Задание 12 ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЛИНИЙ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1 кВ

Цель работы. Освоить приемы эксплуатации и ремонта линий электропередачи напряжением до 1 кВ, проверки качества древесины опор линий электропередач, заземления, габаритов линии. Овладеть операциями эксплуатационного обслуживания линий электропередачи.

Ознакомиться с порядком выполнения осмотров линий электропередачи и их периодичностью, с порядком и сроками ремонта линий электропередачи, с правилами эксплуатации кабельных линий электропередачи.

Оборудование и приборы. Плакаты и макеты воздушной и кабельной линий электропередачи. Образцы качественного и загнивающего участка деревянной опоры. Прибор ПД-1. Молоток. Буравчик. Прибор МС-07 или М-416. Прибор М-417. Изолирующая штанга. Теодолит. Образцы антикоррозионных покрытий АМС-3, ЗЭС, ПВК, ПП-95. Приборы ИКЛ-5 и Р5−1А. Осциллограф типа ОЖО. Электросекундомер ЭМКС-58М. Испытательная установка высокого напряжения. Акустический индукционный прибор АИП-3.

Последовательность выполнения задания. 1. Ознакомиться с правилами проведения осмотров воздушных и кабельных линий электропередачи.

• 2. Овладеть приемами определения степени загнивания элементов опор, выполненных из дерева.
• 3. Научиться измерять сопротивление заземляющих устройств.
• 4. Измерить сопротивление петли фазы—нуль на макете линии электропередачи.
• 5. Овладеть приемами использования теодолита.
• 6. Проверить габариты линии на макете.
• 7. Ознакомиться с приемами антисептирования деревянных опор.
• 8. Отремонтировать поврежденный сталеалюминиевый провод.
• 9. Овладеть методами определения места повреждения кабельной линии.
• 10. Оформить отчет.

Методические пояснения. В процессе эксплуатации воздушные линии (ВЛ) электропередачи подвергаются воздействию различных нагрузок. Опоры находятся под длительным воздействием нагрузок от массы собственных конструктивных частей, а также проводов, тросов, изоляторов и арматуры. Они испытывают кратковременные воздействия переменных нагрузок от давления ветра, неуравновешенных усилий от тяжения проводов во время проведения ремонтных работ. Все опоры подвержены процессам старения, а деревянные — загниванию и самозагоранию.

Провода ВЛ работают в особых условиях. По ним протекает электрический ток, и они подвергаются тепловому и динамическому воздействию токов нагрузки и аварийных токов. Вместе с тем провода испытывают воздействие колебаний температуры воздуха, грозовых разрядов, гололеда, снега. В процессе эксплуатации происходят обрывы проводов проходящими высокогабаритными машинами, различного рода набросы и т. д. Провода и линейная изоляция иногда работают в атмосфере, загрязненной примесями агрессивных газов, растворами солей и кислот. Все эти факторы и обусловливают создание специальной системы мероприятий по обслуживанию ВЛ (технической эксплуатации), обеспечивающей их надежную и безаварийную работу.

Для нормальной и безаварийной работы ВЛ обслуживающий персонал обязан содержать в исправности все элементы линий электропередачи, своевременно проводить необходимые работы по техническому обслуживанию и ремонту оборудования. Поставленные задачи эксплуатации могут быть решены при следующих условиях:

соблюдении допустимых режимов работы ВЛ по токам нагрузки; постоянном наблюдении за ВЛ (осмотрах линий); проведении измерений и профилактических испытаний; проведении планово-предупредительных ремонтов; ведении технической документации;

расследовании причин аварий и разработке мероприятий по их устранению.

Провода ВЛ при протекании по ним электрического тока нагреваются. Правилами устройства электроустановок предельно допустимая температура голых проводов при длительном протекании тока ограничена 70 °C (343 К). Для проводов ВЛ длительно допускаемые токовые нагрузки Т_к рассчитаны из условия работы линии при температуре окружающей среды 25 °C (298 К). Если температура окружающей среды отличается от 25 °C (298 К) при определении длительно допускаемой нагрузки, вводят поправочный коэффициент к:

где Т — предельно допустимая температура нагрева провода, °С; I — температура окружающей среды, °С.

Предельные токовые нагрузки допускаются только лишь в аварийных случаях. Во всех остальных случаях ток должен быть не более рабочего максимального, взятого в качестве исходного при расчете и выборе проводов сети.

В процессе эксплуатации ВЛ подвергают осмотрам, которые бывают периодические и внеочередные. В свою очередь, периодические осмотры подразделяют на дневные, ночные, верховые и контрольные.

