Министерство образования и науки Российской федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" В.И. Мозоль Монтаж электросетевых объектов Учебно-методическое пособие Барнаул 2015 Мозоль В.И. Монтаж электросетевых объектов; учебно-методическое пособие / В.И. Мозоль; Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова. – Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2015 - 25 с. Приведены теоретические сведения о монтаже электросетевых объектов. Даны описания лабораторных установок, методика проведения измерений и испытаний. Рассмотрено и одобрено на заседании кафедры ЭПБ Протокол №6 от "12" февраля 2015 г. 2 Содержание 1. МОНТАЖ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ............................... 4 1.1. ВЫБОР ТРАССЫ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ ........................................................ 4 1.2. УСТРОЙСТВО ТРАНШЕЙ ................................................................................ 5 1.3. ПРОКЛАДКА КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ .............................................................. 9 2. МОНТАЖ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ .............................. 13 2.1. СБОРКА И УСТАНОВКА ОПОР ..................................................................... 13 2.2. МОНТАЖ ПРОВОДОВ НА ОПОРАХ ............................................................ 15 3. ГРОЗОЗАЩИТА И ЗАЗЕМЛЕНИЕ ВЛ ............................................................. 18 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1............................................................................. 21 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2............................................................................. 22 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3............................................................................. 23 КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ....................................................................................... 24 ЛИТЕРАТУРА ........................................................................................................... 25 3 1. МОНТАЖ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ 1.1. ВЫБОР ТРАССЫ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ Кабели могут прокладываться в земле (траншее) и кабельных сооружениях. Сооружению траншеи предшествует составление проекта производства земляных работ. Для этой цели ответственными представителями монтажной (подрядной) организации с привлечением эксплуатирующих организаций обследуется запроектированная трасса прокладки по месту ее прохождения на всем протяжении между конечными пунктами. При обследовании устанавливают, нет ли необходимости в изменении отдельных участков трассы проектируемой линии, учитывая, что за время составления проекта с момента обследования могли произойти изменения ситуации, планировки, произведена застройка трассы и др. При необходимости в проект прокладки кабельной линии вносятся необходимые коррективы, которые затем дополнительно оформляются соответствующими организациями, согласовавшими ранее проект. При осмотре трассы прокладки кабельной линии устанавливают конструкцию покрытия, характер грунта, метод производства работ по рытью траншеи, необходимые для ведения работ средства и механизмы. Определяют последовательность ведения работ, учитывая, что переходы сооружаемой кабельной линии в местах пересечения проездов улиц, дорог, путей трамвая, железных дорог должны быть произведены в первую очередь [4]. Вдоль обследуемой трассы сооружаемой линии выбирают площадки для установки кабельных барабанов с учетом строительной длины, маркировки барабанов, удобства размотки кабеля, а также монтажа и эксплуатации муфт. Выбирают также места для складирования труб, строительных материалов, размещения передвижной установки для производителя работ, рабочих и для хранения инструмента. Прежде чем приступить к работам по рытью траншеи, устройству вводов и пересечений, необходимо предварительно произвести геодезическую разбивку трассы и найти ее осевую линию. Осевая линия траншеи и исходные точки для ее разбивки наносятся в натуре согласно привязкам и их ориентирам, указанным в плане трассы путем забивания вешек-кольев через каждые 25-50 м. В дальнейшем от забитых кольев перпендикулярно оси траншеи откладывают в обе стороны по половине ширины траншеи (зависит от числа прокладываемых кабелей) и в этих точках забивают по дополнительному колу. Предварительно окрашенными мелом веревкой, шнурком или мягкой проволокой, натянутой между кольями параллельно оси траншеи, отбивается линия-граница будущей траншеи. Если в проекте трассы имеется указание о прокладке проектируемой кабельной линии рядом с действующими, необходимо пробным шурфованием предварительно установить их местоположение и глубину заложения. Чтобы не повредить действующую кабельную линию, шурф начинают рыть на расстоянии 400-500 мм от нее, затем лопатой, осторожно сближаясь, докапываются до кабеля, определяя 4 таким образом его положение на плане и в профиле (глубине). Пробные шурфы роют на расстоянии 10 м друг от друга на прямолинейных участках трассы и во всех местах изменения направления трассы линии. Трасса кабельной линии должна выбираться с учетом наименьшего расхода кабеля, обеспечения его сохранности при механических воздействиях, защиты от коррозии, вибрации, перегрева и от повреждений соседних кабелей электрической дугой при возникновении короткого замыкания на одном из кабелей. Технологическая карта, график выполнения основных работ, заявка на механизмы, специальный инструмент, комплектовочные ведомости на необходимое оборудование для прокладки кабеля и монтажа муфт и другая техническая документация, перечисленная выше, являются завершающим этапом и содержания проекта подготовки работ, который составляется по результатам обследования трассы прокладки кабеля. Подготовительные