Глава сорок четвертая
АРМАТУРА И ПОКОВКИ
НАЗНАЧЕНИЕ АРМАТУРЫ И ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К НЕЙ
Арматура и поковки предназначаются для соединения провода между собой, провода с изоляторами и изоляторов с опорой.
Отдельные виды арматуры предназначены для специальных целей: для защиты изоляторов и провода от ожогов и разрушений их вольтовой дугой; для защиты провода или троса от вредного действия вибрации.
От арматуры и поковки требуется, чтобы прочность их соответствовала расчетным механическим нагрузкам, а конструкция соответствовала требованиям монтажа и эксплантации .
Взаимно сопрягающиеся элементы арматуры должны сцепляться между собой легко и надежно, свободно перемещаясь в шарнирах, а однотипные изделия должны обладать взаимозаменяемостью.
Арматура и поковки должны иметь надежное покрытие, защищающее их от коррозии.
КЛАССИФИКАЦИЯ АРМАТУРЫ
В соответствии с ГОСТ 2721-44 линейная арматура в зависимости от ее назначения объединяется в следующие группы: арматура сцепная, арматура натяжная, арматура поддерживающая, арматура защитная, арматура антивибрационная, арматура соединительная.
АРМАТУРА СЦЕПНАЯ
Сцепная арматура служит для сцепления в гирлянду изоляторов с зажимами и крепления их на опору.
К этой группе относятся: скобы, серьги сцепные, пестики, ушки сцепные, промежуточные звенья и коромысла.
Фиг. 198. Скоба.
Фиг. 199. Серьга сцепная.
- Скобы (фиг. 198) применяются чаще всего для непосредственного крепления гирлянд к опоре.
2. В массовых количествах скобы изготовляются трех типов: СК-7, СК-12 и СК-19.
Цифры условных обозначений соответствуют гарантированным механическим нагрузкам, выдерживаемым скобами.
По своим качествам скобы должны удовлетворять ГОСТ 2724-44.
Кроме стандартных скоб, в некоторых случаях применяются еще и специальные, как, например, в гирляндах больших переходов.
- Серьга сцепная (фиг. 199) служит для прикрепления изолятора гирлянды к поковке, траверзе опоры.
Серьги изготовляются 3 типов — Ср-2, Ср-4,5 и Ср-7, соответственно типам изоляторов. Они должны отвечать требованиям ГОСТ 2725-44.
- Пестик (фиг. 200) служит для соединения шапок изоляторов с ушками.
ГОСТ 2726-44 предусматривает пестики 3 типов: Пк-2, Пк-4,5 и Пк-7.
- Ушко сцепное (ГОСТ 2727-44) применяется для соединения зажимов или коромысел с гирляндами изоляторов.
Ушки изготовляются или штампованными из стали, или литыми из ковкого чугуна.
В зависимости от целей применения ушки бывают однолапчатыми (фиг. 201) или двухлапчатыми (фиг. 202).
Фиг. 201. Однолапчатое ушко.
Фиг. 200. Пестик.
Как и вся сцепная арматура, непосредственно соединяемая с изоляторами, ушки еще отличаются по типу изоляторов, из которых составляется гирлянда.
Обычно ушки имеют отверстия для крепления на них защитных рогов и колец.
- Промежуточные звенья. Используются, главным образом, для прикрепления зажимов к коромыслам сдвоенных гирлянд и гирлянд к опорам, ГОСТ 2728-44 (фиг. 203).
Фиг. 202. Двухлапчатое ушко.
Фиг. 203. Промежуточное звено.
К промзвеньям относятся также и «талрепы», имеющие между двумя проушинами стяжной болт (фиг. 204) или планку с отверстиями, дающую возможность регулировать расстояние между проушинами.
Применяют талрепы в анкерованных пролетах на переходах для регулировки стрел провеса.
Промежуточные звенья, дающие возможность поворота сцепления на 90°, называются «вывернутыми». Промежуточные звенья, не дающие поворота сцепления, называются «прямыми».
Фиг. 204. Талреп.
- Коромысла служат для сборки сдвоенных (фиг. 205), строенных (фиг. 206), ушестеренных и т. п. гирлянд. Они бывают однореберными и двухреберными.
