рабочие программы / 13366

провода. Гибкое звено натягивается и укладывается в паз головки штыревого изолятора. При этом линия не отключается, так как электрическое соединение оборванного провода осуществляется гибким звеном. Поврежденные участки провода в зоне крепления на штыревом изоляторе восстанавливают после их обнаружения во время периодических и внеочередных осмотров ВЛ 6–10 кВ.

Разработанное крепление провода на штыревом изоляторе внедрено в шести энергосистемах, пяти нефтегазодобывающих управлениях и объединениях, на двух предприятиях Министерства химической промышленности, на 24 участках энергоснабжения железных дорог России и стран СНГ.

4.2.Анализ опыта эксплуатации антивибрационного зажима ЗАК-10-1

Для крепления провода к штыревому изолятору на ряде действующих ВЛ 10 кВ электросетевых предприятий Башкирской энергосистемы в качестве опытной эксплуатации были установлены антивибрационные зажимы ЗАК-10-1 [7, 138]. Общие сведения об этих участках ВЛ 10 кВ с установленными зажимами представлены в таблице 4.3.

Зажим ЗАК-10-1 (рис. 4.6) для крепления провода 1 к шейке штыревого изолятора 2 состоит из жесткой скобы 3 с вогнутой средней частью, расположенной в выемке а шейки изолятора, с прямолинейными участками 4, ориентированными вдоль провода, и зажимных элементов 5. Зажимные элементы выполнены в виде плоских крюковых захватов, шарнирно соединенных через отверстия б с концами 6 скобы 3. Для защиты провода от истирания может быть установлена разрезная пластмассовая трубка 7 (не предусмотрена для зажимов, выпускаемых по ТУ 34-4822-75). На концах цилиндрической части захваты имеют закругленные края 8.

Для исследования работоспособности зажима ЗАК-10-1 был выбран участок ВЛ 10 кВ Белебеевских электрических сетей, так как он расположен в более тяжелых климатических условиях, подвержен вибрации и пляске проводов. До опоры №89 участок проходит по низине, расположенной под горой, защищающей ВЛ с северной стороны, далее трасса выходит на открытую местность, где часто в зимний период на проводах образуются гололедноизморозевые отложения. За период с января 1979 г. по декабрь 1982 г. на проводах были зафиксированы гололедные отложения (7 случаев) размерами от 12×50 до 40×60 мм, отложения изморози: зернистой (3 случая) размерами от 20×30 до 35×40 мм, кристаллической (2 случая) – от 16×22 до 40×40 мм. При таких отложениях и скорости ветра 5…8 м/с наблюдалась вибрация проводов, т. е. зажимы ЗАК-10-1 не обеспечивают достаточного демпфирования высокочастотных колебаний проводов малых сечений.

112

113

В мае 1983 г. инженерно-техническим персоналом электросетевого предприятия было проведено обследование участка ВЛ 10 кВ от опоры № 23 до опоры №125, включая «верховой» осмотр на всех опорах. На опоре № 68 на нижней фазе было обнаружено истирание двух проволок провода о шейку штыревого изолятора на 40…60% диаметра.

В декабре 1985 г. было проведено обследование состояния проводов в местах их крепления зажимами ЗАК-10-1 в анкерном пролете (опоры №№ 89–96), расположенном под углом 90º к направлению господствующего ветра. В результате «верхового» осмотра обнаружен износ провода в трех местах из-за его продольного перемещения при воздействии динамических нагрузок: в зоне шейки штыревого изолятора и в зонах контакта провода с захватами зажима. Износ проволок повива проводов составлял до 20…30% диаметра. В зоне шейки изолятора наблюдалась деформация (смятие) провода за счет усилий прижима его захватами к штыревому изолятору. Повреждений элементов самого зажима ЗАК-10-1 не обнаружено.

Возможные смещения провода в захватах зажима ЗАК-10-1 при односторонних усилиях вызывают разрегулировку стрел провеса фазных проводов в пролете, что приводит при воздействии ветра к их опасным сближениям с последующим аварийным отключением линии. Для подтверждения этого нами был выполнен анализ аварийных отключений ВЛ 10 кВ фидера 18 пс. К. Мияки, связанных с воздействием ветровых нагрузок (при скоростях ветра свыше 18…20 м/с). За период с 1980 по 1985 гг. было зарегистрировано четыре случая обрыва проводов из-за пережога дугой при их опасных сближениях и схлестываниях. В 11 случаях наблюдалась неуспешная работа АПВ, при этом простой линии составлял от 0,5 до 5 часов. При обходах ВЛ в пролетах была обнаружена разрегулировка стрел провеса фазных проводов. После выполнения перетяжки проводов такие отключения при воздействии ветра прекратились.