работы заканчиваются получением разрешения на право производства земляных работ по рытью траншеи и прокладке кабеля. Разрешение выдается органами местного самоуправления. В разрешении определяется порядок, сроки производства работ и указывается ответственное за работы лицо. После получения разрешения производитель работ вызывает на место представителей организаций, подземное хозяйство которых попадает в зону раскопок (телефона, телеграфа, радио, газа и др.). Участие представителей определено проектом и его условиями согласования. B присутствии ответственных представителем заинтересованных организаций методом контрольного шурфования определяется местоположение подземных сооружений по геодезическому плану проекта трассы, проверяется соответствие данных чертежа натуре, устанавливается глубина заложения пересекаемых проектируемой кабельной линией других подземных сооружений. При вскрытии и осмотре производителем работ совместно с представителями заинтересованных организаций уточняются необходимые для обеспечения сохранности подземных сооружений меры, предусмотренные проектом трассы, и оформляется разрешение-допуск к работам со стороны каждой из этих организаций. 1.2. УСТРОЙСТВО ТРАНШЕЙ После выполнения геодезической разбивки трассы, установления ширины траншеи, а также местоположения действующих кабельных линий и других подземных сооружений приступают к земляным работам по рытью траншеи [4]. Для снятия с тротуара или мостовой асфальта его следует предварительно прорезать в границах сооружаемой траншеи. Материал покрытия необходимо сбрасывать в одну сторону от траншеи на расстояние не менее 1 м от ее края для обеспечения свободного прохода работающих при прокладке кабеля, а грунт - на другую сторону на расстояние не менее 0.5 м от бровки траншеи с 5 тем, чтобы камни и грунт не сваливались в траншею во время раскопки на работающих и не повредили при своем падении проложенный в траншее кабель. Траншея должна быть по возможности прямолинейной. B местах изменения направления трассы и на поворотах необходимо предусмотреть ее некоторое расширение за счет среза угла для обеспечения необходимого радиуса закругления кабеля при прокладке. Как показывает опыт, на глубине 0,8 м сухие глинистые, а также влажные песчаные грунты могут некоторое время держаться в отвесных стенах траншей. Поэтому в грунтах естественной влажности с ненарушенной структурой при отсутствии грунтовых вод и расположении вблизи подземных сооружений допускается рытье траншеи без крепления вертикальных стенок на глубине не более: 1м в песчаных грунтах, 1,25 м в супесях, 1,5 м в суглинках, глинистых грунтах, в особо плотных грунтах, для разработки которых необходимо применение ломов, кирок, клиньев. Рытье траншеи с креплением стенок применяется во всех случаях, когда имеется вероятность обвала грунта и обрушения вертикальных стенок траншеи. Траншея для прокладки труб при пересечении улиц проездов и дорог роется на глубину 1 м. Трубы укладываются прямолинейно по выровненному и утрамбованному дну траншеи с уклоном не менее 0.2 % для предохранения от скопления в них случайно попавшей воды, a концы труб закрывают деревянными пробками. Чтобы не нарушать движения автотранспорта, разрытие траншеи при пересечении проездов выполняют в две очереди. Сначала закрывают проезд по одной половине улицы и на этой половине производят разрытие траншеи, укладку труб и утрамбовку грунта. После того, как по этой половине проезда пропускается движение, приступают к разрытию второй половины проезда, на которой движение во время ведения работ прекращается. Вводы в здания, распределительные устройства подстанции, а также проходы из траншей в кабельные туннели, коллекторы выполняются из отрезков труб (стальных или асбоцементных) в процессе сооружения здания, туннеля. Для предохранения труб от засорения их концы закрывают пробками. Концы стальных труб, кроме того, подвергают обработке с целью ликвидации заусенцев и острых краев. Из стены здания в траншею трубы должны выступать за пределы стены, а при наличии отмостки - за пределы отмостки на 0,6 м. Для исключения возможности попадания воды из траншеи в здание на наружные стены в месте закладки труб накладывают гидроизоляцию. До начала прокладки кабеля трубы, проложенные в местах пересечения и сближения с существующими подземными коммуникациями по расе прокладки, закрепляют и присыпают землей. Траншея, разрабатываемая на улицах, проездах, во дворах городов, населенных пунктов, а также других местах, где происходит движение людей и транспорта, ограждается на всем протяжении инвентарными сборнощитовыми ограждениями, а для движения пешеходов устанавливают временные переходы. Ha ограждениях вышивают знаки и предупреждающие надписи. Размеры 6 траншеи и объем земляных работ в зависимости от числа и напряжения, прокладываемых в траншее кабелей приведены в таблице 1. При разрытии траншеи нельзя исключать вероятность дождя. Чтобы исключить возможность попадания дождевых и ливневых вод в траншею, необходимо своевременно предусмотреть устройство временных водоотводов для пропуска воды через траншею от водосточных труб городских строений, а также надлежащее размещение вынутого грунта. Траншеи нa дне рек, каналов и других водоемов города для прокладки кабеля и пересечения водного пространства выполняются при сооружении подводного кабельного перехода. Трассу прокладок кабеля при этом выбирают преимущественно на прямых и глубоких участках фарватера с дном и берегами, мало подверженными размыванию. Избегают прокладки кабелей в зонах пристаней, причалов, регулярных стоянок судов и барж. Траншеи в скальных грунтах разрабатываются при помощи взрывах Ширина траншей для всех видов грунтов определяется из расчета, что расстояние между кабелями в свету должно быть не менее 100 мм. Для устройства кабельных траншеи и переходов в соврёменных условиях используется широкий спектр машин и механизмов. Рытье траншей на участках, на которых отсутствует усовершенствованные