По ГОСТ 2729-44 стандартизованы коромысла для сдвоенных гирлянд из изоляторов ПЦ-2, ПЦ-4,5 и ПЦ-7, а также строенных из изоляторов ПЦ-4,5.
Механическая прочность сцепной арматуры в соответствии с указаниями ГОСТ предусмотрена: для серег, пестиков и сцепных ушек, в зависимости от типов изоляторов в гирлянде в 3 000, 6 000 и 9 500 кГ.
Фиг. 205. Коромысло двухцепное.
Для скоб, промзвеньев и коромысел — в 6 000, 12 000 и 19 000 кГ.
НАТЯЖНАЯ АРМАТУРА
Тяжение в проводе или тросе воспринимается натяжным зажимом, прикрепленным к оттяжной гирлянде.
Натяжные зажимы различаются по способу их крепления к проводу.
Наиболее распространенными являются: клиновые, болтовые и прессуемые зажимы, а также зажимы, монтируемые волочением.
Прочность заделки провода (или троса) для любого типа натяжного зажима должна быть не менее 90% механической прочности монтируемого провода или троса.
Фиг. 206. Коромысло трехцепное.
а) Клиновой зажим (фиг. 207) имеет корпус с двухлапчатой проушиной. В полости корпуса помещаются два клина, которые, передвигаясь в направляющих корпусах под действием натянутого провода или троса, удерживают его в зажиме.
Один из клиньев иногда заменяется жёлобом корпуса. В корпусе часто предусматривается устройство для принудительного затягивания клиньев.
Клинья изготовляются: из стали — для стальных проводов, из бронзы — для медных и бронзовых проводов, из силумина — для алюминиевых, сталеалюминиевых и проводов из алюминиевых сплавов.
Размеры клина зависят от диаметра провода.
По ГОСТ 2730-44 клиновые зажимы выпускаются 2 типов, область применения их дана в табл. 116.
Фиг. 207. Клиновый зажим,
Таблица 116
б) Болтовой зажим (фиг. 208) состоит из корпуса, к которому прижимается провод посредством плашек и болтов.
Фиг. 208. Болтовой зажим.
В зависимости от воспринимаемого тяжения бывают зажимы с 4, 6, 8 и более парами болтов.
ГОСТ 2731-44 предусматривает два типа болтовых зажимов. Область применения их дана в табл. 117.
Таблица 117
Корпус и плашки болтового зажима изготовляются из ковкого чугуна или стали.
в) В натяжных прессуемых зажимах закрепление провода осуществляется путем опрессования его в зажиме с помощью специального приспособления.
Применяются они для проводов и тросов большого сечения как многожильных, так и полой конструкции.
Корпус зажима представляет собой трубку фасонного проката, изогнутую под углом в 120° (фиг. 209), в которой запрессовываются стальной анкер и провод.
Фиг. 209, Прессуемый зажим, глухой.
фиг. 210. Прессуемый зажим, разъемный.
В отогнутый конец трубки закрепляется «петля» (шлейф), служащая для соединения между собой проводов, подходящих с двух сторон анкерной опоры.
Для случаев, когда по условиям эксплуатации имеется необходимость разъединить и вновь надежно соединить провода линии, устанавливаются зажимы с отсоединяющейся шлейфовой частью (фиг. 210).
Стальной анкер для комбинированных проводов представляет собой трубку также фасонного сечения, с проушиной на одном конце, за которую зажим крепится к гирлянде (фиг. 211).
Фиг. 211. Стальной анкер прессуемого зажима.
В анкер запрессовывается стальной сердечник комбинированного провода.
Для полых проводов конфигурация корпуса зажима ничем не отличается от описанного, но анкер представляет собой сплошной стержень, вставляемый в полый провод и предохраняющий его от деформации во время опрессования (фиг. 212).
Зажим для крепления стальных тросов к опорам (фиг. 213) имеет в проушине продолговатую прорезь, в которую пропускают тросовую петлю. Отверстие в стержне сквозное.
Тросы малых сечений крепятся с помощью коуша (фиг. 214) и овального соединительного зажима.
Натяжные зажимы, монтируемые волочением, применяются для многожильных проводов, изготовленных из любого металла.
