Электроснабжение нетяговых потребителей железнодорожного транспорта устройство обслуживание ремонт

ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ И ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ НЕТЯГОВЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

1 Федеральное агентство железнодорожного транспорта Уральский государственный университет путей сообщения Кафедра «Электроснабжение транспорта» А. А. Ковалев Н. А. Аксёнов Т. Т. Шаюхов ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ И ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ НЕТЯГОВЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ Курс лекций для студентов специальностей «Системы обеспечения движения поездов» «Электроэнергетика и электротехника» Екатеринбург УрГУПС 2016

2 УДК : К56 К56 Ковалев, А. А. Электропитание и электроснабжение нетяговых потребителей : курс лекций / А. А. Ковалев, Н. А. Аксёнов, Т. Т. Шаюхов Екатеринбург : УрГУПС, , [2]с. Курс лекций составлен в соответствии с рабочей учебной программой по дисциплине «Электропитание и электроснабжение нетяговых потребителей» для студентов специальностей «Системы обеспечения движения поездов» и «Электроэнергетика и электротехника». УДК : Авторы: А. А. Ковалев канд. техн. наук, доцент кафедры «Электроснабжение транспорта», УрГУПС Н. А. Аксенов ассистент кафедры «Электроснабжение транспорта», УрГУПС Т.Т. Шаюхов ассистент кафедры «Электроснабжение транспорта», УрГУПС Рецензенты: И. С. Цихалевский канд. техн. наук, доцент, председатель учебно-методической комиссии электромеханического факультета, УрГУПС Д. В. Глазов начальник проектного отдела, АО «Форатек ЭТС» Уральский государственный университет путей сообщения (УрГУПС), 2016

3 Оглавление Глава 1 Электропитание и электроснабжение нетяговых потребителей Электроснабжение потребителей электрической энергии Категории электроприемников Электроснабжение устройств СЦБ Схемы электроснабжения устройств СЦБ и нетяговых потребителей на электрифицированных линиях Транспозиция проводов Техническое обслуживание опорных и поддерживающих конструкций Организация технического обслуживания и ремонта Техническое обслуживание (ТО) устройств электроснабжения Техническое обслуживание и ремонт опор, прожекторных мачт и приставок Техническое обслуживание поддерживающих конструкций воздушных линий Техническое обслуживание и ремонт воздушных и кабельных линий автоблокировки, продольного электроснабжения и дпр Провода воздушных линий Самонесущие изолированные провода Соединения проводов Кабельные линии Аппаратура воздушных линий Техническое обслуживание изоляторов воздушных линий Натяжение, стрелы провеса и техническое обслуживание крепления проводов воздушных линий Техническое обслуживание и ремонт жестких анкеровок воздушных линий Техническое обслуживание и ремонт заземлений Обход с осмотром состояния устройств электроснабжения воздушных и кабельных линий Проверка осмотром состояния воздушных переходов через железнодорожные пути, автомобильные дороги, ВЛ, контактную сеть и сближения с другими объектами ВЛ

4 Глава 2 Общая характеристика систем электроснабжения объектов Характеристика системы электроснабжения Упрощенная структура систем электроснабжения Основные требования, предъявляемые к СЭС Проектирование систем электроснабжения Классификация и характеристики электроустановок и приемников электрической энергии Классификация и характеристика электроустановок Классификация приемников электрической энергии Характеристика приемников электрической энергии Глава 3 Графики электрических нагрузок Краткая характеристика графиков нагрузок Графики нагрузок индивидуальных приемников Групповые графики электрических нагрузок Годовые графики нагрузок Коэффициенты, характеризующие графики нагрузок Основные характеристики электрических нагрузок Показатели нагрузок, характеризующие индивидуальные электроприемники Показатели нагрузок, характеризующие группу электроприемников Основные методы расчета электрических нагрузок Вспомогательные методы расчета электрических нагрузок Расчетные нагрузки однофазных электроприемников Определение пиковых нагрузок Расчетные нагрузки осветительных электроустановок Рекомендации по выбору метода расчета электрических нагрузок Расчет электрических нагрузок на различных уровнях СЭС Глава 4 Картограмма электрических нагрузок Общие положения Построение картограммы нагрузок Определение центра электрических нагрузок литература

5 Глава 1 Электропитание и электроснабжение нетяговых потребителей 1.1. Электроснабжение потребителей электрической энергии На железнодорожном транспорте общего пользования устройства электроснабжения обслуживают дистанции электроснабжения (ЭЧ), которые должны обеспечивать надежное электроснабжение: электроподвижного состава для движения поездов с установленными весовыми нормами, скоростями и интервалами между ними при требуемых размерах движения; устройств сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ), связи и вычислительной техники как потребителей электрической энергии I категории надежности. Допускается электроснабжение этих устройств по II категории до их переустройства; устройств электроснабжения остальных нетяговых потребителей железнодорожного транспорта в соответствии с установленной категорией. Принципиальная схема электроснабжения потребителей электрической энергии на железнодорожном транспорте приведена на рис Схемы внешнего электроснабжения должны обеспечивать железнодорожный транспорт как потребителя электрической энергии I категории. При разработке таких схем должно быть исключено одновременное выпадание двух смежных тяговых подстанций, пунктов питания. Электроснабжение устройств СЦБ осуществляется от распределительных устройств (РУ) тяговых, трансформаторных подстанций или пунктов питания двумя воздушными или кабельными линиями со встречным питанием фидеров. Одна из них основное питание (ВЛ СЦБ), вторая резервное (ВЛ ПЭ) на участках постоянного тока и ДПР (два провода-рельс) на участках переменного тока. 5

6 а 4 4 б ЭЦ ЭЦ Рис Схемы электроснабжения потребителей электрической энергии: а на электрифицированных линиях; б на неэлектрифицированных линиях: 1 электрическая станция (ГЭС, ТЭЦ, АЭС) и повышающая трансформаторная подстанция; 2 линия электропередачи; 3 понижающая трансформаторная подстанция (районная подстанция); 4 тяговая подстанция; 5 пункт питания; 6 контактная сеть; 7 воздушная линия электроснабжения устройств СЦБ (ВЛ СЦБ, основное питание); 8 воздушная линия продольного электроснабжения (ВЛ ПЭ или ДПР, резервное питание устройств СЦБ, основное питание нетяговых потребителей); 9 потребитель электрической энергии (тяга поездов); 10 потребитель электрической энергии (устройства СЦБ); 11 потребитель электрической энергии (нетяговый потребитель) Перерыв питания устройств СЦБ, вызванный кратковременным отключением линии, допускается не более 1,3 с, в течение которого происходит отключение фидера СЦБ от защиты и автоматическое повторное включение (АПВ) или автоматическое включение резерва (АВР). На всех пунктах питания фидера ВЛ СЦБ и ВЛ ПЭ выполняются раздельными для каждого плеча питания. Пункту питания ВЛ СЦБ и ВЛ ПЭ должны быть сфазированы и допускать параллельную работу на период включения линии под нагрузку, а также иметь одинаковое чередование фаз для каждого плеча питания. Схема распределительного устройства 10 кв для питания устройств СЦБ тяговой подстанции приведена на рис. 1.1, в. 6

10 кв РУ 10 кв ВЛ СЦБ Шкаф ввода 10 кв F1 QF1 F2 F3 QF2 QSG1 TA1 TA2 ТСН Повышающий Трансформатор ТРУ ВЛ СЦБ QSG2 Шкаф Шкаф ТН 1 ТН 2 Шкаф фидера 1 ВЛ СЦБ QSG3 Шкаф фидера 1 ВЛ СЦБ

380/220 В ШНП Шкаф СН переменного тока Модуль ДГА на открытой части подстанции отходящие фильтры ШНП Шкаф СН переменного тока QF1 ДГА КМ1 КМ2 ШДГА Шкаф ввода ШНВ ДГА отходящие фильтры

380/220 В ШДГА ШДГА QF4 Шкаф отходящих фидеров гарантированного питания Шкаф ИПБ

220 В отходящие фильтры ШИБП

220 В Блок РУ в здании подстанции Аккумуляторно-инверторнй источник бесперебойного питания маллой мощности Рис. 1.1 (окончание): в однолинейная схема РУ 10 кв питания СЦБ (тяговой подстанции); ТСН трансформатор собственных нужд; РУ распределительное устройство; СН собственные нужды; ШНП шина низковольтного питания; ШНВ шкаф низковольтного ввода; ДГА дизель-генераторный агрегат автоматизированный; ШДГА шина ДГА; ИБП источник бесперебойного питания 7

8 На участках, где электроснабжение устройств СЦБ осуществляется по II категории, должны быть разработаны графики строительства высоковольтных линий для обеспечения устройств электроснабжения по I категории надежности. Уровень напряжения переменного тока основного и резервного питания измеряют под нагрузкой на силовых опорах в кабельных ящиках, на постах ЭЦ и в домах связи на вводных панелях. Номинальное напряжение переменного тока на устройствах СЦБ и связи должно быть 110, 220 и 380 В. Отклонения от указанных величин номинального напряжения допускаются в сторону увеличения не более 5 % и в сторону уменьшения не более 10 % Категории электроприемников Электроприемники в отношении обеспечения надежности электроснабжения тяги, устройств СЦБ, связи и других нетяговых потребителей железнодорожного транспорта, как было отмечено выше, разделяются на три категории: I, II и III (рис. 1.2). а 1 ЭЦ ДГА ВЛ ПЭ 6-10 кв ВЛ ПЭ 6-10 кв (ДПР) б 1 2 ЭЦ ДГА 3 1 ВЛ ПЭ 6-10 кв 6 5 8

9 в ВЛ 6-10 кв ВЛ 0,4 кв 6 Рис Схемы питания потребителей, расположенных на участках между тяговыми подстанциями: а I категории, б II категории и в III категории : 1 тяговая подстанция, пункт питания; 2 светофор; 3 релейный шкаф; 4 силовая опора резервного питания устройств СЦБ; 5 силовая опора основного питания устройств СЦБ; 6 КТП; 7 нетяговый потребитель К первой категории относятся электроприемники (ЭП), перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, срыв графика движения поездов, значительный ущерб транспорту и хозяйству страны в целом. Электроприемники этой категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания, и перерыв их электроснабжения при выходе из строя одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания. Так, например, для перехода питания с линии ВЛ СЦБ на линию ВЛ ПЭ (ДПР) время переключения должно быть не более 1,3 с. В качестве третьего источника для электроснабжения особой группы потребителей I категории устройств СЦБ и связи используют резервные электростанции дизель-генераторные агрегаты (ДГА) с запасом дизельного топлива, рассчитанного на непрерывную работу ДГА в течение двух суток. На пунктах питания устройств СЦБ и связи должен быть обеспечен постоянный автоматический подзаряд аккумуляторных батарей. Задержка запуска ДГА при выходе контролируемого напряжения за установленные пределы в электрических сетях должна быть в пределах 3 10 с. Ко второй категории относятся электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к нарушению производственного цикла и массовым простоям рабочих энергоемких предприятий-потребителей. ЭП второй категории обеспечиваются электроэнергией от двух источников питания. 9

10 Перерыв в электроснабжении потребителей, относящихся ко второй категории, допускается на время выполнения переключений обслуживающим персоналом. К третьей категории относятся все остальные ЭП. Для них электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают одних суток. В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроустановок по условиям электробезопасности электроустановки подразделяются: до 1 кв (по действующему значению напряжения); выше 1 кв. По способу выполнения электрические сети до 1 кв подразделяются на сети: с заземленной нейтралью (четырех- или пятипроводные); сети с изолированной нейтралью (трехпроводные). Электрические сети выше 1 кв подразделяются на сети: с эффективно заземленной нейтралью (как правило, 110 кв и выше); с изолированной нейтралью. На железнодорожном транспорте потребление электрической энергии подразделяется: на тяговое (тяговые потребители) (см. рис. 1.1, поз. 9); нетяговое (устройства СЦБ, связи, вычислительной техники); остальные нетяговые потребители (см. рис. 1.1 поз. 11). Потребление энергии электрической тягой имеет определенную специфику в отношении схем питания, распределения и преобразования электрической энергии в энергию движения поезда (в данном пособии не рассматривается). Часть нетяговых потребителей может потреблять электрическую энергию по традиционным схемам переменного тока промышленной частоты, другая часть потребителей (питающаяся, например, от линий тяговой сети) по схемам, имеющим конструктивные особенности. 10

11 Электроснабжение устройств СЦБ Выбор схемы электроснабжения устройств СЦБ и связи производится на основании технико-экономических расчетов, с учетом требуемой надежности электроснабжения потребителей. Работники районов контактной сети (ЭЧК) и районов электроснабжения (ЭЧС) обслуживают воздушные и кабельные линии и устройства электроснабжения, от которых осуществляется питание устройств СЦБ, связи и вычислительной техники. На железных дорогах с электрической тягой применяют систему кодовой автоблокировки переменного тока. На электрифицированных участках постоянного тока и неэлектрифицированных участках с автономной тягой поездов кодовые сигналы передаются на промышленной частоте 50 Гц и частоте 25 Гц, на участках переменного тока на частоте 25 Гц, что обеспечивает устойчивую работу аппаратуры автоблокировки. Для получения частоты 25 Гц применяются статические преобразователи частоты. Устройства СЦБ относятся к потребителям I категории, которые должны обеспечиваться электрической энергией от двух независимых источников питания основного и резервного. Основное питание осуществляют от высоковольтной линии 6 или 10 кв (линия автоблокировки ВЛ СЦБ), расположенной вдоль железнодорожного пути на самостоятельных опорах или на опорах контактной сети, а резервное от линий ВЛ ПЭ 6 или 10 кв или ДПР 25 кв. Наиболее распространенные схемы электроснабжения устройств СЦБ и размещение проводов ВЛ на опорах контактной сети приведены на рис. 1.3 и рис

12 а Узел А ВЛ 6 или 10 кв ВЛ 220 В Надставка ДПР 27,5 кв ВЛ 6 или 10 кв Волновод Волновод Усиливиющий провод 3,3 кв ДПР 27,5 кв Провод СЦБ 27,5 кв ВЛ 220 кв Провод ДПР (или СЦБ) 27,5 кв Провод обратного тока Провод группового заземления б ВЛ 35 кв ВЛ 10 кв в Провода ВЛ 10 кв Усиливающий провод Усиливающий провод Провода автоблокировки Провод СИП Волновод min Кабель ДУ 600 min Провод ВОЛС Ось пути Ось пути min Ось пути 8000 Ось пути Ось пути Рис Варианты схем размещения проводов ВЛ: а на опорах контактной сети, б отдельно стоящих опорах, в опорах жестких поперечин 12

13 а б ВЛ СЦБ ВЛ ПЭ ВЛ СЦБ ВЛ ПЭ в г ВЛ СЦБ ВЛ ПЭ ВЛ СЦБ ДПР д ВЛ СЦБ е ВЛ СЦБ ВЛ 35 КВ ж ВЛ СЦБ ПР ПР 13

14 з Провода ВЛ 10 кв Усиливающий ппровод Усиливающий ппровод Провод автоблокировки Низковольтная линия Кабель ВОЛС Верхний обрез фундамента min min Трос группового заземления Волновод Низковольтная линия min 6000 min Рис Системы электроснабжения устройств СЦБ для двух одноцепных линий 6-10 кв (ВЛ СЦБ и ВЛ ПЭ): а на отдельно стоящих опорах, б двухцепной линии 10/10 кв (6/6 кв) в двух одноцепных линий 6-10 кв на опорах контактной сета, г одной одноцепной линии ВЛ СЦБ 6-10 кв на отдельно стоящих опорах и линии продольного электроснабжения ВЛ ПЭ 6-10 кв, подвешенной на опорах контактной сети, д одной одноцепной линии ВЛ СЦБ 10 кв на отдельно стоящих опорах и двух проводов системы ДПР 25 кв, подвешенных на опорах контактной сети, е одной одноцепной линии ВЛ СЦБ 6-10 кв и ВЛ 35 кв, ж двухцепной линии 35/10 кв, з и одной одноцепной линии ВЛ СЦБ 6-10 кв на отдельно стоящих опорах и двух проводов (ПР) системы ДПР 27,5 кв, подвешенных на опорах контактной сети Электроснабжение устройств СЦБ, связи и вычислительной техники выполняют воздушной линией и, как исключение, в обоснованных случаях кабельной линией (вставки). Кабельные вставки (рис. 1.5) выполняют в отдельных местах, например, при пересечении с другими высоковольтными линиями, при переходах через железнодорожные пути, фунтовые дороги и т.п. 14

15 Кабель 10 кв м 3 WK WK WK Рис Схема кабельной вставки: 1 железнодорожный путь; 2 автомобильная дорога; 3 репер; 4 глубина размещения кабеля в траншее (0,7 м); 5 асбоцементная труба; 6 глубина размещения кабеля под автомобильной дорогой по нормам ПУЭ ( м); 7 расстояние от шпалы до асбоцементной трубы ( м) Схемы электроснабжения устройств СЦБ и нетяговых потребителей на электрифицированных линиях На неэлектрифицированных линиях к нетяговым потребителям относят устройства СЦБ (рис. 1.6), остальные нетяговые потребители это силовые и осветительные нагрузки промежуточных станций, локомотивные и вагонные депо, служебные и бытовые здания, электрифицированные механизмы и инструмент путевых бригад ЭЦ 7 Рис Схема электроснабжения устройств СЦБ и нетяговых потребителей: 1 высоковольтный ввод; 2 пункт питания; 3 комплектная трансформаторная подстанция (КТП); 4 нетяговый потребитель электрической энергии; 5 ВЛ СЦБ; 6 ВЛ ПЭ или ДПР; 7 потребитель устройств СЦБ 15