покрытия, а также на местах, свободных от деревонасаждений, подземных сооружений и коммуникаций, выполняют с помощью траншейных экскаваторов. Таблица 1 – Ширина траншеи и количество кирпича, необходимого для покрытия кабелей Напряжение Количество Ширина Объем Количество прокладываемого кабелей в траншеи, удаляемой из необходимого кабеля, кВ траншее мм траншеи земли кирпича на 100 на 100 м м траншеи, шт 3 трассы, м 1 150 12 420 1-2 300-350 28 830 1 - 10 2-3 400-470 38 1200 3-4 500-600 48 1600 4-5 630-720 57 2000 5-6 800-850 68 2400 Метод горизонтального бурения применяется для скрытой прокладки трубопроводов разных диаметров. Для образования буровой скважины установкой типа УГБ-150, прокладки в ней трубы диаметром 100-150 мм, в которую затем затягивается кабель, применяется широкополосный бур с системой передач и двигателем. Длина скважины и прикладываемых в ней труб достигает 15-20 м при скорости бурения 1 м за 1,5-3 мин. 7 Метод продавливания отличается от метода горизонтального бурения тем, что труба в месте забоя продавливается мощными домкратами в грунт. Для прокладки трубопроводов как методом продавливания, так и прокола рекомендуется применение гидравлических домкратов типа 2Д170/1150,выпускаемых комплектно с масляными высоконапорными насосами. Метод прокола наиболее часто применяется при устройстве кабельных переходов через проезды улиц, дорог, трамвайных путей и т.п. В отличие от продавливания метод прокола не требует разработки и удаления грунта. Для снижения сопротивления грунта на передний конец трубы надевается специальный конусообразный наконечник. Производство прокола осуществляется с помощью домкратов по аналогии с продавливанием. Длина проходки составляет от 20 до 35 м. Траншеи для прокладки кабелей открывают на глубину не менее 700 мм, a размеры их по дну зависят от числа прокладываемых кабелей. В местах, где будут располагаться кабельные соединительные муфты для удобства выполнения соединений кабелей, траншею расширяют, образуя котлован. Ширина траншеи по верху зависит от ее глубины и угла естественного откоса. В одной траншее рекомендуется размешать не более 6 кабелей. Размеры траншей в зависимости от числа размещенных в них кабелей приведены на рисунке 1. Приемку траншей от строительно-монтажной организации выполняют после осмотра и подтверждения, что: трасса выполнена строго по геодезической разбивке с соблюдением вертикальных отметок дна траншеи, с привязками траншеи к различным ориентирам, углы поворотов траншеи должны соответствовать требованиям для радиусов изгиба кабелей. Перед прокладкой кабелей в траншею представители эксплуатирующей организации осматривают готовность трассы для прокладки кабелей: - кладку и крепление (при необходимости) труб; - диаметры труб и их соответствие для проектной марки кабеля; - заготовку кирпича или плит для механической защиты кабелей по всей трассе; - отсутствие воды в траншее; - отсутствие камней и прочих предметов в траншее; - углы поворотов траншей; - глубину траншеи по всей трассе; - заделку труб в проходы при вводе в здания через фундамент и стены; - расстановку по всей трассе линейных и угловых роликов; - на кабели, которые будут проложены в данной траншее, предъявляют протоколы испытаний кабелей на заводе, акты осмотра барабана и кабеля нем; Дно траншеи по всей длине должно быть присыпано песком. Толщина присыпки должна составлять не менее 100 мм. Вдоль всей траншеи должен быть заготовлен песок для засыпки кабеля. 8 После выполнения перечисленных требований разрешают прокладку кабеля и составляют акт на скрытие работы и акт приемки траншей, каналов, туннелей и блоков под монтаж кабелей. 1.3. ПРОКЛАДКА КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ Силовые кабельные линии должны отвечать требованиям ГОСТ на отдельные виды кабелей или технических условий; их прокладка должна производиться в соответствии с ПУЭ с учетом „Единых технических указаний по выбору и применению электрических кабелей". Все силовые кабельные линии должны обладать необходимой механической прочностью, соответствующей способу прокладки, обладать термической и динамической стойкостью при протекании рабочих токов и токов КЗ, выдерживать определенные кратковременные перегрузки и перенапряжения обеспечивать надежную работу в пределах нормативного срока службы, отвечать требованиям экономичности. Прокладка и монтаж кабельных линий всех напряжений, сооружаемых организациями других ведомств и передаваемых затем в эксплуатацию, должны выполняться под техническим надзором эксплуатирующей организации. В городских условиях наибольшее распространение получили силовые кабели до 10 кВ с пропитанной бумажной изоляцией в свинцовой и алюминиевой оболочках. Однако в последнее время кабели с пластмассовой изоляцией активно замещают кабели с бумажной изоляцией в классах среднего и высокого напряжения. Среди пластмассовых изолирующих материалов наиболее предпочтительным является сшитый полиэтилен (СПЭ) [13]. Высокие термические и механические свойства сшитого полиэтилена достигаются изменением молекулярной структуры обычного полиэтилена путем создания новых молекулярных связей. После подготовки траншеи и транспортировки к ней барабанов с кабелем начинаются работы по прокладке кабеля. Работы по прокладке кабеля состоят из следующих технологических операций: раскатки кабеля с барабана, укладки кабеля в траншею, снятия исполнительного чертежа, подсыпки кабеля слоем песка толщиной не менее 100 мм, укладки покрытий, защищающих кабель от механических повреждений, засыпки траншеи. Существует два способа механизированной раскатки кабеля при прокладке его в траншее: - с неподвижно установленного барабана с кабелем на одном из концов трассы; - с движущегося барабана с кабелем вдоль траншеи. Наибольшее применение нашел первый способ, в котором используется раскатка кабеля тяжением его тросом с помощью приводной или ручной лебедки по роликам. Барабан с кабелем при этом способе устанавливается