При дневных осмотрах проверяют состояние элементов ВЛ и ее трассы. Во время осмотров подтягивают бандажи, восстанавливают нумерацию опор. Элементы линии, недоступные для осмотра с земли невооруженным глазом, монтер-обходчик осматривает через бинокль.

Во время ночных осмотров ВЛ выявляют свечение или искрение в местах соединений, которые возникают при неудовлетворительном состоянии контактов, а также дефектные лампы уличного освещения.

При выполнении дневных-и ночных осмотров линии обходчик не поднимается на опоры, а линия находится под напряжением. Однако при обнаружении неисправностей аварийного характера обходчик обязан быстро сообщить об этом руководству. Неисправности аварийного характера следует устранять немедленно.

Не все дефекты могут быть выявлены в результате осмотра с земли. Поэтому проводят верховые осмотры ВЛ. Линию при этом отключают и заземляют. Во время верхового осмотра проверяют крепление изоляторов и арматуры, степень загрязнения изоляторов, состояние верхних частей опор, соединений проводов, а также натяжение и крепление оттяжек и т. п. С целью контроля работы персонала, обслуживающего ВЛ, проверки выполнения противоаварийных мероприятий, проведения общей оценки состояния ВЛ и их трасс инженерно-технический персонал периодически проводит выборочные контрольные осмотры линий.

Внеочередные осмотры ВЛ электропередачи проводят при наступлении гололеда, сильных морозов (ниже -40 °С), после ледоходов, разлива рек, при лесных и степных пожарах, а также после автоматического отключения линии.

Периодичность проводимых осмотров приведена в таблице 14.

14. Периодичность осмотров воздушных линий электропередачи.

При проведении периодических осмотров обращают внимание на следующее: чистоту трассы, касание проводов ветвями деревьев;

наличие ожогов, трещин, боя изоляторов, обрывов проводов, целость вязок, регулировку проводов;

состояние опор и крен их вдоль и поперек линии, целость бандажей и заземляющих устройств;

состояние соединителей, наличие набросов;

состояние вводных ответвлений и предохранителей; не проводятся ли на трассе строительные работы без разрешения и не хранятся ли на ней какие-либо материалы.

Все повреждения, нарушения и дефекты, обнаруженные во время осмотров, записывают в листок осмотра.

Осмотры позволяют выявить не все неисправности ВЛ. Поэтому существующими правилами технической эксплуатации предусматривается проведение ряда проверок и измерений (табл. 15).

15. Периодичность проведения проверок и измерений на ВЛ.

Линии электропередачи рассчитывают на определенные расчетные нагрузки. Однако в условиях эксплуатации в результате неблагоприятного сочетания отдельных видов нагрузок могут возникнуть более тяжелые условия. Это может привести к повреждениям и наклонам опор. Повреждения и наклоны опор могут быть вызваны оползнями, ледоходом, в результате наезда на них транспорта и других механических воздействий. Причиной появления наклона опоры может стать плохое закрепление ее в грунте. В результате воздействия переменных ветровых нагрузок плохо закрепленная опора расшатывается. Наклон может произойти в результате ослабления проволочных бандажей, болтовых соединений, оттяжек.

Всякое отклонение опоры от нормального положения приводит к появлению изгибающего момента, снижению несущей способности опоры, что в конечном счете может привести к ее повреждению, хотя значение нагрузок может и не достигать расчетного.

Один из основных недостатков деревянных опор — их подверженность загниванию. Разные части деревянных опор загнивают неодинаково. Загнивание древесины быстро развивается при влажности 30…60%, которая наблюдается в подземной части опор и приставок, торцах деталей опор и местах сопряжения деталей, где долго задерживается влага. Поэтому степень загнивания древесины опоры определяют на глубине 30…40 см ниже уровня земли, на уровне земли, у верхних бандажей, в местах закрепления раскосов.

По глубине и характеру распространения загнивания может быть определен эквивалентный диаметр оставшейся здоровой части древесины и решен вопрос о необходимости замены той или иной детали. При проверке древесины на загнивание осматривают и простукивают детали по всей их длине, измеряют глубину загнивания в опасном сечении и измеряют глубину трещин.

Внешний осмотр позволяет выявить поверхностные очаги загнивания (круговые или местные), трещины. При простукивании молотком (массой не более 0,4 кг) по звуку выявляют наличие внутреннего загнивания.

После, определения опасного сечения, наиболее подверженного гниению, измеряют глубину загнивания специальными пружинными приборами, а при отсутствии таких приборов — щупом или буравчиком.