16 К районным нетяговым потребителям относят нагрузки промышленных и сельскохозяйственных предприятий, расположенных вдоль железной дороги. Питание устройств СЦБ на электрифицированных линиях постоянного (3 кв) (рис. 1.7, 1.8) и переменного тока (25 и 2×25 кв) (рис. 1.9, 1.10) с двух сторон от смежных тяговых подстанций по двум воздушным или кабельным линиям. РУ 6 (10) кв РУ 6 (10) кв ПС кв 8 ВЛ СЦБ ВЛ ПЭ Рис Схема электроснабжения устройств СЦБ на электрифицированных участках постоянного тока: 1 силовой тяговый трансформатор; 2 выпрямительный агрегат; 3 распределительное устройство 3,3 кв; 4 контактная подвеска; 5 электроподвижной состав; 6 реактор; 7 воздушный промежуток; 8 тяговая рельсовая цепь; 9 ВЛ СЦБ (основное питание); 10 ВЛ ПЭ продольного электроснабжения (резервное питание устройств СЦБ); 11 пост секционирования ВЛ СЦБ; ПС пост секционирования контактной сети 16

17 а б ВЛ СЦБ (основное питание) ВЛ СЦБ (основное питание) 10 кв 10 кв ПКН ПКН РВП РВП РВП РВП ПП ПП ОХ ПХ Кабельный ОХ ПХ ящик АВМ 220 В +5%-231 В

10% 198 В АВМ Релейный шкаф СЦБ Рис Схемы электроснабжения устройств сигнальной точки СЦБ с трансформатором ОМ или ОЛ для ВЛ СЦБ: а основное питание), б ВЛ ПЭ (резервное питание) (пунктиром условно показана нагрузка) 17

18 РУ 6 (10) кв РУ 6 (10) кв РУ 27,5 кв С А В ПС РУ 27,5 кв 1 С А В кв 4 ВЛ СЦБ ДПР Рис Схема электроснабжения устройств СЦБ на электрифицированных участках переменного тока 27,5 кв: 1 силовой тяговый трансформатор; 2 распределительное устройство 27,5 кв; 3 контактная подвеска; 4 электроподвижной состав; 5 тяговая рельсовая цепь; 6 нейтральная вставка; 7 ВЛ СЦБ (основное питание); 8 система ДПР (резервное питание устройств СЦБ и питание других нетяговых потребителей); 9 силовая опора основного питания устройств СЦБ; 10 силовая опора резервного питания устройств СЦБ; 11 релейный шкаф; 12 светофор Одна из линий основное питание (ВЛ СЦБ), к которой подключены силовые опоры сигнальных точек, КТП постов ЭЦ, средства автоматического контроля технического состояния подвижного состава на ходу поезда (ДИСК, ПОНАБ, КТСМ, УКСПС) и другие устройства СЦБ. Второе питание резервное (ВЛ ПЭ) на участках постоянного тока и ДПР на участках переменного тока. К таким линиям подключены устройства электроснабжения СЦБ, а также КТП, трансформаторные подстанции (ТП) нетяговых потребителей: железнодорожные станции, остановочные пункты, дистанции, депо и другие железнодорожные потребители. 18

19 а РУ 6 (10) кв РУ 27,5 кв В С А С В 1 А 2 3 В С ПС А С В РУ 6 (10) кв 1 А РУ 27,5 кв 25 кв 4 5 ПР (ВЛ СЦБ) ДПР б в ПП ПП ДПР 7 ПР 7 ДПР 7 ВЛ СЦБ 6 Рис Схемы электроснабжения нетяговых потребителей: а на электрифицированных линиях переменного тока 2×25 кв; б, в варианты размещения проводов основного и резервного питания устройств СЦб : 1 силовой тяговый трансформатор тяговой подстанции; 2 автотрансформаторный пункт; 3 питающий провод (ПП); 4 тяговая рельсовая цепь; 5 электроподвижной состав; 6 основное питание устройств СЦб (ПР или Вл СЦб); 7 ДПР (два провода рельс) резервное питание устройств СЦб, электроснабжение нетяговых потребителей; 8 релейный шкаф; 9 светофор 19

20 Схемы питания и секционирования линий автоблокировки и продольного электроснабжения, питающие посты ЭЦ, должны предусматривать разъединители с двух сторон от КТП с моторными приводами, управляемые дистанционно или по телеуправлению. Для повышения надежности электроснабжения устройств СЦБ применяют посты секционирования (рис. 1.11). а б А В С У(ГА) А В С в А В С ТА1 2(TV) 4(FV) ТА2 TV FV FV TV Рис Пост секционирования ВЛ СЦБ: а с указанием расположения и установочных размеров КРУН серии К-102 с линейными разъединителями, вакуумным выключателем и встроенными трансформаторами тока ТА1,ТА2 и разрядниками FV; б принципиальные схемы для линий с односторонним питанием; в двусторонним питанием Система тягового электроснабжения устройств СЦБ также осуществляется от смежных тяговых подстанций переменного тока по двум воздушным или кабельным линиям (рис. 1.12, 1.13). 20

21 а РУ 10 кв 14 РУ 27,5 кв 1 А В С РУ 10 кв РУ 27,5 кв С А В 14 б А/Б ДПР 7 8 Уровень напряжения в кабельном ящике В +5%-231 В -10%-198 В РУ 10 кв 14 РУ 27,5 кв 1 А В С 15 5 ВЛ СЦБ ДПР РУ 10 кв РУ 27,5 кв С А В Рис Схемы электроснабжения устройств СЦБ: а на электрифицированных линиях переменного тока 25 кв с отсасывающими трансформаторами; б по системе ЭУП: 1 тяговый трансформатор на тяговой подстанции; 2 распределительное устройство 27,5 кв; 3 отсасывающий трансформатор; 4 воздушный промежуток; 5 электроподвижной состав; 6 нейтральная вставка; 7 основное питание устройств СЦБ (ВЛ СЦБ); 8 ДПР резервное питание устройств СЦБ, электроснабжение нетяговых потребителей; 9 экранирующий провод (ЭП); 10 усиливающий провод (УП); 11 контактная подвеска; 12 релейный шкаф; 13 светофор; 14 тяговая подстанция; 15 тяговая рельсовая цепь 21

22 ЭП УП 9 ДПР 8 Рис Схемы электроснабжения устройств СЦБ на электрифицированных линиях переменного тока 25 кв и схема размещения проводов на опоре при системе ЭУП: 8 ДПР резервное питание устройств СЦБ, электроснабжение нетяговых потребителей; 9 экранирующий провод (ЭП); 10 усиливающий провод (УП) Транспозиция проводов С целью снижения несимметрии тока и напряжения в параллельно расположенных проводах ВЛ применяют транспозицию проводов в пролете (провода меняют местами). На ВЛ такой пролет должен быть на % укорочен относительно расчетного (или прилегающего). Транспозиция проводов выполняется между одностоечными опорами одноцепных линий и на промежуточных П-образных опорах двухцепных линий. Крепление проводов должно быть двойным (при штыревых изоляторах), схлестывание проводов не допускается (рис. 1.14). 22

23 а /4l l б км 3 км 3 км Рис Схемы транспозиции проводов Вл СЦб: а в пролете и б полного цикла транспозиции проводов, l длина пролета Полный цикл транспозиции проводов Вл, подвешенных на опорах контактной сети (на кронштейнах типа мк-1), выполняется в двух пролетах с разанкеровкой проводов Вл (рис. 1.15) B C A B C A l/2 l/2 l l l/2 l/2 l l l/2 l/2 C A B A B C не более 3 км не более 3 км Рис Схема транспозиции проводов Вл, подвешенных на опорах контактной сети с полевой стороны: 1, 2, 3 опоры; l длина пролета; А, В, С фазы проводов 23

24 Расстояния между транспозициями проводов ВЛ должно быть не более 3 км. Кабельные вставки не учитываются. Полный цикл транспозиции проводов имеет длину 9 км. Для снижения уровня перенапряжений в ВЛ 6-10 кв, смонтированных (размещенных) на опорах контактной сети переменного тока, рекомендуется применять транспозицию проводов через 1 км Техническое обслуживание опорных и поддерживающих конструкций Организация технического обслуживания и ремонта Техническое обслуживание и ремонт устройств электроснабжения автоблокировки осуществляется в соответствии с требованиями и нормами, установленными Инструкцией по техническому обслуживанию и ремонту устройств электроснабжения СЦБ и Правилами устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог, а также Технологическими картами на работы по содержанию и ремонту устройств контактной сети электрифицированных железных дорог (Книга III). Техническое обслуживание, текущий и капитальный ремонт линейных устройств нетягового электроснабжения на опорах контактной сети и самостоятельных опорах на обходах), утвержденными ЦЭ МПС России ЦЭ-197-5/1-3, и другими нормативными актами. Границы обслуживания устройств электроснабжения СЦБ установлены в соответствии с указаниями ОАО РЖД: на силовых опорах сигнальных точек в кабельных ящиках, в отсеках шкафов ТП-20Б, на постах ЭЦ (МРЦ, ДЦ) в вводных шкафах Проверка правильности калибровки плавких вставок предохранителей и автоматических выключателей (АВМ) в кабельных ящиках и релейных шкафах производится путем сравнения значения их номинального тока с параметрами линейного трансформатора согласно табл Переход питания устройств СЦБ с основного на резервное и наоборот производится установленным порядком отключением одного источника питания на посту ЭЦ или по фидеру питания ВЛ с проверкой включения АВР и АПВ.

25 Требования к калибровке плавких вставок предохранителей Мощность линейного трансформатора, ква 0,63 (0,66) Номинальное напряжение вторичной обмотки, В ,25(1,2) ПО 220 Номинальный ток вторичной обмотки, А 5,48 (5,75)* 2,75 (2,87)* 10,9 (10,4)** 5,45 (5,2)** Таблица 1.1 Номинальный ток плавкой вставки или выключателя (ABM), А 4, ,4 15 При этом время перехода электроснабжения на второй источник питания не должно превышать 1,3 с. без погашения сигналов Работы по техническому обслуживанию и ремонту устройств электроснабжения должны производиться в соответствии с технологическими картами. В зависимости от характера выполняемых работ, требований охраны труда и технической оснащенности отдельные работы целесообразно объединять в технологические комплексы Техническое обслуживание (ТО) устройств электроснабжения При техническом обслуживании (ТО) устройств электроснабжения осуществляются: ежедневное наблюдение за их состоянием; проведение осмотров (объездов и обходов) ТО-1; диагностические испытания и измерения ТО-2; технические обследования ТО-3. Техническое обслуживание ТО-1 осуществляют с целью своевременного выявления отклонений от нормального состояния. При обходах и объездах выявляют видимые повреждения опор ВЛ, поддерживающих конструкций, проводов, изоляторов, разъединителей, разрядников, ОПН, светильников и других элементов устройств электроснабжения нетяговых потребителей. Обходы и объезды производят в соответствии с месячным графиком по путям перегонов и станций в светлое время суток. Проверка наружного освещения выполняется в любое время суток при включенном освещении. 5,3 10,5 25

26 В ходе осмотра производится визуальная оценка состояния устройств электроснабжения с выявлением повреждений, нарушений в содержании и отклонений от технических требований и норм. Техническое обслуживание ТО-2 устройств электроснабжения производят с целью выявления неисправностей или отклонений от нормативных требований и регламентированных параметров, которыми руководствуются при оценке степени износа и состояния проверяемых узлов и элементов, а также установления необходимости их ремонта или замены. Работы по диагностированию, испытаниям и измерениям проводит специально обученный персонал с использованием приборов, штанг и других средств технического диагностирования. Диагностирование опор, прожекторных мачт, фундаментов и оценку состояния устройств заземления производит персонал специальных групп по коррозии. Выявленные в результате осмотров при обходах и объездах, а также при диагностических испытаниях и измерениях неисправности, которые могут вызвать нарушения в движении поездов или электроснабжении, устраняются незамедлительно. Остальные неисправности ликвидируются в сроки, устанавливаемые в плане проведения текущего или капитального ремонта. Выявленные недостатки и замечания регистрируют в Книге осмотров и неисправностей (ЭУ-83) по перегонам и станциям, а на крупных станциях по паркам. Текущий ремонт (TP) обслуживаемых устройств, их отдельных узлов и элементов, сроки его проведения назначают в зависимости от технического состояния и характера неисправностей, выявленных при техническом обслуживании (ТО-1, ТО-2 и ТО-3), а также срока эксплуатации, степени загрязненности атмосферы и категорийности электрифицированного участка. Текущий ремонт включает проверку узлов и элементов, состояние которых невозможно оценить с достаточной достоверностью при осмотрах, измерениях и испытаниях; очистку от загрязнения, возобновление смазки, регулировку, проверку надежности крепления арматуры, замену дефектных изоляторов, восстановление отдельных изношенных и неисправных элементов, выявленных при техническом обслуживании и в процессе проведения текущего ремонта. Капитальный ремонт (КР) производят в зависимости от технического состояния устройств электроснабжения, установленного при техническом обслуживании и текущем ремонте, с включением всех работ по замене и ремонту изношенных, выработавших ресурс узлов и элементов. 26

27 Он предусматривает полное восстановление первоначальных технических характеристик устройств с учетом необходимого обновления, повышающего надежность работы и нагрузочную способность, усиление устройств. Обновление и реконструкцию (ОР) производят по решению ОАО «РЖД» при необходимости замены устройств, выработавших более 75 % нормативного срока службы или снизивших более чем на 25 % свою несущую способность. Обновление и реконструкция устройств электроснабжения выполняются строительно-монтажными подразделениями с применением машин и механизмов по проектам, разработанным специализированными организациями. Капитальный ремонт, обновление и реконструкция устройств электроснабжения должны обеспечивать повышение надежности и ресурса работы с переходом на более высокий технический уровень за счет применения новых конструкций, материалов и оборудования и снижать трудоемкость эксплуатационного обслуживания Техническое обслуживание и ремонт опор, прожекторных мачт и приставок Классификация опор воздушных линий Опоры воздушных линий предназначены для закрепления проводов и тросов ВЛ, установки разъединителей, разрядников, кабельных концевых муфт, оборудования для питания сигнальных точек и других назначений. Опоры воздушных линий в зависимости от класса напряжения, материала изготовления, назначения, восприятия нагрузок могут быть: по классу напряжения низковольтные (до 1 кв), высоковольтные (выше 1 кв); по материалам железобетонные, металлические, деревянные; по назначению промежуточные, угловые, анкерные, концевые, специальные, силовые, кабельные и др.; по конструктивному исполнению А-образные, АП-образные, одностоечные, двухстоечные, портальные и др. Опоры рассчитывают с определенным запасом прочности в зависимости от назначения, материала, из которого она изготовлена, а также характера воздействия нагрузок, климатических условий, в которых находится линия. 27

28 Опора должна выдерживать нагрузки в течение всего периода эксплуатации. На концевых опорах и в местах транспозиции проводов устанавливают плакаты с обозначением расцветки фаз. Железобетонные опоры На воздушных линиях автоблокировки и продольного электроснабжения большое распространение получили железобетонные опоры (рис. 1.16), которые более долговечны и надежны по сравнению с деревянными. а б в Рис Железобетонные опоры ВЛ напряжением до 1 кв: а промежуточная; б угловая; в анкерная и концевая: 1 стойка; 2 траверса; 3, 4 анкерная и опорная плиты соответственно; 5 подтраверсник Железобетонные опоры изготавливают цилиндрической, конической, трапецеидальной и прямоугольной форм. Преимущественное применение на железнодорожном транспорте нашли опоры конической формы с предварительно-напряженной стальной арматурой, изготовляемые методом центрифугирования в виде полых конических труб (стоек) длиной 9,5; 10 и 11 м. Стальной каркас такой железобетонной опоры состоит из продольной арматуры в виде нескольких цилиндрических стальных стержней из стали переменного профиля, располагаемых по окружности опоры. 28

29 Стержни скрепляют сваркой со стальными обручами из проволоки диаметром 6 мм, которые размещают по длине каркаса на расстоянии 1 м между ними. Подготовленный таким образом каркас обвивают по окружности спиралью из стальной проволоки диаметром 3 мм и заключают в форму, внутренние размеры которой равны внешним размерам будущей опоры. Форму с каркасом устанавливают на станок, заполняют жидким бетоном и вращают, постепенно увеличивая число оборотов формы. Бетон под действием центробежной силы равномерно распределяется по стенкам формы, уплотняется и получается полая коническая железобетонная труба (стойка) с толщиной стенки мм. Деревянные опоры Опоры ВЛ напряжением до 1 кв и ВЛ 6-10 кв могут быть деревянными (рис. 1.17) с железобетонными приставками. В эксплуатации еще находятся деревянные опоры с деревянными приставками или без них. Ведутся работы по замене таких опор на железобетонные или установке деревянных опор на железобетонные трапецеидальные приставки (ПТ). Наиболее интенсивному гниению подвержены опоры, устанавливаемые непосредственно в грунт, так как особенно сильное загнивание опор наблюдается у поверхности земли. Срок службы таких опор не превышает 5-8 лет. Для повышения срока службы деревянных опор производят пропитку древесины антисептиками в заводских условиях по специальной технологии, препятствующей жизнедеятельности грибка, или применяют установку опор на железобетонные приставки. В этом случае комлевая часть опор находится над поверхностью земли, и опоры в меньшей степени подвергаются гниению. Железобетонные приставки к деревянным опорам воздушных линий применяют не только для продления срока службы стоек, но и при необходимости увеличения высоты опор в местах перехода через железные и шоссейные дороги. 29