Учитывая возникающую разрегулировку стрел провеса фазных проводов и повышение вероятности их опасных сближений и схлестываний в режиме ветровых нагрузок в Нефтекамских электрических сетях решением технического совета было запрещено применение зажимов ЗАК-10-1 при строительстве ВЛ 6–10 кВ.

Следует отметить, что при установке зажимов ЗАК-10-1 для крепления проводов АС-35/6,2 на штыревом изоляторе от электромонтера требуются значительные усилия для того, чтобы притянуть провод на крюковой захват. Крепление проводов сечением более 35 мм2 (например, широко применяемого на ВЛ 10 кВ провода АС-50/8,0) требует ручных усилий, выходящих за пределы действующих норм и правил техники безопасности, а иногда и превышающих физические возможности электромонтера. Поэтому в практике строительства ВЛ 10 кВ с проводами АС-50/8,0 и большего сечения использование зажимов ЗАК-10-1 оказывается невозможным.

Таким образом, опыт эксплуатации зажимов ЗАК-10-1 на ВЛ 10 кВ показывает, что при традиционной установке они применимы для крепления проводов сечением не более 35 мм2. Возможные смещения провода при односто-

115

ронних продольных усилиях приводят к истиранию проволок его повива о шейку штыревого изолятора и в захватах зажима, а также к возникновению разрегулировки стрел провеса фазных проводов в пролете, что существенно увеличивает вероятность их опасных сближений и схлестываний при воздействии ветровых нагрузок. Поэтому целесообразно ограничить область применения зажимов ЗАК-10-1 легкими климатическими условиями: I и II районами по ветру и гололеду. Зажимы не обеспечивают достаточного демпфирования вибрации проводов при наличии на них гололедно-изморозевых отложений.

4.3. Разработка зажимов с ограниченной прочностью заделки для крепления проводов к штыревым изоляторам

Исследование работоспособности креплений провода проволочной вязкой и опыт эксплуатации антивибрационных зажимов ЗАК-10-показали их существенные недостатки и возможность ограниченного использования: в районах с легкими климатическими условиями.

Согласно Правил устройства электроустановок (ПУЭ) промежуточные опоры ВЛ с креплением проводов на штыревых изоляторах при помощи проволочной вязки должны быть рассчитаны в аварийном режиме с учетом гибкости опор на обрыв одного провода, дающего наибольшие усилия в элементах опоры. Условная нормативная горизонтальная нагрузка вдоль линии от тяжения оборванного провода при расчете стойки должна приниматься не менее 3,0 кН. Для расчета конструкции опор (кроме стойки) следует принимать условную нагрузку от тяжения оборванного провода не менее 1,5 кН [83]. Таким образом, при аварийном режиме крепление провода должно обеспечивать его проскальзывание, что уменьшит передаваемую на опору динамическую нагрузку и предохранит ее от повреждения. С другой стороны, крепление должно обеспечивать требуемую прочность заделки и исключать проскальзывание провода при наибольших односторонних усилиях, возникающих в процессе эксплуатации в режиме гололедных и ветровых нагрузок. Эти условия могут быть реализованы в устройствах (зажимах) с ограниченной прочностью заделки. Поэтому нами разработаны конструкции таких зажимов для крепления провода ВЛ 6–10 кВ на головке и на шейке штыревого изолятора.

Устройство для закрепления провода на головке штыревого изолятора защищено авторским свидетельством № 737993 [143] и представлено на рис. 4.7. Оно состоит из разъемного хомута с подпружиненными тягами 1 и 2, охватывающего головку штыревого изолятора 3. Тяги 1 и 2 выполнены в виде жестких пластин, расположенных наклонно к вертикальной оси. Концы тяг 1 и 2 стягиваются болтом 4 с шайбой 5 и гайкой 6. Под головкой болта 4 установлена тарированная пружина 7. Между тягами 1 и 2 расположен зажимной клин 8, прижимающий провод 9 с зажимными плашками 10 в пазу головки штыревого изолятора 3. Плашки 10 предохраняют повивы провода 9 от механических повреждений.

116

провод 9, расположенный в плашках 10, к поверхности паза головки штыревого изолятора 3. Тарированная пружина 7 обеспечивает расчетное постоянное усилие на зажимной клин 8 и тем самым постоянный зажим провода 9, при этом его величина принимается с учетом максимальных односторонних усилий вдоль провода, возникающих в процессе эксплуатации при воздействии гололедно-ветровых нагрузок. Кроме того, пружина 7 обеспечивает компенсацию линейных и объемных изменений элементов устройства при колебаниях температуры окружающего воздуха, что повышает работоспособность самого устройства.

При сверхрасчетных односторонних нагрузках на провод 9 (в аварийных режимах) тарированная пружина 7 не обеспечивает требуемого усилия давления зажимного клина 8 на провод 9, в результате чего происходит его проскальзывание.

В аварийном режиме при проскальзывании оборванного провода 9 через устройство его закрепления уменьшается передаваемая динамическая нагрузка на опору, что предохранит ее от разрушения.

