пр – номинальный диаметр провода, мм; две последние цифры (01) – модификация зажима).

В состав зажима входят коуш литой и силовая спираль из проволоки. Силовая спираль представляет собой U-образную прядь спиралей, проклеенную компаундом. Силовая спираль навивается на провод. Прочность заделки провода в натяжном спиральном зажиме составляет не менее 95 % прочности провода. На внутреннюю поверхность пряди наносится абразив.

Натяжные спиральные зажимы надежно сохраняют провода от повреждения за счет распределения сдавливающего усилия по всей длине зажима. Технические характеристики натяжных зажимов НС приведены в табл. 1.125.

Таблица 1.125

Натяжные спиральные зажимы типа НС-D_пр -01*

* Могут использоваться взамен натяжных зажимов типа НБ; НЗ; НС; НАС; НАСУС.

1.6.10. Соединительная арматура

Соединительная арматура предназначена для соединения проводов и канатов воздушных линий электропередачи. К соединительной арматуре относятся: овальные, плашечные, прессуемые, клыковые, петлевые и заземляющие зажимы. По назначению соединительные зажимы подразделяются на две группы:

1) воспринимающие токовую нагрузку и механическое тяжение по проводам;

2) воспринимающие только токовую нагрузку (петлевые, заземляющие).

По способу монтажа зажимы делятся на прессуемые, овальные – монтируемые обжатием; овальные – монтируемые скручиванием; клыковые – используемые в качестве «сжимов», и плашечные – стягиваемые болтами.

Соединения алюминиевых и сталеалюминиевых проводов сечением от 10 до 185 мм² в пролетах выполняются с помощью соединительных овальных зажимов типа СОАС, монтируемых скручиванием (рис. 1.36 и табл. 1.126). Зажимы изготавливаются из алюминиевых трубок заданной длины, концы которых разбортовываются для обеспечения удобства заведения в трубку концов соединяемых проводов врасплет. Соединительный зажим СОАС-185 для проводов сечением 185 мм² комплектуется дополнительно вкладышем в виде полосы, имеющей двояковогнутое сечение.

Рис. 1.36. Соединительный овальный зажим типа СОАС для алюминиевых и сталеалюминиевых проводов

Соединение стальных канатов в пролетах выполняется с помощью прессуемых зажимов типа СВС, представляющих собой короткую стальную трубку, внутренний диаметр которой обеспечивает возможность одновременного ввода в нее навстречу друг другу концов соединяемых проводов. При относительно тонкой стенке стальной трубки за счет одновременного опрессования концов соединяемых тросов с проволоками, наложенными врасплет, достигается высокая механическая прочность и надежность соединения.

Надежность соединения достигается за счет применения приспособления МИ-189А для проводов сечением до 35 мм², для проводов сечением от 50 до 185 мм² применяется приспособление МИ-230А.

Таблица 1.126

Соединительные овальные зажимы типа СОАС (см. рис. 1.36)

* Комплектуется вкладышем.

Для соединения между собой сталеалюминиевых проводов применяются соединительные прессуемые зажимы типа САС (рис. 1.37 и табл. 1.127). Корпус зажима изготовляется из труб специального профиля. Сердечник, предназначенный для соединения стальной части проводов, имеет профиль, аналогичный профилю корпуса.

Рис. 1.37. Соединительный прессуемый зажим типа САС для сталеалюминиевых проводов

Таблица 1.127

Соединительные прессуемые зажимы типа САС для сталеалюминиевых проводов (см. рис. 1.37)

Для соединения сталеалюминиевых проводов особо усиленной конструкции применяются соединительные прессуемые зажимы типа САСУС (рис. 1.38 и табл. 1.128).

Соединение стальных частей проводов производится методом «врасплет». Опрессование сердечника зажима производят сначала шестигранной, затем круглой матрицей, а опрессование корпуса зажима – круглой.

Для соединения стальных канатов в пролетах используются зажимы соединительные типа СВС, концы канатов в этих зажимах соединяются методом «врасплет», после чего производится опрессование шестигранными матрицами, а затем круглыми.

Зажимы типа СВС обеспечивают прочность заделки канатов не менее 90 % разрывного усилия канатов. Зажимы типа СВС представлены на рис. 1.39, основные данные приведены в табл. 1.129.

Рис. 1.38. Соединительные прессуемые зажимы типа САСУС для сталеалюминиевых проводов

Рис. 1.39. Соединительные зажимы типа СВС для стальных канатов

Таблица 1.128

Соединительные прессуемые зажимы типа САСУС (см. рис. 1.38)

Таблица 1.129

Соединительные прессуемые зажимы типа СВС (см. рис. 1.39)

Выполнение разъемных соединений проводов в шлейфе анкерной опоры из алюминиевых и сталеалюминиевых проводов осуществляется петлевыми переходными зажимами типа ПАС (табл. 1.130). Зажимы (рис. 1.40) состоят из двух алюминиевых контактных лапок, плакированных медью. Лапки зажимов на концах проводов опрессовываются, а между собой соединяются болтами. При переходе с одной марки провода на другую в шлейфах анкерных опор устанавливаются петлевые переходные прессуемые зажимы типа ПП (табл. 1.131).

