Бесперебойность электроснабжения строительных площадок в большой мере зависит от того, как запроектированы и выполнены электрические сети.
В строительстве в качестве питающих и магистральных сетей преимущественно должны использоваться воздушные линии электропередач и частично кабельные, в качестве распределительных — сети, выполненные из шлангового кабеля и шлангового провода.
Сечения сетей выбираются по нагрузке с проверкой по допустимой потере напряжения при пуске двигателей.
В ряде случаев (при малых сечениях проводов воздушных линий, при воздушных линиях с потребителями, cos φ у которых близок к единице, при сетях до 1000 в сечением до 0 мм2, выполненных в трубах и открыто, при кабельных линиях с потребителями, имеющими cos φ не ниже 0,95 и при сечении жил не выше 35 мм2 по меди) можно пренебречь индуктивным сопротивлением, так как в таких сетях активное сопротивление в несколько раз превосходит индуктивное. При чисто активной нагрузке, когда cos φ=1, для сетей всех напряжений расчет ведут только по активному сопротивлению.
На строительных площадках применяется оборудование, питающееся не только от сети переменного тока с промышленной частотой (50 Гц), но и через преобразователи частоты (частота тока до 200 Гц).
При повышении частоты переменного тока поверхностный· эффект усиливается, однако для установок с частотой тока до 500 Гц активное сопротивление мало отличается от активного сопротивления при частоте 50 Гц. Поэтому для проводов и кабелей небольшого сечения (до 16 мм2) допустимые нагрузки при частоте тока до 500 Гц могут приближенно приниматься такими же, как и при 50 Гц.
При определении сечений линий встречаемся с понятием момент нагрузок. Он представляет собой произведение величины нагрузки в кВт на длину в м. Так как нагрузки присоединяются на разных участках линии, поэтому при расчетах обычно пользуются суммой моментов нагрузок. Неполнофазные линии — это несимметричные линии, используемые преимущественно в качестве ответвлений при питании осветительных нагрузок, сварочного и подобного оборудования. Выполняются они с использованием двух фаз и нулевого провода (двухфазное ответвление) или одной фазы и нулевого провода (однофазное).
Воздушные линии
Воздушной линией (ВЛ) называется устройство для передачи и распределения электроэнергии по проводам, расположенным на открытом воздухе и укрепляемым при помощи изоляторов и арматуры к опорам или кронштейнам инженерных сооружений. ВЛ должны размещаться таким образом, чтобы опоры не загораживали входов в строящиеся помещения и въездов на территории, не затрудняли движения транспорта и пешеходов. На участках территории строительства, где перемещаются или работают строительные краны, или другие машины, запрещается применение голых проводов в воздушных электрических сетях.
К основным элементам ВЛ относятся: провода, опоры, изоляторы и др.
Для ВЛ до 1000 в реактивное сопротивление в среднем можно принимать в расчетах равным 0,3—0,35 ом/км.
Допускается длительная температура нагрева проводов 70° С. За расчетную температуру окружающего воздуха при определении допустимых нагрузок принимается 25°С. В качестве расчетной температуры воздуха берется средняя температура в 13 ч самого жаркого месяца.
При значениях температуры, отличных от +25° С, допустимые нагрузки на провода умножаются на поправочный коэффициент:
Минимальные сечения алюминиевых проводов для ВЛ напряжением до 1000 в должны быть не менее 16 мм2, а сталеалюминиевых — не менее 10 мм2.
Провода должны монтироваться с нормальным тяжением. Ослабленное тяжение применяется на пересечениях с инженерными сооружениями.
Пулевой провод располагают ниже фазных на изоляторах. Вертикальное расстояние между проводами на опорах в I, II и III климатических районах гололедности (ПУЭ, издание 1966 г., стр. 164) должно быть не менее 40 см, а горизонтальное — не менее 20 см при пролетах до 30 м и 30 см при пролетах более 30 м.
Правильная подвеска проводов по вертикали и горизонтали является непременным условием при выполнении воздушных линий.
Минимальные вертикальные расстояния в м при сооружении ВЛ до 1 кВ при наибольшей стреле провеса должны составить:
до поверхности земли для любой местности . . 6
пересечение с радиотрансляционными линиями . 1,5
пересечение с проводами линий связи и сигнализации 1,25
пересечение и сближение с железной дорогой . . 7,5
до головки рельса пересечение и сближение ВЛ с автомобильной 7
до полотна дорогой
дороги пересечение и сближение с трамвайной или троллейбусной линией 9,5
до головки рельса
при совместной прокладке на опоре проводов ВЛ сети с заземленной нейтралью и кабелем связи и сигнализации
1,25 от нижнего провода ВЛ
(при сети с изолированной нейтралью не разрешается совместная прокладка)
Минимальные горизонтальные расстояния в м при выполнении воздушных линий должны быть:
от. балконов, террас и окон . 1,5
от глухих стен .. 1,0
от крон деревьев и кустов . . 1,0
до поверхности опоры или траверсы 0,5
до проводов и опор контактной сети . 1,5
Указанные горизонтальные расстояния предусматриваются при наибольшем отклонении проводов.