на 9 тележку транспортера ТКБ-6 или на обычные кабельные винтовые домкраты на одном конце траншеи, а лебедки с тросом для тяжения кабеля на другом конце ее. Ролики для раскатки кабеля на прямых участках трассы устанавливают на дно траншеи на расстоянии от 3 до 5 м друг от друга, а на поворотах трассы устанавливают угловые ролики или направляющий желоб. Угловые ролики или направляющий желоб закрепляют растяжками так, чтобы при перетяжке кабеля они не смещались. При прокладке нескольких кабелей в одной траншее ролики устанавливают так, чтобы они не мешали укладке проложенного кабеля на свое место на дне траншеи. Радиус изгиба угловых роликов и направляющих должен быть не меньше радиуса изгиба, допустимого для данного кабеля. После установки барабана с кабелем, обеспечения свободного вращения по установленным заранее роликам, разматывают стальной трос лебедки, конец которого пропускают через все пересечения, и прикрепляют к верхнему концу кабеля, сматываемого с барабана. На концах труб, через который кабель протаскивается (по ходу раскатки), устанавливают разъемные монтажные воронки для уменьшения трения при входе кабеля в канал трубы. После прикрепления троса к верхнему концу кабеля приступают к раскатке барабана. Включая двигатель привода лебедки, или вращая лебедку ручным приводом, обеспечивают необходимое усилие тяжения для сматывания кабеля с барабана, его раскатки по роликам и дну траншеи. При раскатке кабеля с применением механизмов осуществляют контроль за усилием тяжения, действующего на трос, с помощью динамометра или другого контрольного устройства. При ручном приводе вращают лебедку плавно, без рывков. Кабель, сматываемый с барабана тяжением за трос, должен без изгибов, свободно скользя пo роликам, пересекать без зацепления и трения встречающиеся на его пути другие подземные сооружения. При необходимости протягивания кабеля через трубы наряду с установкой монтажных воронок принимают меры к предварительной очистке, а при возможности и к их продувке. При раскатке кабеля с применением троса и лебедок для тяжения два опытных монтера должны находиться у барабана и следить за его размоткой. В случае необходимости они притормаживают барабан или освобождают склеившийся или защемленный смежными витками сходящий с барабана виток кабеля. У лебедки с приводом (электрическим или автодвигателя) находится один рабочий, который следит за работой лебедки и контролирует усилие тяжения по динамометру. Если раскатка кабеля осуществляется с применением ручной лебедки, то для ее вращения и контроля усилия тяжения необходимо иметь двух рабочих. Для наблюдения за двигающимся по роликам концом прокладываемого кабеля, для направления его под пересекающие траншею подземные сооружения, а также для связи с управлением лебедкой и подаче сигнала об остановке или пуске лебедки выделяется опытный рабочий. Раскатку кабеля проводят со скоростью примерно 2 км/ч. 10 После окончания раскатки кабеля, остановки лебедки отсоединяют трос, а затем кабель снимают с роликов и перекладывают на свое место на дне траншеи. Кабель укладывают по всей длине с нормальной слабиной, змейкой, чем компенсируются изменения в длине кабеля, вызываемые колебаниями температуры кабеля во время эксплуатации; при этом длина кабеля будет примерно на 2-3 % больше длины траншеи. При прокладке в траншее нескольких кабелей концы их располагают таким образом, чтобы расстояние между центрами соединительных муфт (подлежащих монтажу) было не менее 2 м. Описанный выше способ механизированной размотки и прокладки кабеля наиболее простой, надежный и поэтому имеет преимущества по сравнению с другими способами, особенно на прямых трассах и при наличии пересечений, под которыми должен прокладываться сматываемый с барабана кабель. Второй способ применяют во всех случаях, когда механизм (транспортер, автомобиль, трубоукладчик) может свободно передвигаться вдоль трассы и когда в траншее нет препятствий, требующих перетяжки через них. Рабочие при этом способе передвигаются вслед за механизмом или бровке траншеи, принимают сматываемый с барабана кабель и укладывают его на дно траншеи. При раскатке и прокладке кабеля вручную барабан также устанавливают в конце траншеи, а тяжение кабеля осуществляют рабочие, расставленные по трассе, по команде производителя работ. Число рабочих при ручной прокладке определяется из расчета нагрузки на каждого рабочего не более 35 кг. При раскатке и прокладке кабеля следят за тем, чтобы кабель не был поврежден в результате недопустимых изгибов, перекруток, а для этого на всех ответственных местах: у барабана, в местах поворота трассы, прохода кабеля через трубы, в местах пересечений с другими подземными сооружениями должны быть расставлены опытные электромонтеры. У барабана с кабелем необходимо иметь тормоз в виде доски, прижимаемой в случае необходимости к щеке барабана, а для регулирования частоты вращения барабана и наблюдения за правильностью сматывания кабеля должны быть поставлены электромонтеры. При прокладке кабеля обеспечивают согласованность и одновременность действия всех рабочих по всему фронту работы, для чего рекомендуется при больших прокладках иметь на трассе местные радиоустановки и осуществлять команду c помощью громкоговорителя либо телефона. Подача сигнала производится также флажками и другими условными средствами сигнализации. Технология прокладки кабеля, выполняемая вручную, определяется в зависимости от ширины траншеи и наличия в ней места с другими подземными сооружениями. По широкой траншее (не менее 0,5 м) рабочие несут кабель, передвигаясь по траншее, а в узкой траншее несут кабель, передвигаясь по краю траншеи. Один из рабочих берется за конец кабеля, а поставленные у барабана люди начинают вращать барабан. Через определенные равные промежутки (3-5 м) кабель подхватывают рабочие, которые несут его на руках, не допуская, чтобы кабель волочился по земле. После раскатки всей строительной длины барабана конец кабеля укладывается на дно траншеи первым рабочим, затем 11 последовательно вторым, третьим и т. д.