Рис. 1.40. Соединительные петлевые переходные зажимы типа ПАС (а) для соединения проводов в шлейфе анкерной опоры и типа ПП (б) для перехода с одной марки провода на другую в шлейфах анкерных опор

Таблица 1.130

Петлевые прессуемые зажимы типа ПАС (см. рис. 1.40, а)

Таблица 1.131

Зажимы типа ПП для перехода с одной марки провода на другую (см. рис. 1.40, б)

Петлевые зажимы типа ППТ для перехода с одного на два провода и типа ППР для перехода с двух проводов на три провода приведены на рис. 1.41 и в табл. 1.132 и 1.133.

На линиях электропередачи 35—110 кВ заземление грозозащитных тросов осуществляется зажимами типа ПС (рис. 1.42, а и табл. 1.134).

Для соединения алюминиевых и сталеалюминиевых проводов в петлях анкерных опор ВЛ и осуществления отпаек применяются плашечные зажимы типа ПА (рис. 1.42, б и табл. 1.135). Зажимы марки ПА-1-1 применяются также для крепления петли проводов при анкерном креплении на штыревых изоляторах. В соединительных плашечных зажимах провод закрепляется затягиванием плашек болтами. После затягивания болтов между краями желобков плашек и корпуса должен оставаться незначительный зазор. Наличие зазора подтверждает, что зажим выбран правильно. Через несколько дней необходимо дополнительно подтянуть болты, так как из-за деформации проводов давление в контакте несколько ослабевает. При полном затягивании болтов провод прочно закрепляется плашками.

Рис. 1.41. Петлевые зажимы типа ППТ (а) для перехода с одного провода на два провода и типа ППР (б) для перехода с двух проводов на три провода

Рис. 1.42. Плашечные контактные зажимы: а – типа ПС; б – типа ПА

Таблица 1.132

Петлевые зажимы типа ППТ для перехода с одного на два провода (см. рис. 1.41, а)

Таблица 1.133

Петлевые зажимы типа ППР для перехода с двух проводов на три провода (см. рис. 1.41, б)

Таблица 1.134

Соединительные плашечные зажимы типа ПС (см. рис. 1.42, а)

Таблица 1.135

Соединительные плашечные зажимы типа ПА (см. рис. 1.42, б)

Для крепления стальных канатов, применяемых на линиях электропередачи в качестве грозозащитных тросов и оттяжек опор, применяются клыковые зажимы типа КС (рис. 1.43 и табл. 1.136).

Зажимы используются в качестве «сжимов» в комплекте с коушами, блоками или специальными роликами. В зависимости от необходимой прочности заделки каната применяется различное количество клыковых зажимов. Их преимущество перед прессуемыми зажимами – это разборное крепление, т. е. монтаж без применения прессов.

Рис. 1.43. Клыковой зажим типа КС для крепления стальных канатов

Таблица 1.224

Клыковые зажимы типа КС (см. рис. 1.43)

Заземляющие прессуемые зажимы типа ЗПС (рис. 1.44, а и табл. 1.137) предназначаются для присоединения стальных канатов или проводов, применяемых на ВЛ в качестве грозозащитных тросов, к заземляющим элементам опор. Крепление зажимов к опорам и лапкам поддерживающих зажимов осуществляется болтами. Зажимы типа ЗПС-3 (рис. 1.44, б) изготовляются из стали, типа ЗПС-3В – из алюминия.

Рис. 1.44. Заземляющие прессуемые зажимы: а – ЗПС-3; б – ЗПС-3В

Таблица 1.137

Заземляющие прессуемые зажимы ЗПС-3 и ЗПС-3В (см. рис. 1.44)

В строительстве воздушных линий электропередачи напряжением 6-35 кВ все более широкое применение находят защищенные провода (ВЛЗ). Основные показатели арматуры для подвески защищенных проводов ВЛЗ приведены в табл. 1.138-1.140.

Таблица 1.138

Соединительные зажимы типа СОАС-ИП для воздушных линий электропередачи 6—10 кВ с изолированными проводами

Зажимы типа СОАС-ИП предназначены для соединения методом скручивания как неизолированных проводов типа АС, так и защищенных проводов. В варианте с защищенными проводами в комплект поставки входит термоусадочная трубка. Термоусадка осуществляется с помощью газовой горелки или высокотемпературного фена. При прогреве до 120–140 °C трубка уменьшается в диаметре до контакта с изолируемой поверхностью. Скручивание зажимов осуществляется с помощью приспособлений МИ-189А и МИ-230А.