При волочении зажим плотно обнимает жилы провода и дает хорошее механическое и электрическое соединение.
Фиг. 212. Прессуемый зажим для полого провода,
Фиг. 213. Прессуемый зажим для троса.
Фиг. 214. Крепление троса на коуше с овальным зажимом.
Такой зажим состоит из двух полых трубок, заканчивающихся проушинами; одну большую трубку развальцовывают на основной провод, а меньшую на петлю. Соединяются эти трубки пластинками и болтами.
Зажимы по методу волочения и прессования изготовляются из того же материала, что и монтируемый в них провод.
ПОДДЕРЖИВАЮЩИЕ ЗАЖИМЫ
Поддерживающие зажимы служат для крепления провода или троса к гирляндам промежуточных опор.
Независимо от конструктивного выполнения, все поддерживающие зажимы состоят из корпуса, представляющего собой одну или две лодочки, в которые укладывается провод, и прижимных плашек с болтами.
Поддерживающие зажимы бывают: скользящие, глухие, качающиеся и выпускающие.
- Скользящим называется зажим, в котором провод имеет возможность свободного перемещения (фиг. 215).
Нормами применение скользящих зажимов разрешается только в негололедных (в I и II) климатических районах и рекомендуются при железных и медных проводах сечением не ниже 50 мм2.
Фиг. 215. Скользящий поддерживающий зажим.
Фиг. 216. Глухой поддерживающий зажим.
На опорах с вертикальным расположением проводов, а также на мостах, плотинах, дамбах и участках трассы, труднодоступных для ремонта (сильно пересеченная местность, топкое болото), подвеска провода на скользящих и выпускающих зажимах не допускается.
Разновидностью подвески на скользящих зажимах является подвеска на роликах, применяемая на больших переходах.
2. Глухим зажимом называется такой, в котором провод прочно закрепляется в лодочке (фиг. 216), которая наглухо прикреплена к подвеске зажима.
Эти зажимы не рекомендуются на линиях, опасных в отношении вибрации.
Фиг. 217. Зажим поддерживающий, глухой качающийся.
ГОСТ 2734-44 глухие зажимы предусматриваются трех типов: ПГ-1, ПГ-2 и ПГ-3; область применения их дана в табл. 118.
Таблица 118
Область применения подвесных глухих зажимов по ГОСТ 2734-44
3. Качающийся зажим (фиг. 217) является разновидностью глухого. В этом зажиме лодочка подвешивается к обойме на горизонтально расположенной оси или на выступах обоймы, служащих осью качания.
Лодочка, следуя в своих движениях за движением провода при вибрациях, не дает возможности образоваться резким перегибам провода в месте его выхода из зажима и этим предохраняет провод от обрыва, т. е. качающийся зажим является в известной степени антивибрационным зажимом.
В ГОСТ 2735-44 включены качающиеся зажимы четырех типов: ПГК-1, ПГК-2, ПГК-3 и ПГК-4. Область применения их дана в табл. 119.
Прочность заделки провода или троса в глухих или качающихся зажимах должна быть не менее указанной в табл. 120.
В эксплуатации глухие зажимы более удобны, так как в них при обрыве провод задерживается от ухода в смежные пролеты.
Таблица 119
Область применения подвесных качающихся зажимов
Минимальные прочности заделки глухих и качающихся зажимов
Их недостатком является необходимость применять более тяжелые опоры вследствие больших односторонних усилий, возникающих при обрыве проводов.
Фиг. 218. Зажим поддерживающий выпускающий.
Выпускающий зажим (фиг. 218) имеет специальное устройство, которое обеспечивает при отклонении лодочки в любую сторону от нормального положения на некоторый угол свободное выпадение ее из обоймы и, следовательно, отсоединение нагрузки от опоры.
Этот зажим не имеет недостатка скользящего, в котором незначительная разница в тяжении в соседних пролетах вызывает перемещение провода в зажиме, а значит, и износ провода.
В то же время применение выпускающего зажима, как и скользящего, дает возможность облегчить опоры за счет отсутствия больших односторонних усилий во время обрыва провода.