30 а б в г д Рис Деревянные опоры ВЛ 6-10 кв: а промежуточные с креплением на крюках; б промежуточные с креплением на траверсе и оголовнике; в угловая промежуточная с креплением проводов на траверсе; г анкерная; д угловая анкерная: 1 приставка; 2 стойка; 3 крюк; 4 штырь; 5 оголовник; 6 траверса; 7 поперечина; 8 ригель; 9 подтраверсник; 10 подкос 30

31 a h a h b а б в l Глубина закопки l Рис Железобетонные приставки: а без уставки на приставки; б, в установка деревянных опор на железобетонные приставки 31

32 Металлические опоры Металлические опоры имеют больший срок службы в сравнении с деревянными и железобетонными и большой расход металла. Их необходимо периодически защищать от коррозии. Для изготовления таких опор используют профильную сталь. На металлоконструкции наносят цинковое покрытие. В процессе эксплуатации для защиты от коррозии применяют защитные лакокрасочные покрытия. Проверка и ремонт опор воздушных линий Железобетонные опоры воздушных линий проверяют наружным осмотром. Трещины, выкрашивание бетона, коррозия арматуры не допускаются. Контролируют затяжку болтовых соединений траверс, проводов заземления, хомутов и другие узлы. Восстанавливают номер и год установки опоры, уточняют наличие даты проверки опоры на загнивание (для деревянных опор) и предупреждающего знака «Осторожно! Электрическое напряжение». Нумерация опор производится по ходу счета километров главного железнодорожного пути отдельно по перегонам и станциям. На двухцепных линиях на опорах должна быть обозначена маркировка соответствующих ВЛ СЦБ и ВЛ ПЭ. Проверяют достаточность принятых мер от наезда транспортных средств на опоры ВЛ. Опоры должны быть защищены отбойными тумбами. В охранной зоне ВЛ не должны находиться здания либо сооружения, древесно-кустарниковая растительность. Проверку состояния железобетонных опор в подземной части осуществляют путем осмотра с выборочным вскрытием грунта у основания опоры на глубину не менее 0,5 м, убеждаясь в отсутствии трещин, отколов и других видимых дефектов. Контролируют состояние железобетонных приставок, бандажей. Раскрытие арматуры приставки, разрыхление бетона, наличие местных сколов, ослабление бандажа, обрыв проволок бандажа не допускаются. На опорах, признанных при проверке опасными для дальнейшей эксплуатации, наносят краской трафарет «Не влезай, опасно». Проверка степени загнивания деревянной опоры Основным недостатком деревянных опор является подверженность их загниванию. Наибольшее гниение происходит при влажности дре- 32

33 весины около % и температуре С. Еловая древесина разрушается в течение 2-3 лет. Деревянные опоры, приставки загнивают у поверхности земли и на глубине до 0,4-0,5 м на уровне грунтовых вод. Стойки опор на приставках также подвержены загниванию в торцевой части и местах сочленения с приставками (рис. 1.19). а б ,5-2 м м н 0 0 в 122 г Рис Проверка состояния опор: а и железобетонных приставок; б деревянных опор; в также щуп, г для проверки деревянных опор Проверку степени загнивания деревянной опоры, установленной в грунт, или деревянной приставки опоры Вл выполняют по распоряжению в два лица без снятия напряжения; вдали от частей, находящихся под напряжением; без подъема на высоту. 33

34 Для выполнения этой работы необходимо иметь лопату, молоток слесарный, рулетку, блокнот для записи с письменными принадлежностями, прибор типа ПД-1, щуп и сверло для проверки загнивания деревянных опор. При отсутствии прибора ПД-1 допускается измерять степень загнивания древесины с помощью щупа (шила) длиной мм с делениями через каждые 5 мм. Для проведения работ необходимо откопать деревянную стойку (опору) на глубину до 0,4-0,5 м и очистить ее поверхность от земли. Осмотреть поверхность в подземной и надземных частях стойки (1,5-2 м от земли) и выявить поверхностные круговые или локальные места загнивания, наметить зоны измерений. У стоек с приставками необходимо осмотреть поверхность надземной части стойки в зоне креплений бандажей к приставке. Особое внимание следует обратить на наиболее опасные места выхода из земли и узлы сочленения стойки опоры с приставками. Необходимо определить наличие внутреннего загнивания сверлом или по звуку, ударяя молотком по поверхности (при наличии загнивания звук будет «глухим» или дребезжащим, а при отсутствии «чистым», звонким). Для этого измеряют рулеткой окружность стойки. Вдавливают иглу прибора ПД-1 и по отклонению стрелки определяют качество древесины (прибор отградуирован пропорционально усилию проталкивания иглы в дерево). Далее производят измерение не менее чем в трех точках по окружности стойки диаметра стойки (Ø н ) и определяют оставшийся диаметр (Ø о ) средний диаметр здоровой части древесины. При отсутствии прибора ПД-1 глубину внешнего кругового или локального загнивания определяют с помощью щупа длиной мм с делением через 5 мм. Результаты проверки и измерений заносят в блокнот с указанием номера опоры. Засыпают стойку фунтом с послойной трамбовкой. Сравнивают полученные результаты измерений с допустимыми (диаметр здоровой части древесины должен составлять не менее 75 % от расчетного в опасном сечении. На отбракованные опоры наносят краской трафарет «Не влезай, опасно», а у опор, признанных годными к эксплуатации, на паспортной табличке опоры год проверки. Результаты измерений записывают в Паспорт ВЛ 6-10 кв. 34

35 2 1 3 н 0 Рис Измерение диаметра стойки (опоры) в опасном сечении и сравнение результатов измерений: 1 опасное сечение; 2 загнившая часть стойки (опоры); 3 здоровая часть стойки (опоры); Ø н наружный диаметр; Ø о диаметр здоровой части стойки (опоры) Проверка и ремонт железобетонных прожекторных мачт Внешним осмотром проверяют состояние надземной части поверхности мачт. Подземную часть осматривают в процессе откопки. Откопку производят на глубину до уровня фунтовых вод или до 2/3 глубины заложения, предварительно установив временные оттяжки. Открытую поверхность бетона подземной части мачт обстукивают молотком. Звонкий звук взаимодействие бетона и арматуры мачты (опоры) не нарушено, глухой звук произошло отслоение бетона от арматуры. Внешним осмотром надземной части мачты (опоры) выявляют дефекты: сколы бетона, выветривание поврежденного слоя бетона, поперечные и продольные трещины и т. п. Измеряют длину трещины, ширину раскрытия определяют щупом. Для контроля за развитием трещин устанавливают гипсовые марки, а концы трещин отмечают краской или насечкой на бетоне. 35

36 Проверка и ремонт металлических прожекторных мачт Проводят обследования с оценкой несущей способности и состояния сварных соединений, качества или объема покраски, выявляют места коррозии, обращают внимание на низ опоры, особенно установленной в местах погрузки-выгрузки химических удобрений. Деформация уголков, скручивание опор вокруг вертикальной оси не допускаются. Проверяют состояние устройств заземления. После капитального ремонта пути измеряют габарит прожекторных мачт. При необходимости производят очистку от загрязнения нижней надземной части фундаментов и окраску металлических конструкций мачт на высоту до 1 м. Контролируют состояние фундамента с откопкой подземной части, при необходимости выполняют ремонт, проверяют крепление опоры к анкерным болтам фундамента. Резьбу болтов и нарезные части крепительных деталей покрывают антикоррозионной смазкой. Очищают поверхность фундамента от земли и травы. Трещины вдоль анкерных болтов свидетельствуют о наличии коррозии болта, глухой звук об отсутствии целостности фундамента. Работы по техническому обслуживанию и ремонту мачт (опор) и их фундаментов должны проводить в соответствии с годовым планом (с годовым планово-предупредительным ремонтом). Квалификация дефектов железобетонных и металлических мачт В зависимости от вида дефектов и размеров повреждений мачты (опоры) подразделяются на остродефектные и дефектные (Указание по техническому обслуживанию и ремонту опорных конструкций контактной сети К от г.). Остродефектные это конструкции, состояние которых представляет угрозу падения из-за возможного их разрушения, происходящего вследствие потери этими конструкциями своей несущей способности. Состояние опор определяют комиссионно. Остродефектные опоры должны быть заменены в кратчайший срок, а до их замены установлены оттяжки. Дефектные это такие конструкции, у которых произошло снижение несущей способности, однако остаточное значение ее достаточно для восприятия действующих на них нагрузок. Дефектные опоры заменяют в плановом порядке. Бездефектные конструкции, не имеющие дефектов. 36

37 Техническое обслуживание поддерживающих конструкций воздушных линий Поддерживающие конструкции Поддерживающие устройства (конструкции) предназначены для закрепления изоляторов и проводов воздушных линий в определенном положении относительно опор, уровня головки рельса, земли, сооружений, подстанций. Для этих целей используют кронштейны различных конструкций, жесткие и гибкие поперечины. На высоковольтных воздушных линиях ВЛ СЦБ и ВЛ ПЭ большое распространение получили деревянные траверсы, изготовляемые из сосновой древесины, а также из лиственницы, дуба, ели и кедра сечением бруса 80×100 мм. Длина траверс зависит от назначения и числа подвешиваемых на них проводов. Траверса для подвески двух проводов линии ВЛ СЦБ имеет длину 1200 мм. Верхняя кромка траверсы имеет два скоса 20×20 мм, что облегчает чистку внутренних поверхностей изоляторов и уменьшает поверхность для оседания снега на кромке. При изготовлении траверс в них высверливают отверстия для установки штырей и болтов, крепящих траверсы к опоре, а также отверстия для укрепления подкосов, удерживающих траверсу в горизонтальном положении. Для защиты от гниения траверсы пропитывают антисептиком. Типы изоляторов для деревянных кронштейнов приведены в табл Кронштейны ВЛ всех модификаций устанавливаются, как правило, горизонтально. Наклонное положение кронштейнов допускается при невозможности обеспечения нормативных расстояний от проводов до поверхности земли. Типы изоляторов для деревянных кронштейнов Таблица 1.2 Тип кронштейна Назначение Тип изолятора ДО-П, ДО-Пу, ДО-Ш, ДО-Шу ВЛ 10 кв ШФ20-В(ШСЮ-В) ДНО, ДНОУ ВЛдо 1кВ ШФ20-В ( ШС10-В) Кронштейн волновода Волновод ТФ-20 В ветровых местах (поймы рек, насыпи высотой более 5 м от поверхности земли, места, где наблюдаются автоколебания проводов) и при расположении опор на внешней стороне кривой радиусом ме- 37

38 нее 1500 м кронштейны, на которых подвешены два провода ДПР или один провод ПР, независимо от их положения (горизонтального или наклонного) должны иметь специальные накладки, препятствующие их развороту (рис. 1.21), или на проводах должны быть установлены болтовые зажимы по обе стороны от седла. В остальных местах и там, где на кронштейне с проводом ДПР подвешен усиливающий или питающий провод, специальные накладки и болтовые зажимы по обе стороны от седла не устанавливаются. А А Рис Усиление крепления кронштейна КФДС на опоре: 1 накладка; 2 кронштейн Для подвески проводов Вл 10 кв на опорах контактной сети применяют металлические кронштейны типа мг-i, а в местах транспозиции проводов кронштейны типа мг-п и мг-ш (рис. 1.22). 38

39 а (1100)100 b (2150) 100 b А 1 p А2 p б в min min min Рис Кронштейны КФД, КФДС, КФДСИ: а для проводов ДПР, б установка кронштейнов мг на опорах контактной сети для проводов Вл 6-10 кв; в в местах транспозиции проводов : 1 кронштейн мг-1; 2 кронштейн КФД; 3 кронштейн мг-п; 4 кронштейн мг-ш Проверка и регулировка кронштейнов и траверс На металлическом кронштейне проверяют состояние уголков, сварных соединений, тяги, а также степень коррозии металла. В местах соединения контролируют состояние валиков и шплинтов. Не допускаются прогибы, трещины уголков, износ тяги. 39

40 На деревянном кронштейне и траверсе проверяют состояние бруса осмотром или простукиванием молотком. Глухой звук свидетельствует о наличии гниения и расслоения бруса, звонкий о хорошем состоянии бруса. Обращают внимание на состояние бруса в местах установки болтов. Проверяют затяжку болтов, штырей и гаек, наличие шайб. Ограничительный штырь должен иметь высоту не менее 200 мм. Не допускаются трещины, вмятины, сколы и прожоги. Для предупреждения расслоения бруса рекомендуется усиливать его металлической полоской. Осматривают узлы крепления кронштейна и траверсы к опоре и подключения провода заземления. Кронштейны и траверсы не должны иметь отклонений свыше ±100 мм от положения, перпендикулярного к оси проводов. Проверяют крепление проводов на изоляторах и изоляторов на штырях. Металлические кронштейны повышенной надежности применяют для подвески проводов ВЛ 6-10 кв. При их осмотре обращают внимание на узлы соединения изоляторов типа ШФ-20В. При применении кронштейнов типа МГ, КФД и других для подвески проводов ВЛ, ДПР обращают внимание на расстояния между проводами, на кривых участках пути на расстояния до заземленных конструкций. Сведения о грунтах Грунты подразделяют на скальные и нескальные. К скальным грунтам относят изверженные и осадочные породы с жесткими связями между зернами (спаянные и сцементированные), залегающие в виде сплошного или трещиноватого массива. В зависимости от прочности и трещиноватости скальные грунты подразделяют на две группы. К первой группе относятся скальные грунты, поддающиеся разработке отбойными молотками. Грунты относятся к вечномерзлым, если они имеют отрицательную температуру и содержат в своем составе лед и находятся в мерзлом состоянии в течение многих лет (от трех и более). 40

41 1.3. Техническое обслуживание и ремонт воздушных и кабельных линий автоблокировки, продольного электроснабжения и дпр Провода воздушных линий Провода воздушных линий являются одними из основных элементов устройств электроснабжения СЦБ и нетяговых потребителей электрической энергии. Они бывают медными, алюминиевыми и биметаллическими. В эксплуатации находятся еще железные (стальные) провода. От правильности выбора проводов по материалу и площади сечения зависят стоимость сооружения ВЛ и надежность в работе при эксплуатации. Провода ВЛ должны обладать высокой механической прочностью, электропроводностью, нагревостойкостью (теплопроводностью). Высокая механическая прочность проводов позволяет создавать необходимые натяжения, что повышает ветроустойчивость, выдерживать нагрузки от гололеда и ветра, исключить случаи схлестывания проводов. Высокая электропроводность способствует снижению потерь электрической энергии в проводах ВЛ. Термостойкий материал сохраняет при высоких температурах нагрева прочность и твердость. В качестве проводов низковольтных и высоковольтных линий электропередачи наибольшее распространение получили алюминиевые провода марки А, которые выполняются из отдельных твердотянутых алюминиевых проволок. Алюминиевые провода хорошо противостоят коррозии, но их механическая прочность ниже, чем у медных. Проводимость алюминия в 1,65 раза меньше проводимости меди, но алюминий примерно в 3 раза легче, поэтому при равных по меди сечениях алюминиевого провода требуется примерно в 2 раза меньше по массе, чем медного. Алюминий легко соединяется с другими металлами, чувствителен к механическим воздействиям. Провода ВЛ должны обладать не только большой механической прочностью, но и невысоким коэффициентом температурного линейного удлинения, чтобы не вызывать больших изменений стрел провеса и быть атмосферостойкими. 41

42 Конструкции проводов В качестве проводов ВЛ применяют многопроволочные провода изолированные и неизолированные, монометаллические, биметаллические и комбинированные. Монометаллические провода (рис. 1.23, а) свивают из проволок, изготовленных из одного металла (медные, бронзовые, стальные). Биметаллические провода (рис. 1.23, б) свивают из биметаллических проволок, имеющих сердцевину из одного, а оболочку из другого металла (сталемедные, сталеалюминиевые). Комбинированные провода свивают из проволок, изготовленных из разных металлов (рис. 1.23, в), либо из биметаллических проволок и проволок, изготовленных из одного металла (рис. 1.23, г). Многопроволочные провода изготавливают из круглых проволок, причем в центре помещают одну проволоку. На эту центральную проволоку навивают один или несколько повивов (слоев) проволок в зависимости от требуемой площади сечения провода. При одной проволоке в центре и равном диаметре всех проволок первый повив имеет шесть проволок, а каждый последующий на шесть проволок больше. а б 42

43 в г Рис Конструкции многопроволочных проводов: а медные М; бронзовые Бр; стальные С; б биметаллические сталемедные ПБСМ и сталеалюминевые ПБСА; в комбинированные АС; г комбинированные АПБСА Таким образом, при одном повиве провод состоит из семи проволок, а при двух повивах из 19 ( ). Каждый последующий ряд проволок навивают в обратном направлении по отношению к предыдущему, причем наружный повив делают правым. Все проволоки одного повива должны иметь одинаковый диаметр, диаметры проволок отдельных повивов могут быть различными. Условные обозначения многопроволочных проводов, используемых на ВЛ, состоят из буквенной и цифровой частей. Буквы указывают материал и конструкцию провода: М медь; А алюминий; С сталь; ПБСМ биметаллический сталемедный; АС комбинированный сталеалюминиевый. Цифры указывают на номинальную площадь сечения 1 2 Рис Самонесущие изолированные провода СИП-3 для ВЛ 6-10 кв: 1 изоляция из светостабилизированного сшитого полиэтилена; 2 алюминиевая фазная токопроводящая жила 43