При измерении глубины загнивания прибором ПЛ-1 в древесину погружают иглу и прибор показывает усилие прокалывания. Границу здоровой древесины определяют по резкому изменению усилия прокалывания. Загнивающие детали (стойки, приставки и т. д.) измеряют в трех точках по окружности детали. Среднюю глубину поверхностного загнивания в каждом сечении определяют как среднее арифметическое результатов измерений:

Диаметр здоровой части древесины (эквивалентный диаметр) где D — наружный диаметр детали, мм.

Детали опоры бракуют, если диаметр здоровой части древесины меньше допустимого в эксплуатации, определяемого расчетом опоры на механическую прочность.

Наименьшие допустимые диаметры основных деталей опор высотой 7,2 м линии электропередачи, несущей до 9 проводов (5 проводов марки АС50 и 4 провода марки ПС04), приведены ниже.

При полном внутреннем загнивании и толщине здорового слоя меньше 2 см деталь подлежит немедленной замене. Если эквивалентный диаметр больше расчетного на 2…4 см, деталь остается в эксплуатации с ежегодной проверкой, а при большем превышении эквивалентного диаметра над расчетным — с проверкой через 3 года. Сквозные трещины, крупные сучки ослабляют древесину, чтобы это учесть, эквивалентный диаметр уменьшают на 1…2 см.

В процессе изготовления, транспортировки и эксплуатации в железобетонных опорах и приставках могут возникнуть трещины. Незначительные трещины не вызывают особых опасений, но при увеличении их размеров влага проникает в них, вызывает коррозию арматуры и механическая прочность опоры резко снижается.

При проверке состояния железобетонных опор и приставок их осматривают, измеряют ширину раскрытия трещин, определяют размеры раковин, сколов. На железобетонных опорах допускаются раковины и выбоины размером не более 10 мм (по глубине, ширине, длине) и не более двух на 1 м длины. Обнаруженные трещины промазывают полимерцементным раствором и краской.

С течением времени сопротивление заземляющих устройств может изменяться. В основном это происходит из-за непостоянства удельного сопротивления грунта, которое в широких пределах изменяется в зависимости от содержания влаги в почве. Кроме этого, может изменяться площадь поперечного сечения заземлителей и заземляющих проводников вследствие разрушения их коррозией или механического повреждения элементов заземляющего устройства.

Заземляющие устройства осматривают, измеряют их сопротивление.

При проверке заземляющих устройств выборочно вскрывают грунт. Обращают внимание на глубину заложения (обычно не менее 0,5 м, а на пахотной земле — 1 м), на размеры стальных заземлителей и заземляющих проводников. Например, диаметр круглых заземлителей и заземляющих проводников должен быть не менее 6 мм, при прямоугольной форме площадь поперечного сечения — не менее 48 мм².

Сопротивление заземляющих устройств следует измерять в периоды наименьшей проводимости почвы: летом — при наибольшем просыхании почвы, зимой — при наибольшем промерзании. Сопротивление заземляющих устройств измеряют специальными приборами типа МС-07 и М-416. Принцип действия прибора М-416 (рис. 73) основан на компенсационном методе измерения с применением вспомогательного токового заземлителя и потенциального электрода (зонда). Токовый зонд устанавливают для создания цепи переменного тока, получаемого от собственного электронного преобразователя постоянного тока батареи в переменный, через испытуемое заземляющее устройство. При помощи потенциального электрода создают вспомогательную цепь встречного компенсаРис. 73. Расположение заземлителя в и потенциального электрода 6 при измерении сопротивления заземляющего устройства а

ционного тока через испытуемый заземлитель. Путем измерения сопротивления (тока) во вспомогательной цепи создают режим полной компенсации и по положению движка реохорда делают отсчет. Потенциальный зонд располагают на расстоянии 20…25 м от опоры.

Для надежной работы плавких вставок предохранителей и отключения автоматических выключателей при однофазном коротком замыкании в конце петли сопротивление петли фаза—нуль должно быть таким, чтобы возникший ток короткого замыкания превышал по крайней мере в 3 раза номинальный ток плавкой вставки и в.

1,25… 1,4 раза ток отключения мгновенного расцепителя автоматического выключателя. Для этого в сетях с занулением для наиболее удаленных электроприемников не реже чем 1 раз в 5…6 лет измеряют сопротивление петли фаза—нуль. Для этой цели существуют специальные приборы типа М-417 для контроля сопротивления цепи фаза—нуль без отключения питающего напряжения.

В процессе эксплуатации стрелы провеса и габариты ВЛ могут изменяться вследствие вытягивания проводов, проскальзывания их в креплениях на изоляторах, наклонов опор, изменения конструкции опор при ремонтных работах на линии, прокладки под ними дорог и т. п. Поэтому стрелы провеса и габариты линий измеряют тогда, когда их соответствие проектным данным вызывает сомнение.