По ГОСТ 2736-44 выпускающие зажимы предусматриваются четырех типов: ПВ-1, ПВ-2, ПВ-3 и ПВ-4. Область применения их дана в табл. 121.
Таблица 121
Область применения выпускающих зажимов по ГОСТ 2736-44
Минимальные прочности заделки провода в выпускающих зажимах указаны в табл. 122.
Таблица 122
Минимальные прочности заделки в выпускающих зажимах
Тросы крепятся в глухих или качающихся зажимах, кроме речных переходов, где их можно подвешивать на роликах, но при условии, что и провода также подвешены на них.
Подвесные зажимы изготовляются из стали или из ковкого чугуна.
ЗАЩИТНАЯ (ДУГООТВОДЯЩАЯ) АРМАТУРА
Для отвода от поверхности изоляторов дуги, образующейся на гирлянде во время перекрытия и для защиты изоляторов от разрушения, а провода от пережога, устанавливается защитная (дугоотводящая) арматура (фиг. 219).
Для линий 110 кВ и ниже применяют рога. Рога прикрепляются как к оттяжным, так и к подвесным гирляндам.
Применяемая на линиях 150—220 кВ защитная арматура имеет вид колец и рогов.
Фиг. 219. Отвод дуги защитной арматуры.
Фиг. 222. Ответвительный зажим.
Фиг. 221. Плашечный зажим.
Рога делают из круглой или полосовой стали; кольца — из полосовой стали или из труб.
Рогам и кольцам придают такую форму, при которой образовавшаяся дуга наиболее легко выдувается и разрывается.
На деревянных опорах линий 110 кВ с незаземленной подвеской гирлянд применение рогов не имеет смысла; рога применяются при. металлических опорах или деревянных, но с заземленной подвеской гирлянд.
КОНТАКТНАЯ АРМАТУРА
Одним из уязвимых мест в цепи высоковольтных линий являются болтовые контактные соединения.
С течением времени болтовые соединения слабнут, их переходные сопротивления увеличиваются, контакты начинают греться, и наконец зажим разрушается.
Поэтому давление в контакте зажима должно быть достаточно большим, а площадь контакта должна соответствовать токам, проходящим через нее. Сопротивление контактов зажима не должно превосходить сопротивления соединяемого провода, равного по длине контактной части зажима. Следует принимать меры как против ослабления болтов, так и для предохранения контактной поверхности от окисления.
К контактным зажимам относятся:
- Зажимы в «петлях» анкерных опор, служащие для электрического 1соединения проводов двух соседних анкерных пролетов.
- Переходные зажимы (фиг. 220), служащие для соединения проводов различных материалов, как, например, меди и алюминия.
- Плашечные зажимы — для соединения проводов различных сечений (фиг. 221).
Переход с одного сечения провода или троса на другое допускается только в петле анкерной опоры, где провод не находится под тяжением.
- Ответвительные зажимы (тройники), служащие для спусков с горизонтально расположенных проводов к аппаратуре (фиг. 222).
АНТИВИБРАЦИОННАЯ АРМАТУРА
Явление вибрации проводов является одной из причин разрушения их и связанных с этим серьезных аварий.
Вибрация проводов возникает под действием ветра. В местах закрепления провода, например в зажимах под влиянием вибрации отдельные проволочки, из которых состоят провода и тросы, разрушаются.
При недостаточном надзоре в эксплуатации количество разрушенных проволочек становится настолько большим, что провод обрывается.
Но даже и в случае своевременного обнаружения поломки проволочек неизбежны длительные и трудоемкие ремонтные работы.
Пагубные последствия вибрации особенно проявляются на проводах большого сечения.
Для предотвращения воздействий вибрации провода применяется специальная антивибрационная арматура.
По характеру своего действия антивибрационная арматура бывает активная и пассивная.
К первому разделу относятся демпферы, гасящие вибрацию.
На союзных линиях получили распространение демпферы, состоящие из двух чугунных грузов, соединенных между собой стальным тросом (фиг. 223).
Демпферы при помощи специального устройства прикрепляются к проводу у поддерживающих и натяжных зажимов.
При пролетах в 300 м и больше для большей эффективности ставятся по 2 демпфера с каждой стороны поддерживающего зажима; на линиях с меньшими пролетами — по одному.
