Линии электропередач позволяют передавать электроэнергию на значительные расстояния. Помимо кабелей и электрического оборудования, для их обустройства также необходимы арматурные детали и опорные компоненты. Последние могут быть железобетонными, стальными или чугунными. Линейная арматура соединяет кабели между собой, позволяет создавать гирлянды из изоляторов и включать их в структуру линии, а также защищает ее компоненты от механической деформации.
Общая информация и требования
Арматура для ЛЭП производится из различных сплавов и выпускается в широком ассортименте изделий под различные задачи. Помимо стальных и чугунных деталей, можно встретить и запчасти из цветных сплавов. Производство арматуры на заводах, ее перевозка и хранение регламентируются специальными документами. В соответствии с ГОСТ 13276-79, к запчастям предъявляются следующие требования:
- Достаточный уровень сопротивления усталости и отсутствие склонности к появлению трещин. Эти характеристики определяют износостойкость арматуры. Важно, чтобы детали выдерживали несильные электромеханические удары при протекании электротока по кабелям.
- Механическая прочность, сохранение формы при приложении силы.
- Для шарнирных деталей, способных к поворотам в горизонтальной и вертикальной плоскостях, важен достаточный объем подвижности и ее сохранение на протяжении срока эксплуатации.
- Изделия должны быть очень стойкими к коррозии, так как большинству из них приходится находиться на улице и регулярно контактировать с осадками. Если поверхность ржавеет, электроток проводится хуже. Это может вызвать выход линии из строя.
- Детали, которые будут непосредственно контактировать с током, должны иметь достаточную электропроводность. Чем она выше, тем эффективнее работают линии. Недостаточный показатель приводит к падению тока или напряжения на отрезке цепи. Другие детали, напротив, должны обладать изолирующими свойствами.
Производят такую арматуру на специальных станках повышенной мощности, имеющих крупные габариты и потребляющих много электричества. Менее ресурсозатратный способ – прокатка.
При приобретении арматуры стоит обращать внимание на сертификаты соответствия и другую прилагаемую документацию.
Разновидности линейной арматуры
Существует несколько разновидностей линейной арматуры, различающихся по назначению и строению. Набор приобретаемых деталей зависит от конфигурации линии электропередач.
Линейно сцепная арматура
Выполняет функции удлинения и соединения. Такие детали позволяют увеличивать длину гирлянд, объединять некоторое их число в монолитную цепочку, фиксировать зажимы для подсоединения к изолирующему блоку. Также сцепные изделия подходят для фиксации гирлянд на опоры и распределения веса последних на несколько независимых точек. Для соединения деталей используются шарниры. Цепные детали помогают конструкции крутиться в вертикальной или горизонтальной плоскости. Возможно и использование сферических шарниров.
Защитная арматура для ВЛ
Часто имеет вид колец или рогаток, устанавливаемых на гирляндах. На низковольтных участках такие детали применяют нечасто, тогда как в местах с очень высоким напряжением (330 кВ и более) – обязательно. В цепях с показателями в пределах 220-330 кВ часто используют разрядные рога, обеспечивающие стабильность работы установки при ухудшении метеоусловий. На промежуточные опорные элементы иногда ставят зажимы в форме буквы U. Защитные детали применяют для нивелирования вибрации, стабилизации напряжения на сложных фрагментах, предохранения от механических повреждений, действия дождя и ветра.
Соединительные элементы
Используются для связывания отдельных тросов и проводов. Часто применяют полые внутри цилиндрические детали из алюминия. Для связывания проводов их вставляют в трубу, обжимают и фиксируют прижимными приспособлениями. Встречаются и термитные патроны, связывающие кабели в особые петли. Подожженная паста частично расплавляет металл, благодаря чему получается надежный шов. В группу соединительных деталей входит большое число зажимов (к примеру, плашечный, заземляющий, клыкообразный и другие). Некоторые из них получают только нагрузку электротока, а другим приходится выдерживать еще и механическую.