‚ пока весь кабель не будет правильно уложен на дно траншеи и на свое место. Если, однако, барабан с кабелем, подлежащий размотке и прокладке, поставить не в конце, а в середине траншеи‚ то потребное число рабочих можно уменьшить примерно в два раза. При этом способе раскатки и прокладки кабеля он сматывается с верхнего конца барабана и укладывается сначала в одну сторону траншеи тем же самым способом и в той же самой технологической последовательности, о которых говорилось выше, а затем в другую сторону траншеи. При этом сматывание кабеля производится не сверху, а снизу петлей, занесенной через барабан. При наличии подземных сооружений, под которыми прокладываемый кабель должен быть уложен, разматывают петлей весь кабель с барабана, заносят конец кабеля под первое пересечение и, стоя на месте, постепенно перемещают кабель по роликам вдоль траншеи через все остальные пересечения до тех пор, пока не будет выбрана вся петля. Расстановку барабанов с кабелем вдоль трассы прокладки и раскатку кабеля выполняют, пользуясь заводской маркировкой верхнего конца кабеля следующим образом. Строительные длины кабеля укладывают последовательно одна зa другой, и верхний конец одного барабана подкладывают к нижнему концу другого барабана в случае, если маркировка верхнего конца обоих барабанов одинакова («П» или «О»). Если верхний конец одного барабана имеет маркировку «П», а другой «О», то раскатка кабеля с этих барабанов должна выполняться своими верхними концами навстречу друг другу. При прокладке кабеля предусматривают запас концов кабеля по длине, необходимой для выполнения соединения и оконцовывания, устройства компенсаторов, предохраняющих муфту от повреждения при смещениях почвы, а также температурных деформациях кабеля. Запас кабеля в компенсаторах, кроме того, рассчитывают таким образом, чтобы в случае повреждения соединения была обеспечена возможность монтажа новой муфты без необходимости прокладки вставки и монтажа двух муфт. Для кабелей до 10 кВ включительно длина в компенсаторах соединительных муфт может быть принята равной 350 мм. B траншее силовые кабели 1-10 кB прокладываются на глубине 0,7 м от планировочной отметки поверхности земли и размещаются ближе к зданиям в зоне тротуара. Кабель укладывается на песчаную подушку толщиной 100 мм, а затем сверху на кабель опять укладывается песчаная подушка такой же толщины. От механических повреждений кабеля до 10 кВ защищаются кирпичом на всем протяжении, а кабели до 1 кВ лишь в местах частых раскопок. При параллельной прокладке кабельных линий до 10 кВ расстояние между ними по горизонтали, а также между ними и контрольными кабелями принимается равным не менее 100 мм. Расстояние между силовыми кабелями и кабелями связи, а также между кабелями, эксплуатируемыми различными организациями устанавливается не менее 500 мм. 12 2. МОНТАЖ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ 2.1. СБОРКА И УСТАНОВКА ОПОР Сборка опор ВЛ 0,4-10 кВ производится как на подготовительных участках, так и на пикетах по технологическим картам проектного института. До начала сборки опоры производятся развозка и выкладка на пикете всех деталей опоры согласно схемам, приведенным в технологических картах. Стойки и детали опоры или собранная на заготовительном участке опора должна быть выложена так, чтобы собранную опору не пришлось перемещать при ее установке. В случае сборки опоры на косогоре производится планировка площадки для горизонтальной установки механизмов. До начала сборки опоры на пикете производится проверка качества железобетонных стоек и других деталей опоры, их соответствие нормам, устранение дефектов или замена отбракованных элементов. Сборка железобетонных опор на пикете состоит из следующих операций: выкладка стойки и подкоса на подкладки; выкладка и закрепление траверс; навертывание изоляторов, крепление ригеля или плиты; установка узла крепления подкоса (для опор с подкосом); установка и закрепление ригеля или плиты на подкосе; заземление траверс; монтаж заземляющего спуска; окраска металлических частей. Сборка железобетонных опор выполняется звеном из трех человек. Сборка опор заканчивается проверкой всех болтовых соединений, затяжкой гаек, покрытием неоцинкованных металлических деталей антикоррозийным материалом, проверкой собранной опоры согласно чертежам, нормам, нанесением высоте 2,5-3 м несмываемой краской на стойке номера опоры, года ее установки, предупредительного плаката. Металлические опоры также находят применение при строительстве и монтаже ВЛ 6-10 кВ в городе при прохождении трассы в слабых грунтах или при необходимости соблюдения повышенных габаритов ВЛ. Применяют, как правило, стальные опоры. Стальные опоры изготавливают на заводах сварными или болтовыми, отгружают отдельными секциями и узлами с просверленными отверстиями под болты для сборки на пикете. Болтовые опоры изготавливают в виде оцинкованных элементов с отверстиями под болты для сборки на пикете. После сборки металлических опор приступают к устройству котлованов под фундаменты (подножники). Основными данными для разбивки котлованов на местности являются: геометрические размеры и тип фундаментов, характеристика грунта, способ разработки грунта и глубина котлована. Исходной точкой для разбивки является центровой знак. Установку железобетонных стоек СВ-95 и СВ-105 производят с одновременным бурением котлованов бурильно-крановыми машинами 5М-302 и бурмашинами на тракторах с аналогичными характеристиками. Собранную опору подтаскивают к котловану и выкладывают так, чтобы ее центр тяжести совпадал с центром котлована. Такелажный строп крепят на 13 опоре на 1-1‚5 м выше ее центра тяжести. К нижней части опоры на расстоянии 3,5-3 м от низа стойки крепят веревочную оттяжку длиной 15-20 м. Бурильно-крановую машину устанавливают на упоры напротив котлована на расстоянии 0,5 м от его края и опускают крюк крановой установки. Закрепляют