Прохождение проводов ВЛ над крышами не допускается.
Провода могут соединяться при помощи сварки или соединительных зажимов. Соединения, подверженные тяжению, должны иметь механическую прочность не менее 90% прочности целого провода.
Следует помнить, что при недоброкачественном выполнении соединения с течением времени место соединения ослабляется, изменяется его сопротивление, вследствие чего происходит нагрев и отжигание провода протекающим током; при этом провод теряет свою механическую прочность и может оборваться.
При выполнении воздушных линий электропередач на строительных площадках следует пользоваться универсальными зажимами, с их помощью ускоряется монтаж линии.
Универсальные зажимы для алюминиевых проводов ВЛ 0,4 и 10 кВ выпускает Шауляйский экспериментальный завод электроконструкций. Эти зажимы предназначаются для проводов сечением 10—35 мм2 и 35—70 мм2, конструкция их обеспечивает плотное закрепление двух проводов различных сечений.
В том случае, когда завезенный на строительную площадку провод не имеет сертификата, определить его сечение (в мм2) можно по формуле
s = 0,785d2. (63)
Сечение токопроводящей жилы, состоящей из многих проволок, определяют суммированием сечений всех проволок. Например, замер показал, что диаметр одной проволоки жилы составляет 1,7 мм, всего проволок семь. Каково сечение голого провода?
s = 0,785· 1,72·7 = 16 мм2.
Опоры.
Служат для подвески проводов с помощью изоляторов.
На строительных площадках преимущественно применяют деревянные окоренные опоры цельные или на деревянных стульях (приставках).
По конструкции опоры делятся на одностоечные, одностоечные с подкосом или оттяжкой и анкерные.
Изоляторы.
Применяются для изоляции проводов от опор. Они воспринимают нагрузки от ветра, веса провода и гололеда и поэтому характеризуются разрушающей нагрузкой. В целях обеспечения достаточной надежности в эксплуатации действительная нагрузка на изолятор должна быть в 3,75 раза меньше разрушающей.
Наиболее широко применяются на ВЛ до 1 кВ изоляторы типов ТФ, АИК, ШЛН, ШН (табл. 19).
Для проводов ВЛ сечением до 16 мм2 включительно следует применять изоляторы ТФ-4; при сечениях 25—35 мм2 — ТФ-3; при сечении 50—70 мм2 — ТФ-2 и при сечении 95— 120 мм2— ТФ-1.
Крюки и штыри.
Изоляторы закрепляются к опоре с помощью крюков и штырей. Тип крюков и штырей следует принимать по проекту.
Изоляторы насаживают на крюки или штыри до установки их на опоры.
Опоры должны выдерживать механические нагрузки, отвечающие нормальным режимам работы ВЛ.
Для основных элементов опор (стоек, приставок, траверс, подкосов) диаметр бревна в верхнем отрубе должен быть не менее 14 см. Для опор, устанавливаемых дополнительно на ответвлениях к вводам в здания, диаметр бревна в верхнем отрубе должен быть не менее 12 см.
По своему назначению для ВЛ 1 кВ опоры делятся на: промежуточные, на них направление трассы и число проводов линии не изменяется;
ответвительные, с которых устраиваются вводы или ответвляются липни;
перекрестные, на которых крепятся провода скрещивающихся линий;
угловые, на которых линия меняет свое направление;
концевые, устанавливаемые в начале и конце линии.
Таблица 19
Изоляторы, крюки и штыри, как правило, должны иметь запас прочности по отношению к разрушающей нагрузке (отношение механической нагрузки, разрушающей изолятор к наибольшей нормативной нагрузке, действующей на него) — не менее 2,5.
Установка крюков и штырей на деревянные опоры.
Как правило, крюки и штыри с закрепленными на них изоляторами закрепляются на опоре до подъема ее. Отверстия под крюки размечают по шаблону, имеющему отметки по количеству проводов, подлежащих подвеске. Сверлят отверстия обычно вручную буравом, причем глубина отверстия должна быть на 10 мм меньше длины нарезной части крюка, а диаметр бурава выбирают на 2 мм меньше диаметра крюка. Завертывание крюков производится ключом; ввинчивание следует прекратить, когда от выгиба крюка до опоры остается 20 мм (в свету). Ось изолятора должна быть параллельна оси опоры и его головка обращена в сторону вершины опоры.