Натяжная арматура
Используется для подсоединения проводов и тросов к натягивающимся гирляндам. Сюда относятся, к примеру, такие зажимы, как клиновый (он может быть рассчитанным на разные сечения провода) и болтовый. К ним предъявляются жесткие требования в плане размеров и уровня прочности. Эти параметры должны подходить к таковым у натягиваемой гирлянды. Зажимы должны обеспечивать стабильный электрический контакт, а также справляться с перенесением нагрузки от кабелей, покрытых ледяной коркой или обдуваемых ветром.
Поддерживающие детали
Предназначены для крепления кабелей и тросов на гирлянды промежуточных опорных элементов. Крепление может быть совершенно жестким или задействовать выпускающий зажим, позволяющий проводу выпасть, если он оборвался или если гирлянда заметно отклонилась от вертикали. Используются и качающиеся зажимы, при применении которых кабель фиксируется в конструкции, похожей на маленькую лодку. Для разных типов поддерживающих изделий разрабатываются специальные ТУ, учитывающие вес проводов, их толщину и величину разрушающей нагрузки.
Контактная арматура
Используется в частности для соединения тросов и проводов, находящихся в петле анкерной опоры. В эту группу входят зажимы для ответвлений, а также аппаратные и предназначенные для заземления.
Спиральные арматурные элементы
Используются для подвешивания провода на опорных элементах воздушных линий. В США они известны уже более полувека, но в нашей стране начали производиться лишь около 20 лет назад. Они подходят не только для путей электропередач, но и для оптических линий. Монтаж выполняется довольно легко и не требует специального оборудования, при этом подаваемая нагрузка распределяется по обширной площади проводника. Однако при небольшом расстоянии до кабелей самой линии монтировать такие детали трудно и небезопасно. На оптических линиях такие детали используются только на круглых кабелях. Применяемый в спиральной арматуре метод крепления предохраняет от вибраций, излишнего трения и перегибов.
Критерии выбора
Армирующие детали для троса и для провода выбирают одинаково, при этом надо следовать рекомендациям, данным в Правилах устройства электроустановок. Для расчета изолирующих деталей используют метод разрушающих нагрузок, при этом вычисления без поправки на гололед и с ее использованием выполняются раздельно. Важно узнать и разрушающую электромеханическую нагрузку.
Все сцепные компоненты проверяются на сопротивление растяжениям посредством вычислений. Детали, нивелирующие вибрацию, натяжные и поддерживающие зажимы, а также дистанционные распорки выбирают в соответствии с толщиной проводов. Отверстия в опорах делаются так, чтобы компоненты узлов располагались свободно, с минимально возможным просветом.
Ушки, скобы, детали для фиксации гирлянд к опорам подбирают в соответствии с коэффициентом запаса прочности. При обычной работе линии он равен 2,5, при функционировании в аварийном режиме – 1,7.
Поскольку сцепные детали на концах снабжаются шарнирами, их необходимо рассчитывать на приложение силы растяжения. Расчет на изгибающую нагрузку (отражающую состояние при длительной рутинной эксплуатации) актуален лишь для узлов фиксации изоляторов к опорным элементам.
Правила монтажа и эксплуатации
При монтаже арматурных элементов важно соблюдать правила безопасности работы в электроустановках. Изолирующие подвески, в которые включены эти детали, должны соответствовать требованиям к показателю полевой напряженности и радиопомех.
Когда арматура выходит из строя или снимается с эксплуатации, ее рекомендуется сдавать для переработки.
В продаже можно встретить изделия, рассчитанные на эксплуатацию в том числе и в экстремальные морозы (до -60 градусов), однако монтажные работы все равно нужно проводить при мягкой температуре (предел — -20 градусов).
Конструкция большинства зажимов предусматривает возможность демонтажа, но не предполагает вторичной установки. Для некоторых ответвительных деталей возможны многократные монтаж и снятие кабелей.
Устройства для закорачивания нужно убирать в футляр сразу после применения. Иногда на токопроводящие жилы устанавливают устройства ограничения мощности.