такелажный строп на крюке и поднимают опору над котлованом. Низ поднятой опоры подводят при помощи оттяжки к котловану и осторожно опускают. Во время спуска стойку разворачивают так, чтобы траверсы были расположены поперек оси ВЛ. Опору выверяют и наполовину засыпают котлован. Затем снимают строп‚ отводят буровую машину и окончательно засыпают котлован. Засыпку котлованов должна производиться вынутым при бурении грунтом. Уплотнение грунта производится слоями не более 0,2 м с помощью трамбовки. При установке в котлованы концевых, угловых и ответвительных опор одностоечной конструкции следует устанавливать стойку опоры с наклоном в противоположную сторону от результирующего тяжения с таким расчетом, чтобы вершина стойки отклонилась бы от вертикальной оси на 10 см. В случае установки опоры с подкосом сначала выполняются перечисленные для стойки работы (за исключение навертывания изоляторов), а затем операции повторяются для подкоса в указанной последовательности, однако до засыпки подкоса производится соединение узла крепления подкоса со стойкой. Для опор с двумя подкосами второй подкос устанавливается после полного окончания работ на первом подкосе. B слабых грунтах, где опоры ВЛ-1О кВ обычно устанавливают с верхними и нижними ригелями, разработать котлованы бурмашинами в большинстве случаев невозможно. В этом случае котлованы разрабатывают экскаваторами, а опоры устанавливают краном с помощью трактора, так как грузоподъемность и высота крана недостаточны из-за невозможности подхода крана непосредственно к центру котлована. Опору выкладывают так, чтобы низ ее находился под котлованом, затем поднимают краном за верхушку, постепенно спуская опору в котлован. Затем опору стопят тросом тягового трактора, выводят ее в вертикальное положение и засыпают котлован. Металлические опоры устанавливают в основном теми же методами, что и железобетонные. Одностоечные опоры массой до 4 т устанавливают краном, до 10 т краном и трактором. Опору, устанавливаемую краном, предварительно выкладывают у фундамента таким образом, чтобы ее центр тяжести находился как можно ближе к центру фундамента. Затем стропуют выше ее центра тяжести и поднимают краном под фундаментом. Отверстия в опорных башмаках наводят на анкерные болты, после чего опору плавно опускают на фундамент. После чего выверяют и закрепляют на анкерных болтах. 14 2.2. МОНТАЖ ПРОВОДОВ НА ОПОРАХ Монтаж проводов проводится на опорах с двумя типами изоляторов: подвесными и штыревыми. При монтаже провода с подвесными изоляторами провода поднимают на промежуточные опоры одновременно с раскаткой. Иногда при раскатке с барабана провода поднимают на опоры после окончания раскатки, для чего на траверсе опоры и в месте крепления гирлянды подвешивают однороликовый блок. Чтобы не перегружать траверсу, устанавливают два дополнительных блока: один на стойке опоры под траверсой, а второй на стойке опоры снизу. Подъемный трос, пропущенный через блоки, закрепляют одним концом за гирлянду изолятора, а второй конец к тяговому механизму. К нижнему изолятору гирлянды вместо поддерживающего зажима прикрепляют раскаточный ролик или приспособление для монтажа проводов без перекладки. 3aтем в приспособление или ролик закладывают провод и вместе с гирляндой изоляторов поднимают на опору. Поднятую гирлянду закрепляют на траверсе, вставляя в шапку верхнего изолятора подвешенную заранее в узле крепления серьгу. После этого блок перевешивают на другие траверсы и таким же способом поднимают на опору остальные провода. Гирлянды ВЛ 6-10 кВ обычно состоят из 1-2 изоляторов и поэтому поднимаются на опору вручную. После раскатки и подъема на промежуточные опоры провода висят свободно и касаются земли в пролетах между опорами, поэтому их необходимо натянуть и закрепить на анкерных опорах. Натягивают провода между двумя анкерными опорами, для чего закрепляют провод на первой анкерной опоре, натягивают, а затем с помощью натяжной гирлянды изоляторов и натяжного зажима закрепляют на второй. Для натягивания проводов на траверсе анкерной опоры устанавливают натяжной блок так, чтобы было удобно крепить натяжную гирлянду изоляторов к траверсе. Через монтажный блок пропускают тяговый трос, один конец которого крепят к тяговому механизму, а второй к проводу при помощи натяжного монтажного зажима МИ или соединительного чулка СЧ. До начала натягивания по всей длине анкерного участка расставляют электролинейщиков, которые наблюдают за подъемом проводов в пролетах, удаляют зацепившиеся предметы, следят за прохождение соединительных зажимов через раскаточные ролики, а за дорогами, улицами и другими препятствиями в том месте, где производится натягивание проводов. Между всеми работающими должна быть надежная связь. Направление движения тягового механизма при натягивании должно совпадать с прямым продолжением анкерного пролета. Если по городским условиям нельзя сохранить это направление (различные сооружения), натягивание производят через добавочные ответные блоки. При этом длина тягового троса должна быть такой, чтобы обеспечить вытяжку проводов за один раз без перецепки. 15 Усилие, с которым натягивают и закрепляют на опоре провод, и его стрела провеса зависят от марки провода, длины пролета, климатических условий. Для определения этих параметров пользуются монтажными таблицами или монтажными кривыми, в которых для каждой марки проводов и климатических районов даны стрелы провеса или напряжения материалов провода в зависимости от расстояния между опорами и температурой воздуха во время монтажа. Стрелы подвеса провода приведены в проектной документации в виде графиков, построенных для пяти значений температур (от +40 до -40 °C) для различной длины пролета (рисунок 1). Рисунок 1 - Кривые стрел провеса проводов Величину тяжения провода обычно определяют по стреле провеса в пролете известной длины. Причем требуемую стрелу провеса определяют по монтажным таблицам или кривым. Температуру провода принимают равной температуре окружающего воздуха. Стрела провеса f (c учетом длины подвесной гирлянды) отмеряют вниз по опоре от уровня крепления гирлянды и отмечают на стойках двух соседних опор, ограничивающих выбранный пролет специальными визирными рейками (рисунок 2). 