44 провода в квадратных миллиметрах. Например, АС-50 означает: провод сталеалюминиевый площадью сечения 50 мм 2. Конструкция многопроволочных проводов приведена на рис. 1.23, проводов типа СИП на рис. 1.24, марки проводов ВЛ в табл и допустимые токи на провода в табл Расчетные данные медных проводов Таблица 1.3 Номинальная площадь сечения провода, мм 2 Число и диаметр проволок, мм Расчетные данные медных проводов марки М Площадь сечения, мм 2 Диаметр, мм Электрическое сопротивление постоянному току при 20 С, Ом/км, не более Разрушающая нагрузка, кн Масса 1 км, кг Строительная длина, км, не менее 35 7×2,51 34,6 7,5 0,524 12, _ 50 7×2,97 48,5 8,9 0,390 17, ,0 Номинальная площадь сечения провода, мм 2 Расчетные данные биметаллических сталемедных проводов Число и номинальный диаметр проволок, мм Расчетные данные биметаллических сталемедных проводов Диаметр, мм Площадь сечения, мм 2 Масса 1 км, кг (ГТБСМ1) Электрическое сопротивление постоянному току при 20 С, Ом/км, не более ПБСМ1 ПБСМ2 Таблица 1.4 Разрушающая нагрузка при растяжении, кн, не менее 25 7×2,2 6,6 26, ,994 2,502 18,0 35 7×2,5 7,5 34, ,530 1,913 23,2 50 7×3,0 9,0 49, ,325 33, x2,2 1 72, ,731 0,921 48, x2,5 12,5 93, ,563 0,704 62,9 44

45 Расчетные данные стальных канатов Таблица 1.5 Номинальная площадь сечения провода, мм 2 Число и диаметр проволок, мм Расчетные данные стальных канатов Площадь сечения, мм» Диаметр, мм Разрушающая нагрузка каната, кн, при прочности проволок на растяжение, МПа Масса 1 км смазанного каната, кг 50 7×3,0 50,4 9,2 55,56 64,95 74, x1,8 48,6 9,1 61,20 70, x2,0 60,0 10,1 75,60 86, x2,2 72,6 11,1 78,30 91,35 104, Расчетные данные алюминиевых проводов Таблица 1.6 Номинальная площадь сечения провода, мм 2 Число и диаметр проволок, мм Расчетные данные алюминиевых проводов марки А и АКП Электрическое сопро- Разрушающая нагруз- Площадь Диаметрстоянному 1 км, тивление по- Масса ка провода сечения, мм току при 20 кг при растяжении, мм» С, Ом/км, кн, не менее не более Строительная длина провода, км, не менее 16 7×1,5 15,9 5,1 1,838 2, x2,0 24,9 6,4 1,165 4, x2,5 34,3 7,5 0,850 5, x3,0 49,5 9,0 0,64 7,75/8, , x3,55 69,2 10,7 0,46 10,85/11, , x4,1 93,3 12,4 0,34 14,05/14, , x2,8 117,0 14,0 0,27 18,34/20, , x3,15 148,0 15,8 0,21 23,20/24, , x3,50 183,0 17,5 0,17 28,68/30, Примечание. В числителе данные для алюминиевых проводов марки А, в знаменателе АКП. 45

46 Таблица 1.7 Расчетные данные сталеалюминиевых проводов Номинальная площадь сечения провода, мм 2 (алюминий/сталь) Число и диаметр проволок, мм алюминиевых Расчетные данные сталеалюминиевых проводов марки АС Площадь сечения, мм 2 стальных алюминия стали Диаметр, мм Строительная длина, км, не менее Электрическое сопротивление постоянному току при 20 С, Ом/ км, не более Разрушающая нагрузка провода при растяжении, кн, не менее Масса 1 км провода (без смазки), кг 25/4,2 6×2,00 1×2,00 24,9 4,15 6,9 1,176 9,3 100,3 35/6,2 6×2,80 1×2,80 36,9 6,15 8,4 0,773 12, ,0 50/8,0 6×3,20 1×3,20 48,2 8,04 9,6 0,592 16, ,0 70/11 6×3,80 1×3,80 68,0 11,3 11,4 0,420 22, ,0 70/72 18×2,22 19×2,20 68,4 72,2 15,4 0,420 93, ,0 95/16 6×4,50 1×4,50 95,4 15,9 13,5 0,299 31, ,5 95/15 26×2,12 7×1,65 91,7 15,0 13,5 0,314 32, ,5 95/141 24×2,20 37×2,20 91, ,8 0, , ,5 120/27 30×2,22 7×2, ,6 15,5 0,249 48, ,0 150/34 30×2,50 7×2, ,3 17,5 0,196 60, ,0 185/43 30×2,80 7×2, ,1 19,6 0,156 76, ,0 185/128 54×2,10 7×2, ,0 23,1 0, , ,0 46

47 Расчетные данные стальных проводов Таблица 1.8 Число и номинальный диаметр проволок, мм Расчетные данные стальных проводов Разрушающая Марка провода Диаметр, Площадь нагрузка при сечения, мм 2 растяжении, мм кн, не менее ПС-25, ПМС-25 5×2,5 24,6 6,8 16, Масса 1 км, кг ПС-35, ПМС-35 7×2,5 34,4 7,5 24, ПС-50, ПМС-50 12×2,3 49,9 9,2 32, ПС-70, ПМС-70 19×2,3 73,9 11, ПС-95, ПМС-95 37×1,8 94,0 12,6 64, ПСО-4 1×4,0 12,6 4 11,70 99 ПСО-5 1×5,0 19,6 5 17, Расчетные данные медных гибких проводов Таблица 1.9 Номинальная площадь сечения провода, мм2 Число и номинальный диаметр проволок, мм Расчетные данные медных гибких проводов марки МГ Электрическое сопротивление постоян- Масса 1 Площадь Диаметр, сечения, мм ному току при км, кг мм 2 20 С, Ом/км, не более Строитель ная длина провода, км, не менее 10 49×0,52 10,40 4,68 1, ,0 10* 140×0,30 9,89 4,77 1, , x0,64 15,75 5,76 1, ,0 16* 224×0,30 15,83 6,03 1, , x0,58 25,88 7,67 0, , x0,58 35,12 8,70 0, x0,68 48,28 10,20 0, x0,68 68,60 12,55 0, x0,68 94,01 14,28 0, , x0,77 120,55 16,77 0, ,5 * Провода повышенной гибкости. 47

48 Диаметр проволоки, мм Расчетные данные биметаллических сталемедных проволок Наименьшая толщина медной оболочки сталемедной проволоки, мм Временное сопротивление разрыву, МПа Таблица 1.10 Масса 1 км, кг БСМ1 БСМ2 БСМ1 БСМ2 2,2 0,11 0, ,5 3 2,5 0,12 0, ,4 2,8 0,14 0, ,5 49,7 3,0 0,15 0, ,0 58,0 4,0 0,20 0, ,3 102,8 6,0 0, ,0 Допустимый ток на неизолированные провода Таблица 1.11 Сечение провода, мм Допустимый ток на неизолированные провода, А, для проводов марки А АС М Влияние метеорологических и климатических условий на воздушные линии На работу воздушных линий оказывают влияние метеорологические и климатические условия района, по которому проходит линия интенсивности грозовой деятельности, а также линии электропередачи и тяговая сеть электрифицированных железных дорог. Из метеорологических факторов на работу воздушных линий наибольшее влияние оказывают гололедные осадки (лед, изморозь) и ветер. Гололед однородное прозрачное ледяное отложение плотностью около 900 кг/м 3, образующееся на проводах и опорах воздушных линий, когда капли дождя замерзают при прикосновении к сильно ох- 48

49 лажденной поверхности этих предметов или когда на их поверхность оседает обильный туман. Образование гололеда наблюдается в период зимне-весеннего (февраль март) и осенне-зимнего (ноябрь-январь) неустойчивого состояния атмосферы при отрицательной, но близкой к нулю температуре. Продолжительность гололеда в большинстве случаев не превышает двух-трех суток, но может длиться в течение нескольких недель. В зависимости от интенсивности гололедных отложений на проводах воздушных линий эти линии подразделяют на три типа: Н (нормальный), У (усиленный) и ОУ (особо усиленный). Типы линий установлены с таким расчетом, чтобы более интенсивному гололедному отложению соответствовала большая механическая прочность линии. Так, в районах с большей интенсивностью гололеда принята меньшая длина пролета между опорами (табл. 1.12) и больший диаметр опор, что увеличивает механическую прочность линий. Длина пролета в зависимости от типа воздушной линии Тип линии Эквивалентная толщина стенки льда, мм, не более Число опор на 1 км линии Таблица 1.12 Длина пролета, м Н У ОУ 20 28,5 35 Изморозь, образующаяся в морозные дни при туманной погоде на ветвях деревьев, кустарников и на проводах воздушных линий, имеет вид белого, рыхлого иглистого осадка нежного строения плотностью от 50 до 700 кг/м 3. Толщина изморози на проводах обычно не превышает 2,5 см, но может в отдельных случаях достигать 5 см и более. Изморозь, имеющая обычно значительно меньшую по сравнению с гололедом плотность, не создает большой механической нагрузки на провода и опоры. При переменной погоде на проводах воздушных линий может образоваться смешанный осадок из чередующихся слоев льда и изморози. Гололедные отложения на проводах воздушных линий увеличивают механическую нагрузку на провода и опоры. Эта нагрузка воз- 49

50 растает, если гололедообразование сопровождается сильным ветром. Неблагоприятное сочетание гололеда и ветра может вызвать обрывы проводов и поломку опор. Интенсивность гололедных отложений принято оценивать по эквивалентной толщине стенки льда на проводе. Причем за эквивалентную толщину стенки льда принимают толщину стенки полого ледяного цилиндра на проводе, площадь сечения которого равна площади гололедного отложения любой формы (овальной, эллиптической и т.п.). Необходимую надежность работы воздушных линий в условиях гололедных отложений обеспечивают правильным выбором элементов этих линий на основе расчета их механической прочности. В случае угрожающих размеров отложения их с проводов удаляют методом механической обивки или производят плавку гололеда током короткого замыкания. Воздействие ветра на воздушные линии не ограничивается увеличением нагрузки на провода и опоры. На равнинной открытой местности при скорости ветра до 5 м/с может возникать вибрация проводов, т.е. колебание их в вертикальной плоскости с частотой Гц и амплитудой в несколько миллиметров. Колебательная энергия провода при вибрации передается к месту его крепления вязкой на изоляторе. Быстро меняющееся направление в месте крепления способствует изнашиванию провода, что может вызвать его обрыв или обрывы вязок проводов. Для борьбы с последствиями вибрации применяют специальное крепление проводов к изоляторам (рессорную вязку). Открытые распределительные устройства (РУ) и воздушные линии подвержены воздействию грозовых разрядов (атмосферных перенапряжений). При прямом ударе молнии в устройства электроснабжения могут быть повреждены изоляторы, оборудование, опоры, провода и другие устройства. Защиту от атмосферных перенапряжений осуществляют при помощи молниеотводов, устанавливаемых на РУ, а также разрядников, ограничителей перенапряжения. Электрические перенапряжения в проводах воздушных линий могут возникать и при ударе молнии вблизи воздушной линии вследствие электромагнитной индукции. В результате электромагнитного влияния в проводах воздушных линий, имеющих сближения с высоковольтными линиями электропередачи и тяговой сетью электрифицированных линий на переменном токе, возникают опасные напряжения (наведенное напряжение). 50

51 Защитные меры воздушных линий При эксплуатации воздушных линий следует принимать меры по защите деревянных опор 7 от гниения: пропитка опор антисептиками, устройство антисептических бандажей, 2 4 установка опор на железобетонные приставки. Железобетонные опоры необходимо защищать от коррозии блуждающими токами (на электрифицированных линиях посто- 5 9 янного тока) и воздействия 10 находящихся в почве химических веществ (покрытие поверхности подземной части опоры битумной мастикой). В процессе эксплуатации воздушные линии необходимо оберегать от наезда транспортных средств, падения на них кустарника и деревьев, от набросов на провода различных предметов, а также от возможных повреждений в затопляемых местах во время половодья, паводковых вод. Для защиты воздушных линий от атмосферных перенапряжений применяют провода СИП с длинноискровыми разрядниками (РДИ). Осмотр состояния проводов Обрыв, расплетение отдельных жил провода не допускаются. Снижение сечения провода вследствие обрыва Рис Анкеровка изолированных проводов СИП-3 на А-образной концевой кабельной опоре ВЛ 6-10 кв (ВЛ СЦБ) и узел установки разъединителя на анкерной опоре 8 ВЛ 6-10 кв при переходе ее в кабельную линию: 1 ограничитель перенапряжения нелинейный ОПН- 10ХЛ1; 2 дугогасительное устройство SE 20.2; 3 зажим натяжной болтовой НБ-2-6; 4 изолятор ПС-70Е; 5 зажим плашечный; 6 зажим аппаратный прессуемый А2А-50-7; 7 разъединитель трехполюсный РЛНД-1-10Б/400НХЛ1; 8 изолятор ШФ20Г, 9 опора А-образная концевая кабельная с разъединителем РЛНД-10 одноцепной линии; 10 концевая термоусаживаемая муфта GUST 12/70-120/

52 проволок не должно превышать 15 % полного его сечения. В местах обрыва проволок устанавливают бандажи с двух сторон. Воздушные линии Высоковольтные линии напряжением 6-10 кв могут быть одноцепными и двухцепными. На одноцепных линиях провода трехфазной цепи располагают в верхней части опоры, один провод подвешивают на верхушечном штыре и два на двухштыревой траверсе. На двухцепных линиях подвешивают две линии: ВЛ СЦБ (основное питание устройств СЦБ) и ВЛ ПЭ для передачи электроэнергии на станции, разъезды и другим нетяговым потребителям. Кроме того, линия ВЛ ПЭ является резервным питанием устройств СЦБ на случай отключения ВЛ СЦБ. Провода высоковольтных линий при двух-цепном расположении подвешивают на одной двухштыревой и одной четырехштыревой траверсах так, чтобы три провода одной линии располагались на одной стороне опоры, а три другой линии на другой стороне опоры. Линия автоблокировки находится обычно со стороны железнодорожных путей, линия продольного электроснабжения со стороны «поля». На участках железных дорог, электрифицированных на постоянном токе, трехфазную линию продольного электроснабжения подвешивают на опорах контактной сети. На участках железных дорог, электрифицированных на однофазном переменном токе частотой 50 Гц напряжением 25 кв, линию продольного электроснабжения заменяют линией ДПР (два провода рельс) Самонесущие изолированные провода С целью повышения надежности электроснабжения устройств СЦБ и других нетяговых потребителей при падении кустарника или деревьев на провода ВЛ 6-10 кв применяются самонесущие изолированные и защищенные провода (СИП) марки СИП-3 и другие. Технические характеристики проводов СИП-3 приведены в табл. 1.13, а стрелы провеса этих проводов в табл Провода (см. рис. 1.24) покрыты изолирующей оболочкой толщиной не менее 2-3 мм из атмосферостойкого светостабилизированного полиэтилена. 52

53 Таблица 1.13 Марка провода Технические характеристики проводов СИП-3 Номинальное сечеиие жилы, мм 2 Наружный диаметр жилы/ провода, мм Разрывная и средняя прочность, не менее, кн Электрическое сопротивление постоянному току, Ом/км Допускаемый ток нагрузки, А Односекундный ток КЗ, не более, ка СИП-3 1x ,1/12,6 14,2 0, ,3 СИП-3 1x ,7/14,3 20,6 0, ,4 СИП-3 1x ,3/16,0 27,9 0, ,6 СИП-3 1x ,8/17,4 35,2 0, Стрелы провеса проводов СИП-3 Таблица 1.14 Пролет, м Стрела провеса провода СИП-3 (1×50), м при температуре, С ,13 0,20 0,34 0,54 0, ,20 0,30 0,49 0,72 0, ,24 0,36 0,57 0, ,33 0,48 0,73 1 1,27 Провода подвешивают в населенной местности на высоте не менее 6 м, в ненаселенной местности 5,2 м, в труднодоступной местности 5 м. Для примера величина стрел провеса провода СИП-3 сечением 1×50 мм 2 приведена в табл Расстояние между проводами на опоре и в пролете должно быть не менее 0,4 м. Вариант анкеровки изолированных проводов СИП-3 на А-образной опоре приведен на рис

54 а б в А г д е Рис Вариант подвешивания и крепления проводов СИП-3 Вл 6-10 кв на опоре: а схема крепления проводов СИП-3 в желобе изолятора ШФ20УО; б к шейке изолятора ШФ20Г; в пружинная спиральная вязка; г крепление провода СИП на головке штыревого изолятора пружинной спиральной вязкой; д натяжной зажим; е зажим ответвительный (без кожуха) : 1 опора (стойка); 2 кронштейн СИП-3; 3 изолятор ШФ20УО; 4 колпачок К-9; 5 зажим заземления; 6, 7 дугогасящие устройства (длинноискровой разрядник); 8 вязка спиральная ВС 54