Таблица 1.139

Натяжные зажимы типа НК-ИП и НБ-ИП для концевого крепления защищенных проводов на опорах анкерного типа

Таблица 1.140

Поддерживающие зажимы для закрепления защищенных проводов на промежуточных и угловых опорах с углом поворота от 0 до 90°

Для выполнения ответвлений от проводов магистральной линии используется специальный ответвительный зажим типа З03-1. Обеспечение электрического контакта при использовании зажима З03-1 достигается прокалыванием изоляции проводов, при котором удаления изоляции для установки зажима не требуется. Для защиты от атмосферных осадков на зажим устанавливается предохранительный футляр, выполненный из морозостойкой пластмассы.

Зажим З03-1 имеет следующие характеристики:

Сечение провода, мм²:

магистрали……………………………… 70—150

ответвления……………………………. 35—120

Масса, кг:

зажима……………………………………. 0,3

футляра…………………………………… 0,022

Для защиты от дуги при атмосферных перенапряжениях применяется устройство защиты типа ОФД-1 (табл. 1.141). Устройство состоит из зажима, рога и алюминиевой проволоки вяза. При установке устройства не требуется удаления изоляции.

Таблица 1.141

Устройство типа ОФД-1 для защиты ВЛ от дуги

При креплении защищенных проводов на штыревых изоляторах применяются спиральные вязки ВС (табл. 1.142).

Таблица 1.142

Спиральные вязки типа ВС длиной 600 мм

Ремонтные зажимы типа РАС (рис. 1.45, табл. 1.143 и 1.144) устанавливаются в местах повреждения сталеалюминиевых проводов. Эти повреждения проводов возможны в процессе их монтажа и возникают обычно от случайных ударов. Ремонтные зажимы типа РАС для сталеалюминиевых проводов сечением от 95 до 205 мм² состоят из двух алюминиевых желобообразных профилей (корпуса и вкладыша). Корпус устанавливается на поврежденный участок провода, а вкладыш вдвигается в корпус. Монтаж зажимов на проводах осуществляется опрессованием шестигранными матрицами. При обрыве или повреждении алюминиевых проволок, составляющих менее 34 % сечения провода, устанавливаются ремонтные зажимы типа РАС. При этом расстояние между установленными на проводе зажимами должно быть не менее 15 м, в противном случае необходимо вырезать кусок провода и установить соединительный зажим типа САС или СОАС.

Рис. 1.45. Ремонтные зажимы: а – РАС-Х-4А; б – РАС-Х-5А

При повреждениях проволок, составляющих более 34 % сечения провода, ремонт провода осуществляется путем вырезания поврежденного участка и выполнения вставки из отрезка нового провода той же марки, что и поврежденный, и имеющего то же направление повивов. Вид ремонта сталеалюминиевых проводов сечением от 95 до 185 мм² в зависимости от характера повреждений (числа оборванных алюминиевых проволок) приведен в табл. 1.145.

Таблица 1.143

Ремонтные зажимы типа РАС для ремонта проводов сечением от 95 до 205 мм² (см. рис. 1.45, а)

Таблица 1.224

Ремонтные зажимы типа РАС для ремонта проводов сечением от 185 до 500 мм² (см. рис. 1.45, б)

Таблица 1.145

Виды ремонта сталеалюминиевых проводов сечением от 95 до 185 мм²

* Для проводов с усиленным сердечником.

1.7. ЗАЗЕМЛЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

В качестве заземляющих устройств могут использоваться как естественные (арматура железобетонных фундаментов), так и искусственные заземлители. Если обеспечиваемое железобетонными фундаментами сопротивление заземления велико, то применяются дополнительно искусственные заземлители, которые выполняются в виде лучей из круглой стали диаметром 10–16 мм, и вертикальные – из труб или углового железа.

Углубленные заземлители в виде колец или прямоугольников укладываются на дно котлованов под фундаменты, лучше – один контур на весь котлован. Глубинные заземлители применяются там, где они могут достичь хорошо проводящих слоев грунта.

На стальных и железобетонных опорах соединение грозозащитных тросов с заземляющими устройствами опор всегда осуществляется с использованием металла опор.

На ВЛ подлежат заземлению: опоры, имеющие грозозащитный трос или другие устройства грозозащиты; железобетонные и стальные опоры ВЛ напряжением 0,4—35 кВ; опоры, на которых установлены силовые или измерительные трансформаторы, разъединители и другие аппараты; стальные и железобетонные опоры ВЛ 110–500 кВ без устройств молниезащиты, если это необходимо по условиям обеспечения надежной работы релейной защиты и автоматики.