Устройство для крепления провода на шейке штыревого изолятора защищено авторским свидетельством № 796919 [144] и представлено на рис. 4.8. Оно содержит жесткий хомут, выполненный в виде соединенных половин 1 и 2 и расположенный на шейке штыревого изолятора 3, а также плоский крюковой захват 4 провода 5, снабженного предохранительной трубкой 6. Крюковой захват 4 провода 5 с концами половин 1 и 2 хомута соединен при помощи шарнира 7. Торцы шарнирных концов половин 1 и 2 хомута со стороны соединения с крюковым захватом 4 выполнены по форме кулачка и служат для фиксации провода 5 в зажиме. Половины 1 и 2 хомута соединяются при помощи пальца 8 и шплинта 9.

При монтаже устройства крюковой захват 4 надевают на провод 5 с трубкой 6 и устанавливают его на шейке штыревого изолятора 3. Разведенные вначале монтажа половины хомута 1 и 2 сводятся друг с другом и фиксируются при помощи пальца 8 и шплинта 9. При этом концы половин 1 и 2, выполненные по форме кулачка, по мере обхвата шейки изолятора 3 зажимают провод 5 с трубкой 6 по зеву крюкового захвата 4, обеспечивая надежное крепление провода 5 на шейке штыревого изолятора 3.

При изготовлении опытных образцов разработанного устройства для крепления провода на шейке штыревого изолятора профиль кулачков выполнялся по логарифмической спирали, так как эта форма обеспечивает постоянство сил зажима и коэффициента самоторможения в любой точке профиля кулачка. Испытания в лабораторных условиях на разрывной машине Р-5 (ГОСТ 7855-74) показали, что смещение провода АС-35/6,2 в узле крепления при выполнении предохранительной трубки из полихлорвинила возникает при осевых усилиях в пределах 1,0…1,1 кН.

118

Устройство для крепления провода на шейке штыревого изолятора внедрено на московском предприятии (п.я. М-5647), в РЭУ «Гомельэнерго», на девяти участках энергоснабжения железных дорог России и стран СНГ.

4.4.Разработка жестких зажимов для крепления проводов с целью исключения разрегулировки их стрел провеса

Уменьшение под действием порывистых ветров несинхронности раскачиваний проводов может быть достигнуто путем исключения разрегулировки их стрел провеса (см. раздел 3.1). При отсутствии разрегулировки ( f 0 ) со-

гласно уравнению (3.5) D а , т.е. провода раскачиваются синхронно без существенного изменения расстояний между ними.

Исключить возникающую на практике разрегулировку стрел провеса проводов ВЛ 6–10 кВ, работающих в тяжелых климатических условиях (выше III района по ветру, IV и особом районе по гололеду, районах с интенсивной пляской) возможно путем повышения прочности крепления провода к штыревому изолятору, исключающего его перемещения относительно узла крепления при односторонних усилиях, возникающих в условиях эксплуатации. Поэтому нами были разработаны конструкции жестких зажимов для надежного крепления проводов на ВЛ со штыревыми изоляторами (авторские свидетельства №№ 1007135, 1169028, 1171858) [148, 149, 150].

Наибольший практический интерес представляет зажим по авторскому свидетельству №1007135, отличающийся удобством монтажа, высокой производительностью труда при закреплении провода на опоре и его универсальностью, т. е. возможностью использования зажима для разных марок проводов и типов штыревых изоляторов, применяемых на ВЛ 6–10 кВ.

Предлагаемый зажим содержит (рис. 4.9) хомут с кулачками, выполненный в виде двух половин 1 и 2, а также захват 3 провода 4. Половины хомута 1 и 2 соединены шарнирно при помощи оси 5 и расположены на шейке изолятора 6. Ось 5 жестко соединена с тягой 7, перпендикулярной к ней, а тяга 7 снабжена винтовой резьбой с гайкой 8 на конце. Захват 3 выполнен из двух элементов в виде симметричного продольного разъема, закрепленного на тяге 7 гайкой 8, и снабжен хвостовиком 9. Половины хомута 1 и 2 могут быть снабжены эластичной прокладкой 10.

Провод 4 устанавливают в захват 3 и предварительно разведенными половинами хомута 1 и 2 охватывают шейку штыревого изолятора 6. При затяжке гайки 8 по резьбе тяги 7 за счет упора стенок захвата 3 в кулачки половин хомута 1 и 2 они обжимают шейку изолятора 6 до надежного упора. При дальнейшей затяжке гайки 8 происходит зажим провода 4 в захвате 3, чем и обеспечивается его надежное крепление на шейке изолятора 6. Устройство удобно при монтаже, так как за счет одной операции выполняется крепление провода 4 в зажиме 3 и самого зажима на шейке штыревого изолятора 6.

120