55 Крепление проводов на штыревых изоляторах (ШФ20Г, ШФ20УО с желобом) выполняют на шейках или в желобах на головке изоляторов пружинными спиральными вязками или спиральной вязкой (рис. 1.26); на угловых, анкерных и концевых опорах с подвесными (натяжными) изоляторами при помощи натяжных болтовых зажимов НБ-2-6. Гирлянда подвесных изоляторов (ПС-70) должна состоять из двух изоляторов. Длина анкерного участка не более 3 км. Технические характеристики изолированных проводов ВЛ на напряжение до 1 кв приведены в табл. 1.15, а схемы их подключения (например, к светильникам) на рис Технические характеристики изолированных проводов ВЛ на напряжение до 1 кв Таблица 1.15 Номинальное Токопроводящие жилы Основные Вспомогательные Общее Марка сечение число Число и Номинальнынальнональный Номи- Номи- провода несущей жил номинальное сече- диаметр, сечение, диаметр, жилы, мм 2 ние, мм 2 мм мм 2 мм САПт 2 2×10 3,8 САПсш 2×16 4,8 САСПт x10 3,8 САСПсш 25 3×16 4,8 35 3×25 6,0 50 3×35 7,0 70 3×50 8,4 95 3×70 9,8 95 3×95 11,6 95 3×120 13,0 САСПт x25 6, САСПсш 50 3×35 7,0 25 6,0 70 3×50 8,4 25 6,0 95 3×70 9,8 25 6,0 95 3×95 11,6 25 6,0 95 3×120 13,0 25 6,0 55

56 Марка провода Общее число жил Номинальное сечение несущей жилы, мм 2 Основные Число и номинальное сечение, мм 2 Токопроводящие жилы Номинальный диаметр, мм Окончание табл Вспомогательные Номинальное сечение, мм 2 Номинальный диаметр, мм 50 3×35 7,0 35 7,0 70 3×50 8,4 35 7,0 95 3×70 9,8 35 7,0 95 3×95 11,6 35 7,0 95 3×120 13,0 35 7,0 К прожекторам (3) К ЯШВ

57 Опора Узел А Рис Подключение светильников к изолированным проводам: 1 изолированный провод; 2 кабель; 3 светильник; 4 зажим ответвительный (К-ОФ-1); 5 зажим ответвительный (К-ОНМ-1); 6 несущая жила провода; 7 жила провода; узел А подключение кабеля 2 к жилам изолированных проводов Соединения проводов Соединения проводов воздушных линий в пролетах должны иметь механическую прочность, равную прочности провода. Получить соединение проводов такой прочности с помощью различных болтовых зажимов не всегда удается. Поэтому стандартом установлено, что зажимы, предназначенные для механического соединения и анкеров- 57

58 ки проводов, должны удерживать их без проскальзывания и разрушения проводов. Соединения проводов воздушных линий одной марки и одинакового сечения производят с помощью трубчатого соединителя методом скрутки, обжатия или опрессовки (табл. 1.16), а также методом наложения бандажа, сваркой и с помощью соединительных зажимов. Способы соединения проводов Таблица 1.16 Марка соединителя Размер А, мм Марка соединяемых проводов Размер Б, мм Размер В, (шаг обжатия), мм Число обжатий Способ соединения СОАС АС-16 Скрутка СОАС АС-25 Скрутка АС-35 Скрутка АС-35 40, Обжатие АЖ-50 20, Обжатие СОАС АС-50 Скрутка АС-50 46, Обжатие АЖ-50 24, Обжатие СОАС АС-70 Скрутка ЛС-70 52, Обжатие АЖ-70 50, Обжатие СОС ПС-25 15, Скрутка, обжатие СОС ПС-35 18, Скрутка, обжатие, Соединение проводов с помощью овального трубчатого соединителя производится в следующем порядке: перед установкой концы соединяемых проводов на длине, равной 1,5-кратной длине соединителя, очищают от грязи и окислов. На алюминиевые и сталеалюминиевые провода наносят слой технического вазелина и зачищают стальной щеткой до блеска проволоки верхнего повива; металлические опилки и излишки вазелина удаляют с поверхности провода. Аналогично обрабатывают внутреннюю поверхность овального трубчатого соединителя. 58

59 После установки проводов в овальный соединитель накладывают на концы соединяемых проводов бандажи из проволоки диаметром 1 мм не менее шести витков. Концы соединяемых проводов ровно обрезают и зачищают от заусенцев. Производят соединение проводов методом скрутки или опрессовки (обжатия) (рис. 1.28, а, б, табл. 1.17). а Б В А б в 1 15 Ст. 4, 5 пс 25, Не менее 100 г 25 1,5 ПБСМ

60 д е Рис Соединение проводов: а методом обжатия, б скрутки, в наложения бандажа стальных и сталемедных, д е соединительными зажимами: 1 трос; 2 клиновой зажим; 3 соединительная планка; 4 шунт; 5 бандаж; 6 соединительный зажим; 7 овальный соединитель; 8 вилочный коуш Таблица 1.17 Соединение проводов методом скрутки или опрессовки (обжатия) Марка провода Длина соединителя, мм Количество обжатий, шт Глубина обжатия, мм М x5 24,0 М x5 27,5 А x5 26,0 А x5 30,0 А x5 33,5 АС x12 33,0 60

61 Марка провода Длина соединителя, мм Количество обжатий, шт Окончание табл Глубина обжатия, мм АС x12 36,0 АС x12 39,0 Стыковка проводов скруткой выполняется с помощью специального приспособления. Концы овального соединителя закрепляются в зажиме приспособления так, чтобы они выступали не более 10 мм, и закручиваются на 4-4,5 оборота. Сталемедные провода марок БСМ1 и БСМ2 диаметром 4 мм соединяют медной трубкой методом скрутки. Стыковка проводов обжатием (опрессовкой) выполняется с помощью специальных клещей (МИ-19А) или пресса (ПГР-20М, МГП- 12, ПР-6) и др. В пресс (клещи) вставляют парные вкладыши, соответствующие марке и сечению соединяемых проводов, и производят двустороннее обжатие овального трубчатого соединителя по специальным рискам. При применении пресса МГП-12 выполняют одностороннее обжатие, так как используется половина соединителя. При стыковке алюминиевых и сталеалюминиевых проводов между ними в соединителе устанавливают алюминиевый вкладыш. При стыковании проводов марки ПС-25, ПС-35, С диаметром Ø4 и Ø5 мм методом наложения бандажа в качестве бандажа используется медная проволока диаметром 1,5 мм с последующей пропайкой припоем ПОС-3 или ПОС-40 по месту бандажа (рис. 1.28, в, г). Методы соединения проводов воздушных линий большого сечения Многопроволочные провода соединяют следующим образом: медные тросы площадью сечения мм 2 овальными соединителями методом обжатия (см. рис. 1.28, а); медные и сталемедные площадью сечения мм 2 цанговыми зажимами 085 или для временного восстановления шестью зажимами 054,055 или двумя 056 (326); сталемедные провода площадью сечения мм 2 двумя клиновыми зажимами (035) с соединительной планкой; концы проводов, выступающие из клиновых зажимов, соединяют болтовым зажимом (рис. 1.28, д); алюминиевые провода площадью сечения мм 2 соединяют овальным соединителем методом обжатия; 61

62 алюминиевые и сталеалюминиевые провода площадью сечения мм 2, в том числе мм 2 (кроме ПБСА-120 (50/70)) овальным соединителем методом скручивания (см. рис. 1.28, б; табл. 1.17) или цанговыми стыковыми 085-1, 085-2, концевыми 086-1, или для временного соединения тремя соединительными зажимами; зажимами (079) при площади сечения троса 70 мм 2 и одним 3-хомутовым зажимом при площади сечения 50 мм 2. Стыкование стальных тросов зажимом (079) производят без нагрузки. В первую очередь закрепляют средний хомут, затем крайние. Перекосы хомута, обрывы и расслоение проволок не допускаются. Многопроволочные алюминиевые провода площадью сечения 185 мм 2 стыкуют цанговыми зажимами 085-1, сталеалюминиевые провода площадью сечения мм 2 цанговыми зажимами Многопроволочные стальные, медные, сталемедные, сталеалюминиевые и алюминиевые провода площадью сечения мм 2 соединяют через вилочные коуши с соединительной планкой (см. рис. 1.28, е). Аргонная сварка С помощью такой сварки соединяют однородные многопроволочные провода (кроме стальных тросов), а также шины с использованием пластин АМП. Термитная сварка С ее помощью соединяют многопроволочные медные, алюминиевые и сталеалюминиевые провода при условии, если натяжение в стыкуемых узлах не более 5 кн (500 кгс) и узел не подвергается изгибу. Сварка проводов выполняется с помощью сварочного приспособления и термитного патрона. Стыкуемые провода должны быть одной марки. Не допускаются в узле сварки пережоги проволок наружного повива, глубокие раковины и каверны. Стыкование проводов методом опрессовки зажимов Опрессовкой с использованием безболтовых зажимов соединяют алюминиевые и сталеалюминиевые провода. 62

63 Кабельные линии Общие технические требования Кабелями называются изолированные проводники, которые служат для передачи электрического тока в земле, воде и на воздухе. Кабели классифицируются по классу напряжения, области применения (силовые, контрольные), материалу (медные, алюминиевые), количеству и сечению жил, уровню и исполнению изоляции (табл. 1.18). Активные сопротивления и емкостные проводимости различных марок кабелей Марка кабеля, площадь сечения, мм» Активное сопротивление жилы, Ом/км Таблица 1.18 Емкостная мощность, квар/км при напряжении линии 6кВ 10 кв СБ 3×10 2,1 2,15 ААБ (АСБ) 3×10 3,2 2,15 5,0 ААБ (АСБ) 3×16 2,0 2,48 5,7 АЛБ (АСБ) 2×25 1,28 3,28 7,2 ААБ (АСБ) 3×35 0,91 3,74 8,2 ААБ (АСБ) 3×50 0,63 4,28 9,4 Конструктивное исполнение кабелей различного назначения в качестве примера приведено на рис и рис Силовые кабели предназначены для передачи и распределения электрической энергии. Кабели прокладывают в земле в траншеях (рис. 1.31), на открытом воздухе по конструкциям, на территории подстанции в кабельных каналах, закрытых плитами. Радиус изгиба кабеля на поворотах трассы должен быть не менее диаметров кабеля. Глубина заложения кабельной линии в земляных траншеях от планировочного уровня для кабелей напряжением до 10 кв должна быть 0,7 м, при пересечении железной или автомобильной дороги 1 м. Пересечение улиц, дорог, инженерных и других сооружений должно быть в асбестоцементных или металлических трубах. Прокладка кабеля вдоль дороги должна быть за ее пределами. Выходы кабеля из траншеи на стены здания или на опору BJI должны быть защищены трубами или коробами на высоту не менее 2 м от уровня пола или земли. 63

64 а б в Рис Сечения силовых кабелей: а двухжильные кабели с круглыми и сегментными жилами; б трехжильные кабели с поясной изоляцией и отдельными оболочками; в четырехжильные кабели с нулевой жилой круглой, секторной и треугольной формы: 1 токопроводящая жила; 2 нулевая жила; 3 изоляция жилы; 4 экран на токопроводящей жиле; 5 поясная изоляция; 6 заполнитель; 7 экран на изоляции жилы; 8 оболочка; 9 бронепокров; 10 наружный защитный покров а б в 1 Рис Трехжильный кабель с поясной изоляцией из пропитанной бумаги: а наружный вид кабеля с секторными жилами; б разрез кабеля с круглыми жилами; в разрез кабеля с секторными жилами: 1 пропитанная кабельная пряжа; 2 ленточная броня; 3 защитный покров из кабельной пряжи; 4 бумага, пропитанная компаундом; 5 защитная оболочка; 6 поясная изоляция; 7 заполнитель; 8 изоляция жил; 9 жилы 64

65 /2 кирпича 250 Один кирпич 350 Два кирпича 500 Рис Размещение кабелей в земляных траншеях Земляные работы при разработке траншеи для прокладки кабеля должны быть согласованы с причастными организациями. С целью недопущения разрушения металлической оболочки кабеля блуждающими токами на электрифицированных линиях постоянного тока кабельные линии располагают не ближе 10 м от оси электрифицированного пути. Кабели должны быть защищены от влияния блуждающих токов специальными устройствами. Прокол и разрезание кабеля выполняют специальными приспособлениями. Маркировка кабелей в соответствии с их конструкцией выполняется буквенно-цифровой. Буквы в марке кабеля указывают на следующее: А алюминиевые жилы; АА алюминиевые жилы и оболочка; Б броня из стальных лент с антикоррозионным наружным покровом; Бн то же, но с негорючим покровом из стеклопряжи и негорючего состава; В поливинилхлоридная изоляция и оболочка; В (в конце обозначения) объединено пропитанной бумажной изоляцией; М маслонаполненный кабель; Н негорючая резина; П броня из оцинкованных плоских проволок; Пс негорючий полиэтилен (самозатухающий); Р резиновая изоляция; Г отсутствие наружного покрова поверх брони. Цифры после буквенного обозначения указывают следующее: первая группа номинальное напряжение; вторая количество жил (фаз); третья сечение жил; четвертая наличие нулевой жилы; пятая сечение нулевой жилы. В последнее время для передачи и распределения электроэнергии в устройствах электроснабжения применяют силовые кабели с изо- 65

66 ляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), который имеет более высокую надежность в эксплуатации. В условных обозначениях: А алюминиевая жила (без обозначения медная жила); Пв изоляция из сшитого полиэтилена; П оболочка из полиэтилена; Пу оболочка из полиэтилена увеличенной толщины; В оболочка из поливинилхлоридного (ПХВ) пластиката; Г продольная герметизация водоблокирующими лентами. Общий вид кабеля на напряжение 10 кв с изоляцией из СПЭ приведен на рис Рис Общий вид кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена в полиэтиленовой оболочке: 1 токопроводящая жила; 2 экран по жиле из экструдируемого полупроводящего сшитого полиэтилена; 3 изоляция из сшитого полиэтилена; 4 экран по изоляции из экструдируемого полупроводящего сшитого полиэтилена; 5 разделительный слой; 6 экран из медных проволок, скрепленных медной лентой; 7 оболочка Кабели прокладывают в земле (траншее) на глубине 0,7 м. Кабели трех фаз должны прокладываться параллельно и располагаться треугольником или в одной плоскости. Расстояние между кабелями в одной плоскости равно наружному диаметру кабеля, при прокладке кабелей треугольником вплотную. Прокладку кабелей в производственных помещениях выполняют в кабельных каналах, по стенам. Скрепление кабелей трех фаз в треугольник выполняется лентами, стяжками. Способ прокладки кабелей и шаг скрепления определяется на стадии проектирования. Тяжение кабелей при прокладке не должно превышать 50 Н/мм (5 кгс/мм 2 ) для кабелей с медной жилой и 30 Н/мм2 (3 кгс/мм 2 ) для кабелей с алюминиевой жилой. 66

67 После прокладки и монтажа кабелей проводят их испытания постоянным напряжением 4U 0 кв в течение 15 мин или переменным номинальным напряжением 10 кв (для кабелей СПЭ 10 кв) в течение 24 ч. Оболочка кабеля после прокладки должна быть испытана постоянным напряжением 10 кв, приложенным между металлическим экраном и заземлением в течение 10 мин. Кабельные муфты и концевые заделки Все проложенные кабели, муфты и концевые заделки должны иметь бирки с указанием марки, сечения, напряжения кабеля, номера или наименования линии и другие сведения. Кабельные муфты устанавливают по разработанной технологии. Обращают внимание на требования охраны труда. Концевые кабельные муфты устанавливают на опорах высоковольтных линий в местах стыка проводов силовой цепи с жилами кабельной вставки. Варианты концевых заделок и монтажа кабеля в свинцовой соединительной муфте приведены на рис а б Рис Концевые муфты марки УКНП-1: а для кабелей на напряжение до 1 кв и УКНП-10; б для кабелей на напряжение 10 кв: 1 наконечник; 2 подмотка из ленты ЛЭТСАР; 3 жила кабеля; 4 изолятор; 5 бумажная изоляция; 6 крышка; 7 переходная форма; 8 форма муфты; 9 заливочная масса; 10 поясная изоляция; 11 полупроводящая изоляция; 12 металлическая оболочка; 13 проволочный бандаж; 14 место пайки; 15 провод заземления; 16 броня кабеля 16 67

68 а 1 2 б Рис Концевые заделки контрольных кабелей: а с резиновой изоляцией с лентой ПхВ; б защитным покрытием СПО-46: 1 жилы; 2 резиновая изоляция; 3 ПхВ-трубки; 4 бандаж из шпагата; 5 ПхВ-лента; 6 лента, пропитанная лаком ПхВ; 7 защитное покрытие а б Рис Концевая заделка контрольного кабеля: а с поливинилхлоридной изоляцией; б с помощью пластмассового оконцевателя : 1 жилы; 2 ПхВ-изоляция; 3 пластмассовый оконцеватель; 4 ПхВ-оболочка 68