Заземленная опора служит для уменьшения вероятности обратных перекрытий за счет напряжения, возникающего при протекании тока молнии, ударившей в опору или трос, по сопротивлению заземления. Таким образом, оно имеет чисто молниезащитный характер.

При использовании естественной электрической проводимости комлевой части железобетонных опор или фундаментов обратную засыпку котлованов желательно производить вынутым или улучшенным грунтом с тромбованием.

Применение заземляющих устройств (ЗУ) для опор ВЛ без грозозащитных тросов необходимо потому, что в сетях с изолированной нейтралью возможна длительная работа с заземленной фазой, и при перекрытии изоляции на одной из фаз опора, будучи изолированной от земли, может оказаться под потенциалом, близким к фазному, что опасно для жизни. Таким образом, ЗУ имеют характер заземления, обеспечивающего электробезопасность. Сопротивления заземляющих устройств этого типа должны обеспечиваться без учета таких естественных заземлителей, как железобетонные опоры и фундаменты.

Искусственные заземлители выполняются протяженными лучевыми, вертикальными и комбинированными из стального круга диаметром от 12 до 16 мм, а при использовании в сильно агрессивных грунтах – диаметром от 18 до 20 мм. Протяженные лучевые заземлители прокладываются параллельно поверхности земли на глубине от 0,5 до 1 м (в скальных грунтах допускается их прокладка в разработанном слое или по поверхности с обетонированием), а при прокладке зимой в многолетнемерзлых грунтах – просто по поверхности. Число, длина и направление лучей определяются расчетами.

Вертикальные электроды в зависимости от электрических характеристик грунта выбираются длиной от 5 до 20 м, и вертикальное заземление выполняется методом вдавливания или ввинчивания. Если удельное сопротивление грунта с глубиной уменьшается, применяются более длинные электроды.

Элементы заземлителей соединяются сваркой внахлест по всему периметру, при этом длина нахлеста должна быть не менее шести диаметров прутка.

Для защиты заземлителей от почвенной коррозии и удлинения срока их службы, помимо увеличения диаметра стальных прутков, рекомендуется выполнять гидроизоляцию спусков к заземлителю на длине по 10 см в обе стороны от границы раздела слоев с различной воздухопроницаемостью (в частности, и на границе воздух – земля). Гидроизоляция выполняется путем обмотки заземлителя хлопчатобумажной лентой, пропитанной горячим битумом.

Допустимые наименьшие размеры элементов заземляющих устройств, характеристики грунта, нормируемое значение сопротивления, необходимые для расчета заземляющих устройств, приведены в табл. 1.146-1.149.

Таблица 1.146 Наименьшие значения стальных элементов ЗУ

* Для магистралей заземления – не менее 100 мм².

** Для заземлителей молниезащиты – угловая или полосовая сталь сечением не менее 160 мм².

Таблица 1.147

Наименьшие размеры заземляющих и нулевых защитных проводников

* При прокладке проводов в трубах сечение нулевых защитных проводников допускается применять равным 1 мм², если фазные проводники имеют то же сечение.

Таблица 1.148 Средние значения электрического сопротивления грунта

Таблица 1.149

Наибольшее сопротивление заземляющих устройств различных элементов электроустановок

Ориентировочно подсчитать сопротивление R, Ом, простого заземлителя или одиночного электрода, погруженного полностью в землю и целиком находящегося в однородном грунте, можно по следующим упрощенным формулам:

для вертикального электрода R = /l,

для горизонтального электрода R = 2 /l,

где  – удельное электрическое сопротивление грунта, Ом-м;

l – длина электрода заземления, м.

Проводимость сложного заземлителя, все элементы которого находятся в общей среде (земле), меньше суммы проводимости всех элементов, поэтому электроды следует располагать на достаточных расстояниях (например, 5 м) один от другого и в расчет вводить коэффициент, зависящий от конструкции и размеров заземлителей, их расположения, структуры грунта и удельного сопротивления его слоев.

Для ориентировочного расчета сложного заземлителя при однородном грунте можно принять следующие значения:

При проектировании заземляющих устройств учитываются конструкции электродов, неоднородность грунта, глубина промерзания грунта и другие фкторы, влияющие на результат. Однако и тогда расчет не бывает вполне точным, поэтому после монтажа сопротивление заземлителя проверяют измерением. Наиболее экономичны глубинные вертикальные электроды из круглой стали, имеющие лучшую проводимость и достигающие хорошо проводящих слоев грунта. При одинаковой глубине коррозии потеря металла у элементов круглого сечения меньше, поскольку при одинаковой массе поверхность, по которой протекает процесс коррозии, у стержней меньше.