Сооружение воздушных линий.
До производства работ по ВЛ проверяют трассу в натуре.
Опоры закрепляются в грунте, в котором вручную или с помощью ямобура отрывается котлован. Применение ямобура сокращает сроки выполнения работ, снижает их стоимость и освобождает рабочих от тяжелого физического труда.
Глубина установки опоры в грунт зависит от ее высоты, характеристики грунта и глубины его промерзания. Если в проекте не указана глубина установки опоры, то ее можно принять для концевых и угловых — 1,8 м, промежуточных не менее 1,5 м при числе проводов до четырех и 2,1 м при числе проводов до восьми.
Высота опоры зависит от числа проводов, допускаемого расстояния от провода до земли и величины провеса провода.
Устанавливаются опоры с помощью механизмов: бурильно-крановой машины или крана-столбостава. В случае отсутствия механизмов, невозможности или нецелесообразности их применения, опоры устанавливают ручным способом. Для переноса опор применяют специальные клещи, при подъеме опор — ухваты и багры.
После установки опор котлован засыпают землей и через каждые 20 см грунт трамбуют. Вертикальность установки опор проверяется отвесом. Допустимое отклонение составляет 1 см на 1 м высоты опоры. Нахождение в створе линии проверяется по верхушкам опор или по изоляторам.
При установке опор не разрешается поднимать их вблизи проводов, находящихся под напряжением и при сильном ветре, прекращать работы по установке опор в грунте до полного окончания, подниматься на опору до полного закрепления ее, продолжать земляные работы, если на месте установки опоры обнаружены подземные коммуникации, нельзя также допускать к месту установки опор посторонних лиц до окончательного закрепления опор.
При необходимости в подкосе его соединяют с ригелем и затем устанавливают так же, как опору. Подгоняют подкос к стойке передвижением конца подкоса, находящегося в котловане, после чего последний засыпается и утрамбовывается.
При необходимости использования оттяжки ее устанавливают с внешней стороны угла вдоль направления равнодействующей, так как оттяжка должна воспринимать усилия от тяжения проводов. Оттяжку монтируют после установки опоры.
Оттяжки, как многопроволочные, так и однопроволочные, могут прикрепляться к анкерам, установленным на земле или к каменным, кирпичным, железобетонным и металлическим зданиям и сооружениям. Оттяжки применяются стальные г сечением по расчету, но не менее 25 мм2.
Минимальные горизонтальные расстояния в м от опор довооружений должны быть:
водопровода, газопровода, теплопровода, канализации, верхней бровки кювета, кабелей 10 кВ 1,5
пожарных гидрантов, канализационных колодцев, водоразборных колонок 2
бензиновых колонок 5
стволов деревьев ... 2
уреза воды незамерзающих рек, каналов ... не менее высоты опоры от любой части опоры до ближайшего рельса . высота опоры + 3 м строений электрифицированной дороги 5
строений неэлектрифицированной дороги ... 3
Индустриализация при выполнении воздушных линий. Большие трудности испытывают строительные организации при сооружении временных воздушных линий электроснабжения площадок, особенно при производстве работ на отдельных городских объектах, имеющих асфальтовые дорожные покрытия и подземные коммуникации. Установка опор с заглублением их в землю в зимнее время вносит дополнительные трудности.
Рациональным следует считать применение на строительных площадках инвентарных прожекторно-опорных мачт подобно разработанным в тресте Ригажилстрой Министерства строительства Латвийской ССР. Основные узлы мачты: рама (основание), секция длиной 4 м, секция длиной 3,9 м, траверса с четырьмя изоляторами, траверса с двумя прожекторами типа II3C-35 и два бетонных блока. Все соединения узлов — болтовые, секции и основание — сварные.
Такие опоры многократно используются в течение нескольких лет и позволяют достаточно просто при необходимости и изменить трассу воздушной линии.
Несомненный интерес представляет применение инвентарных траверс при сооружении временных воздушных линий на стройплощадках.
Рис. 30. Инвентарная траверса для временных воздушных линий строительных площадок
Например, такая траверса показана на рис. 30. На ней расположены крючья с изоляторами, а иногда и светильники, закрепляется на деревянной опоре, когда последняя находится на земле. Применение инвентарных траверс позволяет: индустриализовать выполнение воздушных линий стройплощадок;
снизить расходы по сооружению линий на строительных площадках (за счет оборачиваемости траверс);
ускорить выполнение воздушной линии и подачу электроэнергии площадке, а также демонтаж;
повысить условия безопасности работ.