16 Рисунок 2 - Определение стрелы провеса провода визированием 1 - опоры, 2 - визирные рейки, 3 - линия визирования, 4 - гирлянды изоляторов, 5 - провод Монтер, находясь на одной из опор во время натягивания, визирует стрелу провеса, то есть подает сигнал остановки в тот момент, когда низшая точка провода совпадает с уровнем визирных реек. Для удобства визирования провод первоначально несколько перетягивают, поднимая выше визирной линии на 0,3-0,5 м, выдерживают в таком положении 3-5 мин, а затем опускают до линии визирования. Иногда перетянутый провод, вытягиваясь под действием собственной массы, сам «садится» на отметку. При анкерных пролетах длиной менее 3 км визирование производят в двух промежуточных пролетах: дальнем и ближнем к тяговому механизму. При большей длине анкерного пролета визирование необходимо производить в каждой его трети. При горизонтальном расположении проводов первым визируют средний провод, а затем по рейке и среднему проводу - крайние. При вертикальном расположении проводов определение стрелы провеса начинают с верхнего провода. После натягивания проводов производится их закрепление на анкерных и промежуточных опорах. По сигналу визировщика монтер, находящийся на анкерной опоре, делает отметку на проводе в точке крепления натяжной гирлянды к траверсе. После этого автомобиль движением назад опускает провод во всем анкерном пролете на землю. От метки в сторону пролета по проводу откладывают длину натяжной гирлянды и монтируют натяжной зажим. Для крепления проводов непосредственно на изолирующие подвески применяют зажимы в зависимости от назначения подвески, сечения провода, материала провода и др. 17 3. ГРОЗОЗАЩИТА И ЗАЗЕМЛЕНИЕ ВЛ В нормальных условиях изоляция ВЛ находится под рабочим напряжением, на которое она рассчитана. Однако под действием внешних (атмосферных) или внутренних (коммутационных) факторов напряжение в линии может во много раз превысить номинальное. Напряжение, опасное для нормальной изоляции, называется перенапряжением. Особую опасность представляют перенапряжения при атмосферных грозовых разрядах‚ величина которых зависит, главным образом, от силы тока молнии (главного разряда) и скорости его роста (крутизны волны). Ток главного разряда при прямом ударе молнии в опору ВЛ может достигать 200 кА. Напряжение на опоре при этом составляет около 2000 КВ. Под таким же напряжением по отношению к земле окажется изоляция проводов и, если она не рассчитана на это напряжение, происходит пробой и повреждение изоляции. Возникшие токи короткого замыкания пережгут провода, что вызовет аварию на линии. Перенапряжение в линиях угрожает также безопасности людей. Проходящий по опоре ток растекается в земле вокруг опоры. При этом при равномерном растекании в земле его плотность по мере удаления от опоры уменьшается, и потенциал точек поверхности земли также соответственно снижается. Резкое падение потенциалов вблизи опоры опасно для жизни людей, так как ноги человека оказываются под разностью потенциалов, которая называется шаговым напряжением. Чтобы ограничить перенапряжения в электроустановках и обеспечить безопасность людей, сопротивление растеканию тока в земле уменьшают, т. е. соединяют с землей металлические части опоры (траверсы, штыри и т. д.), которые обычно под напряжением не находятся, но могут оказаться при повреждении изоляции. Хотя защитное заземление снижает перенапряжение, уровень атмосферных перенапряжений остается достаточно высоким. Производство изоляции, способной противостоять таким атмосферным перенапряжениям, обошлось бы очень дорого, и в некоторых случаях изготовить такую изоляцию вообще невозможно. Поэтому грозоупорность линий 6-10 кВ повышают, устанавливая устройства, защищающие от перенапряжений (ограничители перенапряжений, трубчатые и вентильные разрядники), и соединяют их с защитным заземлением. Трубчатые и вентильные разрядники имеют искровые промежутки и устройства, гасящие электрическую дугу. Устанавливают их между проводом и заземлением, параллельно защищаемой изоляции. Разрядники, как правило, защищают подходы ВЛ к подстанциям, а также переходы ВЛ через линии связи, автомобильные и железные дороги и линии электропередачи. Трубчатый разрядник представляет собой изолирующую трубку из газогенерирующего материала с внутренним искровым промежутком, образованным металлическими электродами. Одна сторона трубки закрыта наглухо. 18 При ударе молнии искровой промежуток пробивается, импульс тока молнии в доли секунды проходит через разрядник и образует между металлическими электродами электрическую дугу, через которую под действием рабочего напряжения начинает проходить ток замыкания на землю. Под действием большой температуры дуги из изолирующей трубки бурно выделяются газы и давление внутри трубки поднимается до нескольких десятков атмосфер. Газы устремляются к открытому концу трубки и создают продольное дутье, которое охлаждает и растягивает дугу. При переходе тока через нулевое значение дуга гаснет и ток обрывается. Для предохранения поверхности изолирующей трубки от разрушения токами утечки устраивают внешний искровой промежуток. Вентильные разрядники, широко применяемые на линиях 6-10 кB, имеют искровые промежутки и рабочее сопротивление, которые размещены в герметичном фарфоровом корпусе. Рабочее сопротивление состоит из вилитовых дисков, изготовленных из специального сорта карборунда, которые изменяют сопротивление в зависимости от приложенного к ним напряжения: с повышением напряжения сопротивление вилитовых дисков уменьшается, и наоборот. При ударе молнии в проводе ВЛ искровые промежутки разрядника пробиваются и рабочее сопротивление оказывается под высоким напряжением, под воздействием которого оно уменьшается