69 а Т Припаять Б А б С П Б А Рис Свинцовая соединительная муфта: а общий вид смонтированной муфты; б ступенчатая разделка: 1 защитный кожух; 2 бандаж; 3 джутовая обмотка; 4 заземляющая проволока; 5 бандаж из проволоки для заземления; 6 изоляционный бандаж; 7 бандаж из трех-четырех оборотов мягкой оцинкованной проволоки; 8 уплотнение; 9 рулонная намотка; 10 броня; 11 свинцовая оболочка; 12 поясная изоляция; 13 изоляция жилы; 14 жила Диагностика кабелей Проверку кабелей напряжением до 1 кв выполняют мегаомметром на 2500 В. Сопротивление изоляции каждой жилы должно быть не менее 0,5 МОм. Для силовых кабелей напряжением выше 1 кв сопротивление изоляции не нормируется. На период измерений зазем- 69

70 ление временно снимают, а после окончания измерений его вновь накладывают. Кабели напряжением 6-10 кв испытывают повышенным напряжением выпрямленного тока (шестикратным значением номинального линейного напряжения). Для этих целей применяют автолабораторию ЛИК различных модификаций. Передвижные лаборатории могут определять также места повреждений в силовых кабелях с рабочим напряжением до 10 кв и выполнять другие функции. С целью обеспечения охраны труда место испытания ограждают, вывешивают плакат «Стой. Напряжение». Членов бригады предупреждают словами: «Подано напряжение». После чего снимают переносные заземления и подают испытательное напряжение. Габариты сближения кабелей с опорами Габариты сближения подземных кабелей с опорами ВЛ (рис. 1.37) должны быть в соответствии с требованиями ПУЭ. На электрифицированных линиях габариты сближения сигнально-блокировочных кабелей с опорами контактной сети в соответствии с требованиями Правил по прокладке и монтажу кабелей устройств СЦБ ПР32 ЦШ приведены на рис WK Опора WK Не менее 5 м (10 м) ВЛ 1-35 кв (110 кв и выше) WK Опора WK Не менее 2 м ВЛ выше1 кв WK Опора WK Не менее 1 м ВЛ до 1 кв WK WK 0,5 м Труба ВЛ до 1 кв Опора Кабель сигнальной — блакировочный WK WK Не менее 0,5 м Опора контактной сети WK 6 м 3 м WK Не менее 0,5 м Опора контактной сети Рис Габариты сближения проводов с опорами 70

71 Аппаратура воздушных линий Основные требования к арматуре Арматурой воздушных линий называют комплекс изделий, которыми крепят конструкции на опорных устройствах, комплектуют гирлянды изоляторов, соединяют провода и тросы между собой и т. п. (рис. 1.38). Арматура работает на открытом воздухе, подвергается различным воздействиям, поэтому должна отвечать повышенным требованиям: иметь достаточную механическую прочность с учетом возможных перегрузок и усталостных явлений в металле при долговременной работе под переменной нагрузкой, достаточную надежность в узлах жесткого крепления, высокую коррозионную стойкость, сертификат качества изделий и отвечать другим требованиям. а R б R в

73 ж R26 з М ,4 33, ,3 Рис Арматура: а, б, в из чугуна, г, д, е цветного литья, ж, з стали: 1 коуш вилочный; 2 валик; 3 шплинт; 4 седло; 5, 13 плашка; 6 гайка; 7 болт; 8 шайба; 9 корпус; 10 клин (большой или малый); 11 бандаж; 12 трос (провод); 14 вкладыш; 15 серьга; 16 пестик; 17 нарезка; 18 штанга несочлененная нарезка-ушко; 19 штанга несочлененная ушко-пестик На каждом изделии арматуры должны быть нанесены товарный знак предприятия-изготовителя, год изготовления, а также на плашках, соединяющих многожильные провода, должна быть указана площадь сечения соединяемых проводов таким образом, чтобы была обеспечена ясность знаков в течение всего периода эксплуатации. На сварных, штампованных и кованых изделиях маркировку не наносят. Не допускаются проскальзывание троса, коррозия болтов, шплинтов, трещины в зажимах. Резьбовые части при необходимости покрывают антикоррозионной смазкой. У болтовых зажимов обращают внимание на их количество и надежность крепления; у клиновых проверяют наличие клина и соответствие его сечению троса, шунтирование узла стыкования; у трубчатого соединения правильность и глубину обжатия. Арматура из ковкого или серого чугуна. Для крепления изоляторов и проводов ВЛ в узлах, не предназначенных для прохождения тока, широкое распространение получили детали из чугуна. В зависимости от назначения они имеют различную конфигурацию и рассчитаны на определенную механическую нагрузку. Поверхности отливок не должны иметь трещин, заусенцев, намывов, пригара, окалины, отколотых частей и других дефектов, снижающих качество и надежность изделий. Арматуру из чугуна оцинковывают или защищают другим влагоустойчивым покрытием, предотвращающим атмосферную коррозию. 73

74 Арматура из цветного литья. Для крепления и соединения проводов и тросов во всех узлах, предназначенных для прохождения тока, применяют детали из цветного литья: латунного, бронзового и медного для медных, сталемедных, бронзовых проводов и тросов; алюминиевого для алюминиевых и сталеалюминиевых проводов. Поверхность деталей должна быть гладкой с плавными переходами и не иметь трещин, заусенцев, намывов, пригара и окалины, отколотых частей, раковин и других дефектов, снижающих качество и надежность изделий. На деталях, используемых для крепления различных проводов, указывают площадь сечения этих проводов. Арматура из стали. Все детали, имеющие резьбу, а также натяжные штанги, соединительные планки, серьги и пестики изготовляют из стали СтЗсп5 (спокойной), остальные из стали СтЗпс5 (полуспокойной). Необходимость применения спокойной стали для арматуры, имеющей резьбу и значительные механические нагрузки, обусловлена требованием обеспечения надежности работы при низких температурах. Сталь СтЗкп2 (кипящую), имеющую при низких температурах повышенную хрупкость, применяют только для изготовления зажимов заземления и других деталей, которые не несут значительных рабочих нагрузок. Стальные детали не должны иметь трещин, заусенцев, отколотых частей и пережогов металла; переход от одного сечения к другому должен быть плавным, без подрезов. Все сварные швы и прилегающие к ним поверхности должны быть очищены от шлака, окалин, наплывов и брызг металла. Сварное соединение должно иметь прочность не менее прочности основного металла; наплавленный металл должен быть плотным, не иметь трещин, пор и незаваренных кратеров. Для защиты от коррозии детали из стали покрывают антикоррозионным покрытием, как правило, цинковым при горячем цинковании толщиной мкм или термодиффузионным цинковым покрытием. Допускается защита лакокрасочными материалами. Штыри и колпачки для крепления изоляторов Для крепления штыревых изоляторов применяют штыри и крючья с прокладкой из пропитанных суриком пеньки или пакли (рис. 1.39), полиэтиленовые колпачки. 74

75 а отв б 35(20) 25(40) (240) 36 в L s M 100 b К A r R n R35 Рис Штыри верхушечные: а ШВ-22-1; б низковольтные С-16 (Д-16); в крюк 75

76 Техническое обслуживание изоляторов воздушных линий Изоляторы и их основные технические характеристики Изоляторы являются ответственным элементом воздушных линий и должны удовлетворять требованиям в отношении электрической и механической прочности. Электрическая прочность характеризуется сухоразрядным, мокроразрядным и пробивным значениями напряжения. Механическая прочность изолятора характеризуется допускаемой, испытательной и разрушающей нагрузками на растяжение и изгиб. Изоляторы классифицируются: по назначению: подвесные, натяжные, проходные, штыревые, опорные; по материалу изоляционной детали: керамические (фарфоровые), стеклянные, полимерные; по типу конструкции — тарельчатые, стержневые; по геометрии изоляционной детали гладкостержневые, ребристые; по специальным характеристикам (специальные) грязестойкие (в особо загрязненных районах) и антивандальные (устойчивые к ударам и нагрузкам). За многие годы эксплуатации устройств электроснабжения на железнодорожном транспорте накопилось значительное количество типов конструкций высоковольтных изоляторов отечественного и зарубежного изготовления, многие из которых уже сняты с производства. Каталог изоляторов для ВЛ содержит краткое описание и основные технические характеристики серийно выпускаемых заводами России и находящихся в эксплуатации изоляторов. В качестве примера конструкции распространенных тарельчатых высоковольтных изоляторов показаны на рис а, б, в. Тарельчатые изоляторы состоят из шапки 1, изготовленной из ковкого чугуна, изолирующей детали (тарелки) 2 из фарфора (стекла или стеклофарфора), и металлического стержня 3, заканчивающегося пестиком или серьгой б. Головка изолирующей детали выполнена в форме обратного конуса, что обеспечивает надежное сцепление шапки и стержня. Изолирующий элемент соединен с шапкой и стержнем с помощью портландцемента 4. Конструкция шапки и стержня с пестиком обеспечивает нормальное шарнирное сцепление изоляторов при комплектовании их в гирлянду. Для предотвращения расцепления шапки одного изолятора с пестиком другого служат замки 5.

77 а 20 б 167± ± в г ± = / , д ± = , Рис Подвесные тарельчатые фарфоровые изоляторы: а ПФ6-А; б ПТФ70-3.3/5; в подвесной стеклянный тарельчатый изолятор ПС70-Е; г натяжной стержневой фарфоровый НСФ70-25/0,95; д полимерный НСКр 120-3/0,6 Фарфор изолятора в изломе должен быть однородным по структуре и не иметь открытой пористости. Поверхность фарфора изолятора покрывают ровным слоем гладкой и блестящей глазури. Металлическую арматуру изоляторов оцинковывают. Для изготовления стерж- 77

78 невых (рис. 1.40, г) изоляторов применяют фарфор (керамику), штыревых изоляторов фарфор или стекло. Для изготовления стеклянных изоляторов из щелочного стекла применяют состав, принятый для производства обычного оконного стекла. Высокая механическая прочность и термостойкость стеклянных изоляторов обеспечиваются специальной термической обработкой закалкой, которая повышает прочность на разрыв и изгиб. Это позволяет конструировать стеклянные изоляторы с меньшей головкой изолирующей детали. Поэтому при одинаковых с фарфоровыми изоляторами электрических и механических характеристиках стеклянные имеют меньшую высоту и массу. Для изготовления изоляторов, кроме фарфора и стекла, используют полимерные материалы (рис. 1.40, д). Грязестойкие изоляторы предназначены для использования в местностях, подверженных всем видам загрязнений, содержащих проводящие компоненты, и в условиях туманов или высокой влажности. Грязестойкие изоляторы имеют увеличенную длину пути утечки тока и конструктивные отличия, облегчающие условия очистки их поверхности. Стеклянные изоляторы легче фарфоровых и лучше противостоят ударным нагрузкам. К особенностям стеклянных изоляторов относится и то, что в случае электрического пробоя или разрушающего механического или термического воздействия закаленное стекло не растрескивается, а рассыпается. Это облегчает нахождение не только места повреждения на линии, но и поврежденного изолятора в гирлянде. Электрическую прочность изоляторов принято характеризовать следующими величинами: выдерживаемым напряжением под дождем и в сухом состоянии; 50 %-м разрядным импульсным напряжением с формой волны 1,2/50 мкс; пробивным напряжением при частоте 50 Гц; длиной пути утечки тока L y. Длина пути утечки тока L y это наикратчайшее расстояние (огибающая) или сумма наикратчайших расстояний по контурам наружных изолирующих поверхностей между частями изолятора, находящимися под разными потенциалами. Расстояние, измеренное по поверхности цементного шва или другого токопроводящего соединительного материала, не считается частью дайны пути утечки тока. Значение выдерживаемого испытательного напряжения под дождем зависит от формы изолятора, наличия капельниц (выступов в нижней части ребра изолятора, предохраняющих ее поверхность от смачивания водой), угла наклона оси изолятора к горизонтали. 78

79 Загрязнение изоляторов практически не влияет на значение выдерживаемого испытательного напряжения в сухом состоянии, если относительная влажность воздуха не превышает 70 %. Увлажнение поверхности загрязненных изоляторов (при росе, моросящем дожде, тумане, мокром снеге) приводит к снижению разрядного напряжения. Наиболее опасными являются загрязнения, в которых содержится много растворимых в воде солей. Загрязнение изоляторов опасно не только из-за перекрытий, приводящих к снятию напряжения, а в отдельных случаях и к разрушению изоляторов. В эксплуатационных условиях поверхности изоляторов загрязняются и увлажняются неравномерно. При сложной форме изолятора разряд на отдельных участках может отрываться от поверхности и развиваться по наикратчайшему пути в воздухе. В результате эффективно используется не вся геометрическая длина пути утечки тока L y, а только ее часть. Поэтому напряжение перекрытия изоляторов, загрязненных в реальных условиях эксплуатации, пропорционально не геометрической, а эффективной длине пути утечки тока L эф = L y /k, где k = 1-1,3 поправочный коэффициент, называемый коэффициентом формы изолятора. Коэффициент k зависит от формы изолятора и условий его загрязнения, т.е. от скорости ветра и интенсивности мокрых осадков и других загрязняющих веществ. Для конкретной местности с определенными метеорологическими условиями, свойствами и интенсивностью загрязнения атмосферы вероятность перекрытия изолятора зависит от L э = L эф / U maх (здесь U maх максимальное рабочее напряжение). Величина L э называется удельной длиной пути утечки тока (см/кв), т.е. длины пути утечки, см, тока по поверхности изоляции на 1 кв максимального рабочего напряжения. В зависимости от характеристики местности и источников загрязнения для работы изоляции установлены семь степеней загрязненности атмосферы (СЗА) и нормированы наименьшие допустимые значения L э, при которых обеспечивается малое число отключений под действием рабочего напряжения. Для воздушных линий с номинальным напряжением до 35 кв рекомендуются следующие значения удельной длины пути утечки тока L э, см/кв, не менее: при степени загрязненности атмосферы I, II, III, IV, V, VI и VII соответственно 1,70; 1,90; 2,25; 2,60; 3,50,4,00 и 4,7 см/кв. Степень загрязненности атмосферы (СЗА) учитывает все возможные источники загрязнения: промышленные предприятия, засоленные почвы и засоленные водоемы и др.: 79

80 I особо чистые районы, не подверженные естественным и промышленным загрязнениям, в почве содержится незначительное количество растворимых ионообразующих примесей (например, лесные или почвы, имеющие травянистый покров, затрудняющий перенос пылевых частиц в воздухе); II земледельческие районы, для которых характерно применение в широком масштабе химических веществ (удобрений, гербицидов), и промышленные районы, расположенные за пределами наименьшего защитного интервала и не подверженные загрязнению соляной пылью (количество растворимых солей не более 0,5 %); III IV в зависимости от степени опасности загрязнения промышленными предприятиями, засоленности и характера покрова солончаковых почв, солености близко расположенных водоемов и расстояния линий электропередачи от источника загрязнения; V VII в зависимости от степени опасности предприятий промышленности, от сильнодействующих загрязнений, смога, химических предприятий и других условий. Длина пути утечки тока для участков с различной степенью загрязненности атмосферы должна быть не менее L y = U max L э. Значения удельной длины пути утечки тока L э при степени загрязненности атмосферы I, II, III, IV, V, VI и VII Таблица 1.19 I II III IV V VI VII L э, см/кв 1,7 1,9 2,25 2,6 3,5 4,0 4,7 L y см 49,3 55,1 65,2 75,4 101,5 116,0 136,3 Минимальная длина пути утечки тока на железнодорожных участках для районов с различными СЗА определена Правилами устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог. Условные обозначения изоляторов На ВЛ железных дорог эксплуатируются тарельчатые, стержневые, штыревые и полимерные изоляторы. В условных обозначениях тарельчатых изоляторов первая буква указывает назначение изолятора: П подвесной, Ф фиксаторный; вторая буква обозначает материал изоляционной детали: Ф фар- 80

81 фор, С стекло; третья буква указывает конфигурацию изоляционной детали: В с вытянутым ребром, Д двукрылая, С сферическая, А антивандальная; цифра указывает класс изолятора (разрушающую нагрузку), кн; буква после цифры обозначает модификацию изолятора. Например: ПС70-Е подвесной, стеклянный, 70 кн, модификация Е, (см. рис. 1.40, в). В условных обозначениях стержневых фарфоровых изоляторов первая буква указывает назначение: П подвесной, Н натяжной; вторая буква обозначает конструктивное исполнение: С стержневой; третья буква обозначает материал изоляционной части: Ф фарфор; первая цифра обозначает класс изолятора, кн; вторая цифра указывает номинальное напряжение, кв; третья цифра показывает длину пути тока утечки, м. Например, НСФ 70-25/0,95 натяжной, стержневой, фарфоровый, 70 кн, 25 кв, 0,95 м (см. рис. 1.40, г). В условных обозначениях штыревых изоляторов первая буква указывает конструктивное исполнение: Ш штыревой; вторая буква обозначает материал: Ф фарфор, С стекло; цифра указывает номинальное напряжение линии, кв; буква после цифры обозначает модификацию изолятора. Например: ШФ-10, ШС-10. В условных обозначениях полимерных стержневых изоляторов первая буква обозначает назначение изолятора: Н натяжной; вторая буква указывает конструктивное исполнение: С стержневой; третья буква указывает материал и конфигурацию защитной оболочки: К гладкая из кремнийорганической резины, Кр ребристая из кремнийорганической резины, Фт гладкая из фторопласта; первая цифра класс изолятора, кн; вторая цифра номинальное напряжение линии, кв; третья цифра длина пути утечки тока, м. Например, НСКр120-3/0,6 натяжной, стержневой, ребристый из кремнийорганической резины, 120 кн, 3 кв, 0,6 м (см. рис. 1.40, д). Коэффициент запаса механической прочности изоляторов по отношению их к нормированной силе должен быть не менее 5,0 при средней эксплуатационной нагрузке 2,7. Стержневые изоляторы электрически непробиваемы, вследствие чего сокращаются расходы на контроль в эксплуатации, но они менее надежны в механическом отношении: при перекрытии изолятора и нагрузках на изгиб происходит их разрушение. Механическая разрушающая нагрузка при растяжении этих изоляторов не менее кн. Изоляторы для районов с повышенным уровнем загрязнения выпускают стеклянные тарельчатые грязеустойчивые ПСД70-Е, ПСВ120-Б. В эксплуатации также находятся фарфоровые изолято- 81