К пассивной защите от вибрации относится усиление провода при помощи обмотки его специальными прутками или лентой в месте заделки в подвесной зажим.
Для сталеалюминиевых проводов больших сечений применяются армировочные прутки (фиг. 224). Прутки незначительно ослабляют вибрацию, и целью их установки является увеличение прочности провода в опасном, с точки зрения вибрации, месте.
Фиг. 223. Демпфер.
Фиг. 224. Прутки армировочные.
Фиг. 225. Концевой ободок.
2500
Фиг. 226. Антивибрационный зажим с прутками.
На концах прутки заделываются ободками фиг. 225.
Антивибрационный зажим с прутками показан на фиг. 226.
Область применения демпферов дана в табл. 123.
Таблица 123
Область применения демпферов по ГОСТ 2740-44
Грузы демпферов изготовляются из серого чугуна, а зажим — из стали или ковкого чугуна.
Надежное закрепление грузов из зажима на тросе является одним из важных требований к конструкции демпферов.
Так, в ГОСТ 2740-44 указывается, чтобы прочность закрепления демпфера на проводе была не менее 500 кГ.
СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ АРМАТУРА
При монтаже линий соединение проводов и тросов в местах, подверженных тяжению, разрешается только холодной пайкой специальными зажимами, так как при горячей пайке.
создается местный отжиг провода и ослабление его прочности.
При больших токах короткого замыкания, возможно, и расплавление горячей пайки.
Зажим, служащий для соединения проводов высоковольтных линий, должен отвечать следующим условиям:
- Электрическое сопротивление соединения не должно превышать электрического сопротивления провода, равного длине смонтированного соединителя.
- Нагрев соединения при протекании электрического тока максимально допустимой для данного провода величины не должен превышать нагрева самого провода.
Правила устройства электротехнических установок требуют, чтобы прочность проводов и тросов в местах их соединения была не меньше 90% от прочности на разрыв соединяемых проводов или тросов.
Фиг. 227. Соединитель, монтируемый обжатием.
Для соединения проводов наиболее распространенными являются соединители, монтируемые обжатием, волочением и прессованием.
- Соединитель, монтируемый обжатием, представляет собой цельнотянутую овальную трубку (фиг. 227) из этого же металла, что и сращиваемые провода.
Таблица 124
Соединители, монтируемые обжатием, ГОСТ 2741-44
А
Фиг. 228. Соединитель, монтируемый волочением.
Применяется он для сращивания многожильных проводов. Для проводов из сплавов применяются соединители из основного металла сплава: для бронзы — из меди, для алюминиевого сплава — из алюминия.
ГОСТ 2741-44 предусматривает два типа соединителей, монтируемых обжатием, — медные и алюминиевые.
Область применения и основные размеры их даны в табл. 124.
- Соединитель, монтируемый волочением, состоит из круглых трубок того же металла, что и соединяемый провод (фиг. 228).
Фиг. 229. Соединитель, монтируемый прессованием.
Такие соединители используются почти исключительно при монтаже сталеалюминиевых проводов, причем первоначально стальной трубкой соединяется стальной сердечник, а затем по алюминиевым повивам развальцовывается алюминиевая трубка.
ГОСТ 2742-44 нормирует три типа соединителей, монтируемых волочением, — из меди, алюминия и стали.
Область применения и основные размеры их даны в табл. 125.
- Соединитель, монтируемый прессованием, состоит из трубки фасонного сечения из того же материала, что и соединяемые провода (фиг. 229).
Соединители по методу опрессования обычно применяются для тяжелых типов проводов, обладающих большой прочностью.
При полых проводах, кроме трубки из цветного металла, в комплект соединителя входит еще стальной сердечник, вставляемый в полую часть провода для предохранения последнего от разрушения и сохранения их формы при опрессовании.
Фиг. 230. Ремонтные муфты.
Для сталеалюминиевых проводов применяется соединитель, состоящий из двух трубок: стальной — для стального сердечника провода и алюминиевый — для токопроводящих повивов.
Для укрепления поврежденных проволочек верхнего повива применяются ремонтные муфты (фиг. 230), если площадь поврежденных проволочек не превышает 15% сечения провода.