и пропускает импульсный ток молнии. После этого напряжение на разряднике снижается до номинального, рабочее сопротивление увеличивается, а сопровождающий ток соответственно уменьшается. Сравнительно небольшой сопровождающий ток позволяет искровым промежуткам разрядника оборвать его при переходе через нулевое значение. Следует отметить, что к настоящему времени и трубчатые, и вентильные разрядники устарели. Им на смену приходят ограничители перенапряжения (ОПН), которые являются на сегодняшний день одним из эффективных средств защиты оборудования электрических сетей. Аппараты обладают высокими эксплуатационными свойствами и надежностью и воплотили передовые разработки и технологии. Ограничители типа OПH/TEL (6-10 кB) предназначены для защиты электрооборудования распределительных устройств и аппаратов от атмосферных перенапряжений в воздушных сетях напряжением 6-10 кB с изолированной нейтралью. Эффективно применение данного типа ОПН для защиты ослабленных мест ВЛ, таких как: пересечение линий электропередач между собой, трамвайными линиями и линиями электрифицированных железных дорог; защиты высоких опор переходных пролетов, ответвления к подстанциям на отпайках, секционных разъединителей на линиях. Под рабочим напряжением через ОПН протекает ток величиной доли миллиампер. Ток носит емкостный характер, вследствие чего в ОПН не выделяется активная мощность и он может неограниченно долго находиться под рабочим напряжением. 19 Заземляющие устройства состоят из заземлителей, уложенных в землю, и металлических заземляющих спусков, соединяющих заземлители с заземляемыми элементами. В качестве заземляющих спусков на ВЛ используют конструкции металлических опор или арматуру железобетонных опор. Один конец заземляющего спуска присоединяют к заземлителю, а второй - к заземляемым элементам. 20 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 ( На базе Барнаульской горсети) Тема: «Измерение сопротивления контура заземления вновь смонтированной ВЛ-10 кВ перед сдачей ее в эксплуатацию». Цель работы: Ознакомиться с методом измерения сопротивления заземляющего контура ВЛ – 10 кВ. Рисунок 3 - Прибор МС-08 для измерения сопротивления заземлителя а - обычная схема включения; б - схема включения прибора, исключающая влияние соединительных проводов; 1 - переключатель; 2 - реостат потенциальной цепи; 3 - красная черта на шкале; 4 - проверяемый заземлитель; 5 - вспомогательный заземлитель; 6 - зонд. Описание лабораторной установки Измерения сопротивления заземляющих устройств выполняется при помощи прибора МС - 08 (рис. 3) или М-416. Он содержит генератор постоянного тока, логометр с рабочей и потенциальными обмотками, преобразователи постоянного напряжения в переменное и переменного в постоянное. Прибор имеет три предела измерений: 0-1000, 0-100 и 0-10 Ом, устанавливаемых переключателем. 21 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2 ( На базе Барнаульской горсети) Тема: «Измерение сопротивления изоляторов ВЛ-0,4кВ типа ТФ – 18 на вновь строящейся линии». Цель работы: Ознакомиться с методом измерения сопротивления ТФ – 18. Описание принципа измерения При измерении сопротивления экранирования (рис. 4). изоляторов используют принцип Рисунок 4 - измерение сопротивления изоляторов 10 кВ Экранирующий голый проводник ТЭ плотно обматывающий двумя витками под верхней юбкой изолятора и присоединяют к зажимам Э мегомметра. 22 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3 Тема: «Испытание сопротивления изоляции вновь строящейся КЛ-10 кВ». Цель работы: Ознакомится с методом испытания изоляции КЛ - 10 кВ. Описание лабораторной установки Испытание и измерение тока утечки кабелей 10 кВ проводится выпрямленным напряжением величиной 5U испытательной установкой АИИ 70 (рис. 5). Рисунок 5 - Источник испытательного напряжения Порядок работы Установить аппарат АИИ-70 вблизи КЛ - 10 кВ. Присоединить кабель к высоковольтному выводу аппарата. Заземлить аппарат гибким мерным проводом 64 мм2 . Кабели аппарата подсоединить к соответствующим разъемам пульта управления. Подключить пульт управления аппарата на расстоянии 3 м. Подключить пульт управления к сети и заземлить его. Вставить спецключ от аппарата в переключатель пульта управления и включить необходимый вид испытательного напряжения, при этом должен загореться зеленый сигнал. Включить испытательное напряжение кнопкой. При этом должен загореться красный сигнал. Вращая ручки регулятора испытательного напряжения установить величину Uисп=5U. Измерение тока утечки производить микроамперметром. Допустимый ток утечки через изоляцию кабеля не должен превышать 0,5 мА. Время испытания - 5 мин. 23 КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА Цель контрольной работы: закрепить у студентов навыки последовательности работ и операций по строительству воздушных линий электропередач, методики выбора для этого необходимых электроматериалов и конструкций, а также организации работ. Темы контрольных работ: 1) Произвести расчет количества промежуточных и сложных опор на ВЛ – 10 кВ на заданной схеме трассы и величине пролета. 2) Рассчитать последовательность определения заданной стрелы провеса провода при строительстве ВЛ – 0,4 кВ. 3) Описать последовательность операций при прокладке КЛ – 10 кВ в городе. Согласно пролету КЛ имеется семь подходов проектируемой КЛ: с теплотрассой, водопроводом, линией связи, ВЛ – 0,4 кВ, автодорогами. 24 ЛИТЕРАТУРА 1. Правила устройства электроустановок. 7-ое изд. – М.: ЗАО «Энергосервис», 2002. - 280 с. 2. Ф.А. Магидин. Сооружение воздушных линий электропередачи. – М.: «Высшая школа», 1978. – 320 с. 3. Н.А. Фридкин. Прокладка силовых кабельных линий, изд. 2 – ое, переработанное, М.: «Энергия», 1976. – 96с. 4. Мусин А.Х. Монтаж и эксплуатация электроустановок коммунального назначения: учебное пособие / А.Х. Мусин, В.И. Мозоль; Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. – Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2009. – 252 с. 25