82 ры ПФГ-5А, ПФГ-6А, которые отличаются формой изолирующего элемента (тарелки), обеспечивающей увеличение пути утечки тока по поверхности изолятора. Для разъединителей, линий электропередачи 6-10 кв и других элементов и узлов используют различные типы опорных и штыревых изоляторов. Для разъединителей применяют опорные изоляторы ОНС Провода воздушных линий электропередачи закрепляют на штыревых изоляторах ШСЮ-А, ШФ10-А, ШФ20-Г, ШФ10-Г и ШФ20-А. Низковольтные провода дистанционного управления, телеуправления, волноводные и осветительные подвешивают на изоляторах ТФ20 (троллейный фарфоровый). 82 Требования к изоляторам перед их установкой и в эксплуатации Количество и тип высоковольтных изоляторов в элементах ВЛ, ДПР должны соответствовать требованиям ПУЭ и иметь необходимую длину пути утечки тока для данного района, а также степени загрязненности атмосферы (СЗА). Изоляторы не должны иметь сколов, трещин, механических повреждений, а также следов ожогов на поверхности фарфора. Изолятор, имеющий скол или повреждение глазури площадью свыше 3 см 2, считается дефектным. Не допускаются трещины в шапке изолятора, выползание, изгиб, коррозия или проворачивание стержня тарельчатого изолятора; на стержневых изоляторах несовпадение продольной оси изолирующего элемента с осью шапки изолятора. Поверхность фарфора должна быть очищена от пыли и грязи. В полимерных изоляторах не должно быть надрезов, проколов, кратеров, ссадин, разгерметизации, следов токопроводящих дорожек и других повреждений. В местах повышенного загрязнения изоляторов поверхность фарфора рекомендуется покрыть пастой ГИП или вазелином КВ-3 слоем толщиной 1 мм. При выполнении работ не допускаются удары по изолятору, приварка изделий и другие механические и термические воздействия. Тарельчатые фарфоровые изоляторы перед установкой на ВЛ подвергают электрическим испытаниям. Напряжение 50 кв переменного тока частотой 50 Гц прикладывают в течение 1 мин к шапке и стержню изолятора. Изолятор считается годным, если в процессе испытания не было пробоя или перекрытия изоляции, поверхностных разрядов. Фарфоровые тарельчатые изоляторы перед установкой ис-

83 пытываются мегаомметром на напряжение 2,5 кв. Измеряемое сопротивление должно быть не менее 300 МОм. Испытания проводят в сухую погоду при положительной температуре окружающего воздуха. На изоляторы, выдержавшие испытания, наносят краской отличительную маркировку. Тарельчатые стеклянные, полимерные и штыревые изоляторы для ВЛ 6-35 кв проверяют наружным осмотром. Разрушающая нагрузка штыревых изоляторов при изгибе составляет -1,4 кн ( кгс). Изоляторы типа ШЖБЮ-С на напряжение 10 кв применяют на железобетонных опорах при деревянных траверсах, а изоляторы типа ЩФ20-В, ШД20 на макушках опор. Изоляторы типа ШФ20 используются в местах активного загрязнения атмосферы промышленными выбросами, вблизи морей, в районах с повышенной грозовой активностью, а также при установке их на металлические траверсы. Для защиты стержневых изоляторов от перекрытия птицами применяют репеллентную защиту (ЗР-1), состоящую из полимерных хвостовиков, закрепляемых на стальных хомутах к оконцевателям изолятора. В местах, где возможно кратковременное приближение или касание проводов воздушных линий заземленных конструкций, временно применяют полимерные защитные чехлы. Длина пути утечки тока и степень загрязненности атмосферы Изоляция выбирается в зависимости от степени загрязненности атмосферы (СЗА) для данного участка и длины пути утечки тока изоляторов. Примерная характеристика участков железной дороги по степени загрязненности атмосферы приведена ниже: III участки со скоростями движения поездов до 120 км/ч. Вблизи мест (до500 м) добычи, погрузки и выгрузки угля; IV участки со скоростями движения поездов км/ч. Местности с сильно засолеными почвами, вблизи морей и соленых озер (до 1 км); V участки со скоростями движения поездов более 160 км/ч. Вблизи мест(до 500 м) производства, погрузки и выгрузки цемента ; VI вблизи мест (до 500 м) расположения предприятий нефтехимическойпромышленности, погрузки и выгрузки продукции. В промышленныхцентрах с интенсивным выделением смога; VII вблизи мест (до 500 м) расположения градирен, предприятий химической промышленности, погрузки, выгрузки минеральных удобрений и продуктов химической промышленности. 83

84 Нормированная минимальная длина пути утечки тока изоляции для ДПР приведена в табл Опорные изоляторы для ВЛ 6-10 кв должны иметь длину пути утечки тока не менее 600 мм. Нормированная минимальная длина пути утечки тока изоляции для ДПР Таблица 1.20 Вид изоляции Подвесные и врезные (кроме анкерных) стержневые изоляторы (фарфоровые, стеклянные и полимерные) или гирлянды из тарельчатых изоляторов Изоляторы с гладкими полимерными защитными чехлами или покрытиями Минимальная длина пути утечки тока для районов СЗА, мм III IV V VI VII Диагностика фарфоровых тарельчатых изоляторов в эксплуатации Изоляторы, имеющие сопротивление изоляции менее 300 МОм, считаются дефектными. На линиях ДПР и ВЛ 35 кв тарельчатые изоляторы проверяют универсальной измерительной штангой ШИ-35/110кВ, оборудованной специальной головкой. По положению стрелки указателя на головке штанги в момент пробоя воздушного промежутка определяют напряжение, которое приходится на испытуемый изолятор, и по таблицам устанавливают его годность. При обнаружении дефектного изолятора в гирлянде прекращают диагностику остальных изоляторов до замены дефектного изолятора (или гирлянды изоляторов). Анкеровку проводов, подвесные изоляторы закрепляют с помощью специальной арматуры Натяжение, стрелы провеса и техническое обслуживание крепления проводов воздушных линий Варианты крепления (вязки) проводов к изоляторам Крепление проводов к штыревым изоляторам производится следующим образом: на прямом участке линии провода должны быть прикреплены к головке или шейке изолятора со стороны опоры; 84

85 в местах изменения направления линии к шейке изолятора с наружной стороны угла (рис. 1.41); на участках, подверженных ветровому воздействию проводов, над пассажирскими платформами, при пересечении железнодорожных путей, шоссейных дорог, в населенной местности должно быть рессорное крепление; на участках, подверженных автоколебаниям или «пляске» проводов, двойное рессорное крепление (рис. 1.42) Рис Крепление проводов в желобе головки штыревых изоляторов (головная вязка): 1 линейный провод; 2 вязальный провод; 3 изолятор Крепление проводов на подвесных изоляторах выполняют плашками в седлах. На кривых участках пути плашки должны быть с наружной стороны кривой. При расположении кронштейна на внутренней стороне кривой с двух сторон от седла должны быть установлены болтовые зажимы, исключающие случаи проскальзывания провода и разворота кронштейна. 85

86 Крепление проводов марки А, АС на штыревых изоляторах выполняют алюминиевой проволокой диаметром не менее 3,5 мм. Длина вязальной проволоки зависит от сечения провода. а б Рис Крепление проводов: а двойное; б двойное рессорное: 1 линейный провод; 2 вспомогательный провод; 3 рессорный провод; 4 соединительный зажим Техническое обслуживание и крепление подвесных изоляторов в гирлянде На металлических кронштейнах проверяют надежность крепления бугеля, состояние серьги и узлов соединения гирлянды изоля- 86

87 торов, наличие замков. Тарельчатые изоляторы осматривают, очищают от загрязнения, обращая внимание на состояние поверхности изоляционной детали (фарфор, стекло). Для осмотра провода в седле отсоединяют плашку, проверяют правильность ее установки в соответствии с диаметром провода. Техническое обслуживание и крепление штыревых изоляторов На металлических, деревянных кронштейнах и траверсах проверяют крепление штыря. Штырь должен соответствовать типу изолятора. Штыревые изоляторы осматривают, очищают от пыли и грязи, проверяют надежность крепления их на штыре. В случае качки изолятора необходимо его снять, заменить на штыре пеньку или насадить полиэтиленовый колпачок, вложить прокладку в изолятор и навернуть его до упора с возвратом на 1/4 оборота. Контролируют вязку провода к изолятору. Осмотром проверяют состояние высоковольтных изоляторов. На металлических траверсах, верхушках железобетонных и металлических опор, в районах усиленного загрязнения промышленными отходами, вблизи морей и в местах с повышенной грозовой деятельностью должны применяться изоляторы ШФ20-В, ШД20; на деревянных траверсах изоляторы ШС10-В, ШФ10-В или равноценные им. Провода ВЛ напряжением до 1 кв должны быть закреплены на изоляторах ТФ20. Провода под опорным узлом и в стыковых соединениях осматривают при непосредственном приближении к узлу, провода в пролете с земли с помощью бинокля. Осмотр ведут из безопасного места. Натяжение проводов воздушных линий и ветровые нагрузки Натяжение проводов ВЛ для заданного расстояния между опорами и при определенной температуре провода (воздуха) определяют по стреле провеса провода из монтажных таблиц. Расстояния между проводами устанавливают в зависимости от уровня напряжения. На участках с повышенными ветровыми нагрузками, в пролетах транспозиции проводов расстояния между проводами не должны допускать схлестывания проводов. Формулы для проведения механического расчета натяжения проводов на анкерных участках при различных температурных режимах приведены ниже. 87

88 Воздушные линии, состоящие из нескольких проводов, должны быть соединены бандажами через 5-10 м. Натяжение провода в пролете определяют по формуле H = σs H 2 kl S = f, где Н натяжение провода, кгс; σ допустимое удельное механическое натяжение в проводе, кгс/мм 2 ; S сечение провода, мм 2 ; f стрела провеса провода, м; l длина пролета между опорами, м; k 0, для сталеалюминиевых проводов; k = 0,001 для стальных проводов. Длина провода в пролете определяется по формуле 8 f L= l + 3l 2, где L длина провода, м; l длина пролета между опорами, м; f стрела провеса провода, м. Стрела провеса провода в середине пролета (при расположении точек крепления проводов у опор на одном уровне и одинаковых высотах подвеса провода) f 2 ql = 8H, где f стрела провеса провода, м; q результирующая нагрузка на провод, кгс/м; H натяжение провода, кгс; l длина пролета между опорами, м. 88 Монтажные таблицы стрел провеса проводов воздушных линий Стрелой провеса/провода ВЛ при одинаковых высотах подвеса провода называется вертикальное расстояние между низшей точкой провода в середине пролета и горизонтальной линией, соединяющей точки подвеса провода (рис. 1.43, а).

89 а f 1 l/2l 1 l 1 б l 1 l/2l 2 А f 2 f 3 В l 3 l/2l 3 Рис Стрела провеса провода: а при его одинаковой высоте (в одном уровне); б при разной высоте: f 1 стрела провеса, м; l 1 длина пролета, м; l 2 и l 3 условные значения длины пролетов; f 2 и f 3 стрелы провеса провода для условных значений длины пролетов При различных высотах подвеса провода ВЛ различают стрелу провеса провода, f 2 по отношению к высшей точке подвеса (А) и стрелу подвеса провода, f 3 по отношению к низшей точке подвеса (В) (рис. 1.43, б). В качестве примера приведены стрелы провеса и натяжения проводов АС-35, АС-50 в табл

90 Стрелы провеса и натяжения провода АС-35. Толщина стенки гололеда 5, 10 мм, скорость ветра м/с, минимальная температура воздуха -30, -40, -50 С, эквивалентный пролет 60 м. Длина пролета l, м Стрелы провеса и натяжения проводов АС-35 Таблица 1.21 Стрела провеса f, см, в эксплуатации при температуре воздуха для районов ; ; С Натяжение провода, кн (кгс) 4,5 (450) 3,84 (384) 3,19 (319) 2,57 (257) 2,01 (201) 1,53 (153) 1,18 (118) 0,95 (95) 0,80 (80) 0,70 (70) 0,62 (62) Стрелы провеса и натяжения провода АС-50. Толщина стенки гололеда 5, 10 мм, скорость ветра м/с, минимальная температура воздуха -30, -40, -50 С, эквивалентный пролет 60 м. Длина пролета l, м Стрелы провеса и натяжения провода АС-50 Таблица 1.22 Стрела провеса f, см, в эксплуатации при температуре воздуха, для районов ; ; С Натяжение провода, Н (кгс) 5500 (550) 4640 (464) 3810 (381) 3030 (303) 2340 (234) 1790 (179) 1410 (141) 1160 (116) 990 (99) 870 (87) 790 (79) 90

91 Габариты воздушных линий Работники районов электроснабжения периодически измеряют габариты опор, т.е. расстояния от оси пути до передней со стороны пути грани опор воздушных линий, прожекторных мачт, установленных в теле земляного полотна. Габарит приближения строения С (контур) предельное поперечное (перпендикулярное к оси пути) очертание, внутрь которого не должны заходить части сооружений и устройств. Высоту подвеса проводов ВЛ измеряют при максимальной стреле провеса: в пролете от нижней точки провода до земли; при пересечении с автомобильной дорогой до поверхности ее проезжей части; при пересечении с железной дорогой до уровня головки рельса; при пересечении контактной сети до наивысшего провода или несущего троса (рис. 1.44). а 2-5 м Н Не менее 7,5 м а = Н + 3 м УТР а = Н + 3,1 м Железнодорожные пути б 6 м 7 м 5 м Автомобильная дорога 91

92 в А Б А г ВЛ В А N 2 ВЛ N 1 В М 2 α2 О α 1 М 1 Рис Воздушные переходы ВЛ: а через железнодорожные пути, б через автомобильные дороги, в пересечения и сближения воздушных линий с контактной сетью над опорой; г в середине пролета 92

93 Расстояние от нижней точки проводов воздушных линий электропередачи напряжением выше 1000 В до поверхности земли при максимальной стреле провеса должно быть не менее: 6 м на перегонах, в том числе 5,0 м в труднодоступных местах; 7,0 м при пересечениях с автомобильными дорогами, на станциях и в населенных пунктах. При пересечениях железнодорожных путей расстояние от нижней точки проводов воздушных линий электропередачи напряжением выше 1000 В до уровня верха головки рельса неэлектрифицированных путей должно быть не менее 7,5 м. На электрифицированных линиях это расстояние до проводов контактной сети должно устанавливаться в зависимости от уровня напряжения пересекаемых линий в соответствии с правилами устройства электроустановок и по техническим условиям железной дороги. На пересечениях ВЛ СЦБ и ВЛ ПЭ с естественными препятствиями, если длина переходного пролета на 25 % и более превышает длину усредненного пролета, для линий ВЛ СЦБ, ВЛ ПЭ напряжением 6-35 кв применяются многопроволочные провода. Соединение проводов в пересекающихся пролетах не допускается. Минимальное сечение проводов марки АС, мм 2, для пересекаемых объектов приведено в табл Минимальное сечение проводов марки АС, (мм 2 ) для пересекаемых объектов Железные дороги 35 Воздушные линии до и выше 1 кв 25 Линии связи классов I и II 35 Автодороги категорий I IV 25 Трамвайные и троллейбусные линии 25 Судоходные реки и каналы 25 Надземные трубопроводы и канатные дороги 35 Таблица 1.23 Габариты кабельных линий Габариты размещения кабеля на опорах, в земляных траншеях и проход кабеля под железнодорожными путями, автомобильными дорогами, а также сближение кабелей с опорами воздушных линий показаны на рис. 1.19, 1.31, 1.37,

94 а б H L А Вид А h 1250 H Рис Анкеровка проводов на А-образной и АП-образной концевых опорах кабельных одно- и двухцепных линий с разъединителем РЛНД-10: L длина опоры, h длина опоры в подземной части, H высота опоры, H 1 высота установки нижней траверсы Техническое обслуживание и ремонт жестких анкеровок воздушных линий Проверка жестких анкеровок воздушных линий Осматривают кронштейны, изоляторы, обращают внимание на состояние стержней и степень их повреждения коррозией. Проверяют соединение изоляторов между собой и узлы соединения гирлянды изоляторов с проводом и анкерной штангой, а также штанги с опорой. Обращают внимание на состояние закладных деталей, валиков, наличие шплинтов, не допускается самопроизвольное выдавливание валиков. Резьбовые части покрывают антикоррозионной смазкой, выявленные дефекты устраняют. Медные и алюминиевые провода должны иметь концевую заделку через вилочный коуш с креплением трубчатым соединителем или временно тремя болтовыми соединительными зажимами. Сталемедные провода должны иметь концевую заделку через клиновые зажимы. На выступающих концах из клинового зажима длиной мм должен быть наложен бандаж. 94

95 Проверка прогиба опоры, состояния оттяжек и анкеров Проверяют состояние анкерных оттяжек и анкеров. Натяжение определяют по частоте собственных колебаний оттяжки. Ослабленную оттяжку вытягивают натяжной съемной муфтой и нагружают, затягивая гайку. Смазывают резьбовую часть штанги. Осматривают узлы крепления. Прогиб опоры более 100 мм не допускается. В шарнирных узлах оттяжек проверяют наличие шплинтов, гаек, износ болтов и валиков, а также крепление оттяжек к опоре и анкеру. Осмотр анкера в подземной и надземной частях выполняют так же, как фундаментов металлических прожекторных мачт Техническое обслуживание и ремонт заземлений Технические требования и нормы Заземление преднамеренное электрическое соединение какойлибо точки системы электроустановки или оборудования с заземляющим устройством. Различают рабочее и защитное заземление. Рабочее заземление заземление, которое предназначено для подключения аппаратуры к земле при использовании земли в качестве обратного провода. К рабочим заземлениям присоединяют металлические корпуса силового оборудования и т. п. Защитное заземление заземление частей электроустановки с целью обеспечения электробезопасности. В электроустановках выполняются два вида заземления: высоковольтное в сети высокого напряжения и низковольтное в сети низкого напряжения. Заземляющим устройством, или заземлением, называют устройство, состоящее из заземлителей металлических электродов любой формы (труба, стержень, проволока и т.п.), заложенных в землю и имеющих с ней электрический контакт, и проводников, соединяющих заземлители с устройствами силовой цепи. Каждое заземляющее устройство обладает электрическим сопротивлением, зависящим от конструкции заземлителей, их количества, расположения и глубины закопки в грунт, а также от удельного сопротивления прилегающих к заземлителям слоев земли (грунта). В устройствах силовых цепей наибольшее применение находят стержневые заземлители из уголкового профиля, круглых стальных стержней, а также из некондиционных труб. Заземления опор для 95

96 молниеотводов, прожекторных мачт, воздушных линий выполняют из стальной линейной проволоки. Стержневой заземлитель из стали уголкового профиля имеет следующие размеры: 45x45x4, или 50x50x4, или 60x60x4 мм длиной 2-3 м. Нижний конец заземлителя для удобства забивки в грунт срезают под углом 60 к горизонтали. К верхнему концу заземлителя приваривают одну или свитые в жгут две-три стальные оцинкованные проволоки диаметром 4 или 5 мм для соединения заземлителя с заземляющим устройством. Выше приварки проволоки на заземлитель устанавливают и приваривают хомут из стальной проволоки, что увеличивает прочность соединения. Перед забивкой заземлителя разрабатывают котлован глубиной до 0,9 м и шириной 1,2×1,4 м и в центре этого котлована забивают заземлитель с таким расчетом, чтобы его верхний край был на мм выше дна котлована. На воздушных линиях напряжением 10 кв заземления устраивают у силовых, концевых, кабельных опор и опор с разъединителями, а также на всех железобетонных опорах, проходящих по населенной местности. На силовых и других опорах, где подлежат заземлению элементы высоковольтного и низковольтного оборудования (рис. 1.46), устраивают два заземления: высоковольтное и низковольтное. Схемы заземления КТП приведены на рис а б Три проволки Две проволки по 5мм по 5мм 5000± Высоковольтное заземление 2500 Низковольтное заземление

97 в 0,5 м МС-08 I 1 I 1 E 1 E ,5 м 25 м 15 м 90 МС-08 Ω 50 м 40 м Рис Схемы заземления опор ВЛ: а промежуточной; б силовой; в схема измерения сопротивления заземления Заземление в сети высокого напряжения предназначено для заземления корпуса силового трансформатора, разрядников, ПКН, привода разъединителя. Заземление, состоящее из трех свитых в жгут стальных оцинкованных проволок диаметром 5 мм, идущих к заземлителям, прокладывают по опоре. Жгут крепится к деревянной опоре через каждые 0,5 м проволочными скобами, а к железобетонной опоре проволочными хомутами или пластмассовыми клицами. Заземляющие проводники приваривают к первому от опоры стержневому заземлителю, на место сварки наносят мастику. Количество заземлителей в сети высокого напряжения определяют расчетом, однако 97

98 в любом случае их должно быть не менее двух. Ответвления из стальной проволоки всех элементов высоковольтного оборудования присоединяют на опоре к заземляющей магистрали. а б Отдельная опора (опора КС) КТП ПКТ-35 27,5 кв РТ-35 Земля (рельс) R 5 Ом 0,38/0,22 кв Выравнивающий контур Опора КС 27,5 кв РТ-35 ИПМ-62 м l= м R = 4 8 Ом 0,38/0,22 кв 0,22/0,127 кв в Отдельная опора (опора КС) КТП 27,5 кв ПКТ-35 РЛНД-35 РТ-35 ИПМ-62 м 0,2 г 6(10) кв ,115 0,220 кв R 5 Ом 9 Рис Схемы заземления КТП: а трехфазная КТП 27,5 кв мощностью до 25 кв-а; б трехфазная КТП 27,5 кв мощностью более 25 кв-а с глухозаземленной нейтралью вторичной обмотки; в однофазная КТПО 27,5 кв мощностью до 10 кв-а; г КТП 6-10е кв, питающая от ВЛ ПЭ, проложенной по опорам контактной сети: 1 корпус высоковольтного шкафа; 2 разрядник; 3 предохранитель; 4 трансформатор; 5 металлический корпус КТП; 6 корпус низковольтного шкафа; 7 пакетный выключатель; 8 искровой промежуток; 9 контур заземления; 10 высоковольтный разъединитель Заземление в сети низкого напряжения состоит из двух стальных проволок диаметром по 5 мм, свитых в жгут, к которому присоединяют элементы низковольтного оборудования (корпус кабельного ящика, пробивные предохранители) и заземлители. Расстояние между системами заземлителей низкого и высокого напряжения должно быть не менее 5 м, а между заземлителями внутри каждой из систем 5+0,5 м. Забивают заземлители с таким расчетом, чтобы верхний край стержня находился от поверхности земли на 0,6-0,8 м; соединение заземлителей между собой осуществляют при помощи жгута из двух-трех стальных оцинкованных проволок, привариваемых к заземлителям. 98

99 Заземление в сети высокого напряжения предназначено для заземления корпуса силового трансформатора, разрядников, ПКН, привода разъединителя. Заземление, состоящее из трех свитых в жгут стальных оцинкованных проволок диаметром 5 мм, идущих к заземлителям, прокладывают по опоре. Жгут крепится к деревянной опоре через каждые 0,5 м проволочными скобами, а к железобетонной опоре проволочными хомутами или пластмассовыми клицами. Заземляющие проводники приваривают к первому от опоры стержневому заземлителю, на место сварки наносят мастику. Количество заземлителей в сети высокого напряжения определяют расчетом, однако в любом случае их должно быть не менее двух. Ответвления из стальной проволоки всех элементов высоковольтного оборудования присоединяют на опоре к заземляющей магистрали. Заземление в сети низкого напряжения состоит из двух стальных проволок диаметром по 5 мм, свитых в жгут, к которому присоединяют элементы низковольтного оборудования (корпус кабельного ящика, пробивные предохранители) и заземлители. Расстояние между системами заземлителей низкого и высокого напряжения должно быть не менее 5 м, а между заземлителями внутри каждой из систем 5+0,5 м. Забивают заземлители с таким расчетом, чтобы верхний край стержня находился от поверхности земли на 0,6-0,8 м; соединение заземлителей между собой осуществляют при помощи жгута из двух-трех стальных оцинкованных проволок, привариваемых к заземлителям. Проверка сопротивления опор ВЛ СЦБ Для измерения сопротивления одиночного заземлителя инвентарные электроды забивают в грунт на глубину 0,5 м по одной линии на расстоянии 25 и 15 м. Для измерения сопротивления сложных заземляющих устройств электроды располагают по одной линии на расстоянии не менее 50 м перпендикулярно к диагонали заземляющего устройства (см. рис. 1.46, в). Сопротивление заземления опоры с трансформатором мощностью до 100 ква должно быть не более 10 Ом, а с трансформатором мощностью более 100 кв-а не более 4 Ом. У силовых опор, на которых установлены трансформаторы 6-10 кв с заземленной нейтралью 4 Ом, с изолированной нейтралью 10 Ом. У опор с линейными разъединителями-предохранителями или разрядниками 6-25 кв 10 Ом. У остальных железобетонных и металлических опор ВЛ 6-25 кв в населенной местности в зависимости от удельного сопротивления грунта (ρ) в соответствии с приведенными данными. 99

100 У железобетонных и металлических опор в сетях напряжением до 1 кв сопротивление заземляющих устройств должно быть не более значений, приведенных в табл. 1.24, а у заземлителей, предназначенных для защиты от грозовых перенапряжений не менее 30 Ом (независимо от удельного сопротивления грунта, ρ). Сопротивление заземляющих устройств Таблица 1.24 Удельное сопротивление грунта р, в сетях с изолиро- с повторным заземлением в сетях, В Сопротивление заземлителя опоры R, Ом, не более Ом-м ванной нейтралью 380/ /127 До ,3р 0,6р 100 Измерения сопротивления и проверка состояния индивидуального заземлителя КТП 6-10 кв Работа выполняется в летнее время, в сухую погоду, со снятием напряжения с КТП. В работе используют измеритель сопротивления заземлений Ф416, Ф4103 (М416), провода для подключения (изолированные сечением 1,5-2,5 мм 2 ), защитные и монтажные приспособления. Правильность схемы заземляющего устройства КТП проверяют внешним осмотром. КТП 6-10 кв, питаемые от ВЛ 6-10 кв, проложенной по опорам контактной сети, заземляются на самостоятельный контур по схеме рис. 1.47, г. Внешним осмотром контролируют целостность и исправность всех элементов заземления, а также надежность соединений между ними. Не допускаются в цепи заземлений обрывы, общая или местная коррозия которых более 25 % сечения, а также ослабленные крепления в местах соединений. Ослабленные крепления следует подтянуть. Соединение остальных заземляющих проводников между собой и контактные соединения их с заземлителями должны выполняться, как правило, сваркой внахлестку (длина ее должна быть равна двойной ширине полосы или шести диаметрам круглого прутка). При разборном соединении в этих местах должно быть по два болтовых зажима. Необходимо тщательно проверить их состояние и надежность крепления, убедиться в отсутствии коррозии, наличии контргаек; ослабленные крепления подтянуть, при необходимости перебрать с зачисткой контактных поверхностей.

101 Необходимо проверить состояние антикоррозионного покрытия открытых металлических элементов заземления и определить необходимость возобновления окраски. Для этого измеряют сопротивление заземлителя отдельно стоящей опоры с разъединителем для подключения КТП. Для измерения сопротивления самостоятельного контура заземления КТП нужно забить электроды на глубину 0,5-0,7 м и собрать испытательную схему в соответствии с рис Места соединений тщательно зачистить. На период измерений следует снять заземляющую штангу с высокой стороны (если штанга присоединена к измеряемому заземлителю) Д Ч ЗП Ч ЗТ ПЭ ТЭ Рис Схема измерений сопротивления растеканию контура заземления КТП прибором М416: 1 прибор М416 (Е 1 и Е 2 потенциальные зажимы, I 1, и I 2 токовые зажимы); 2 соединительные провода; 3, 4 измерительные электроды (потенциальный ПЭ и токовый ТЭ); 5 измеряемый контур заземления (Д наибольшая его диагональ); Ч зп расстояние от контура до потенциального электрода ПЭ; Ч зт расстояние от контура до токового электрода ТЭ Перед измерением зажимы Е 1 и I 1 прибора соединить между собой имеющейся на задней стенке прибора перемычкой, а переключатель пределов измерений поставить на отметку «xl». Вращая рукоятку прибора со скоростью около двух оборотов в секунду, необходимо поворачивать ручку реостата вокруг оси, добиваясь установки стрелки прибора на красной отметке шкалы. После чего, не прекращая вращения ручки генератора, следует перевести переключатель 101

102 схемы из положения «Регулировка» в положение «Измерение» и определить по шкале величину измеряемого сопротивления. Если измеряемая величина сопротивления менее 0,1 Ом, то необходимо снять перемычку между зажимами Е 1 и I 1, прибора и соединить их с испытываемым заземляющим устройством отдельными проводами. Измерения производятся при расположении потенциального электрода ПЭ на расстоянии 0,4ЧЗТ; 0,5ЧЗТ и 0,6ЧЗТ (Ч зт см. рис. 1.48). Если полученные значения при положениях электрода на расстоянии 0,4ЧЗТ и 0,6ЧЗТ отличаются между ними не более 10 %, то принимается величина, измеренная по положению электрода при 0,5ЧЗТ. В противном случае измерение следует повторить при увеличенном в 1,5-2 раза расстоянии Чзт. По окончании измерений необходимо установить заземляющую штангу, которая была снята на период измерений. Результаты измерений заносят в блокнот и сопоставляют их с предыдущими измерениями и нормативными величинами, приведенными в табл Результаты измерений Таблица 1.25 Наименование устройства КТП 6-10 кв; мощностью до 10 ква; работающих с изолированной вторичной обмоткой трансформатора; остальные КТП Удельное сопротивление грунта ρ, Ом*м Независимо от р до 100 Более 100 Сопротивление контура заземления R, Ом 10; 4; 4р/100; не более 125/3 Примечание. I 3 расчетный ток замыкания на землю; выравнивающий контур заземления, не испытывается, величина его сопротивления не нормируется. Производят вскрытие грунта в зоне одного из электродов заземлителя на глубину 0,3-0,5 м. Для этого очищают поверхность заземляющих элементов, осматривают их состояние и место соединения (сварки) с электродом. Элементы заземлителя подлежат замене при разрушении более 50 % сечения. Нарушенные сварные соединения необходимо восстановить. При неудовлетворительных результатах осмотра следует провести вскрытие грунта во всех остальных зонах заземлителя. После осмотра и восстановительного ремонта необходимо засыпать места вскрытия заземлителя грунтом с трамбованием. Результаты осмотра фиксируют в блокноте. По окончании измерений присоединяют рабочее заземление КТП к рельсу, зачистив контактные соединения и установив на ме- 102

103 сто предупреждающий знак высокого напряжения (стрелу красного цвета). Вставляют на место низковольтные предохранители и снимают закоротки с низковольтных выводов, а также заземляющую штангу с высокой стороны. Включают высоковольтный разъединитель КТП Обход с осмотром состояния устройств электроснабжения воздушных и кабельных линий Основные требования к обходу Обход с осмотром выполняет непосредственно начальник района электроснабжения или по его распоряжению с уведомлением энергодиспетчера о времени и месте обхода, составе бригады совместно с электромехаником или с двумя электромонтерами района электроснабжения. При себе необходимо иметь бинокль, блокнот для записи с письменными принадлежностями или Книгу записи результатов проверки устройств электроснабжения (форма ЭУ-83Б), жилет сигнальный, молоток, рулетку измерительную. Обходы с осмотром состояния устройств электроснабжения выполняют с целью выявления отступления от технических норм и требований охраны труда и организации их устранения в кратчайшие сроки. Осмотр производится с оценкой состояния каждого элемента устройств электроснабжения, определяются виды и объемы работ по текущему и капитальному ремонтам. При обходах необходимо следовать разработанными и согласованными маршрутами, соблюдая меры безопасности при нахождении на железнодорожных путях в соответствии с Инструкцией по безопасности для электромонтеров контактной сети ЦЭ-761 от г. Осмотр ведут по каждой трассе воздушной и кабельной линии последовательно из удобных и безопасных мест, откуда видны все узлы и элементы устройств, сосредоточивая внимание на узлах и устройствах низкой надежности. Воздушные и кабельные линии должны соответствовать требованиям Правил устройств электроустановок (ПУЭ). Осмотр воздушных линий В охранной зоне трассы ВЛ 6-10 кв не должно быть посторонних предметов (стогов сена, строений, штабелей леса, куч ветвей деревьев 103

104 и т.п.), угрожающих нарушениями электроснабжения потребителей, в том числе устройств СЦБ, постов ЭЦ, переездов и т.п. Визуально проверяют расстояние по горизонтали от кроны деревьев до крайних проводов ВЛ. Оно должно быть не менее 1,5-4 м в зависимости от уровня напряжения линии и высоты лесонасаждений (рис. 1.49). Выявляют деревья и кустарник, угрожающие падением на провода ВЛ; определяют участки и объемы расчистки от древесно-кустарниковой растительности. ВЛ 0,4 кв ВЛ 6 (10) кв ВЛ 35 кв 1,5 м 2 м 4 м 4 м Допускается ВЛ 3, 6, 10, 25 кв Не менее 2 м 2 м ВЛ до 1000 В 2-3 м 1 м Рис Охранные зоны воздушных линий Оценивают состояние устройств электроснабжения: анкеровок проводов воздушной линии, трассы в зоне воздушных переходов ВЛ через автодороги, железнодорожные пути, состояние кабельных вставок ВЛ, устройств на силовых опорах, КТП и других потребителей. Визуально оценивают положение (натяжение) проводов по стрелам провеса, выявляют места, где необходимо провести инструмен- 104

Источник