Габариты В Л измеряют без снятия и со снятием напряжения.

Без снятия напряжения габариты ВЛ измеряют теодолитами, специальными оптическими угломерными приборами или изолирующими штангами. Наиболее точный из них — теодолит. Им измеряют угол, а между прямой, соединяющей провод с местом установки прибора, и прямой, соединяющей прибор с проекцией точки провода на земле. Затем по известным формулам тригонометрии расчетным путем определяют расстояние И между проводом и землей. На горизонтальном участке трассы h = Dtga + i, где D — горизонтальное расстояние от теодолита до проекции провода; i — высота расположения теодолита от земли.

Для непосредственного измерения габаритов ВЛ применяют изолирующие штанги. Один монтер касается провода В Л концом штанги, другой замеряет расстояние между нижним концом штанги и землей.

Со снятием напряжения расстояния от проводов ВЛ до поверхности земли измеряют при помощи веревки, рулетки или рейки. Расстояние по горизонтали от проводов до строений, деревьев и других предметов, расположенных вблизи ВЛ, измеряют непосредственно. Стрелы провеса измеряют угломерными приборами либо методом глазомерного визирования.

Другой метод наиболее простой и точный. На стойках смежных опор закрепляют параллельно земле по одной рейке на расстоянии по вертикали от точки крепления провода, равном значению ожидаемой стрелы провеса провода для проверяемого пролета при данной температуре. Наблюдатель располагается на одной из опор так, чтобы его глаза были на уровне рейки. Монтер перемещает ее до тех пор, пока низшая точка провисания не будет находиться на прямой, соединяющей обе визирные рейки. Стрелу провеса определяют как среднее арифметическое из расстояний от точек провода до каждой рейки. Фактическая стрела провеса проводов не должна отличаться от нормируемой более чем на 5%.

Проведение планово-предупредительных ремонтов содействует беспер’ебойной надежной работе ВЛ электропередачи, предотвращает преждевременный износ и разрушение элементов ВЛ вследствие нарушения нормального режима работы и воздействия окружающей среды. Планово-предупредительные ремонты ВЛ напряжением до 1 кВ подразделяют на эксплуатационное обслуживание (текущий ремонт) и ремонт. Эксплуатационное обслуживание — это основное мероприятие, обеспечивающее нормальную работу ВЛ и увеличение срока их службы. Своевременное устранение и ликвидация отдельных мелких повреждений, возникающих в процессе эксплуатации, предупреждают дальнейшее их развитие и предохраняют отдельные конструкции от преждевременного износа. К эксплуатационному обслуживанию относят и систему осмотров ВЛ, которая совместно с проводимыми профилактическими испытаниями позволяет планировать объемы, сроки, а также расход материалов и изделий на капитальные ремонты ВЛ. Во время эксплуатационного обслуживания выявляют и устраняют следующие дефекты:

обрыв или ослабление проволочных бандажей;

набросы на провода посторонних предметов;

искрение в местах соединений;

ослабление вязки к штыревым изоляторам;

обрыв заземляющих проводников на опоре;

коррозию или обрывы отдельных проволок троса оттяжек;

наклон и искривление стоек опор;

трещины и щели в железобетонных опорах и т. п.

Во время ремонтов проводят комплекс технических мероприятий по восстановлению первоначальных эксплуатационных характеристик как всей ВЛ, так и отдельных ее элементов и конструкций.

Воздушные линии на деревянных опорах ремонтируют через каждые три года: ВЛ на железобетонных опорах ремонтируют через 6 лет. Эти сроки могут быть изменены в зависимости от состояния линии, определяемого на основании результатов осмотров, профилактических измерений и проверок. Первый ремонт ВЛ на деревянных опорах проводят в зависимости от результатов осмотров, профилактических измерений и проверок, но не позднее чем через 6 лет эксплуатации.

Ремонтные работы на ВЛ делят на следующие этапы:

составление годового, месячного планов и плана-графика ремонтов;

подготовка к ремонту;

проведение ремонтных работ;

оформление документов.

Годовой и месячный планы составляют на основании записей в журнале неисправностей, сделанных в процессе эксплуатации при проведении осмотров, профилактических измерений и испытаний, в том числе измерений загнивания древесины и сопротивления заземлений. При составлении планов учитывают также степень оснащенности предприятия механизмами и транспортом. При составлении плана-графика ремонтов для уменьшения продолжительности отключения потребителей электрической энергии следует учитывать графики отключений и ремонтов питающих линий и подстанций высокого напряжения.

Все подготовительные работы должны быть выполнены заблаговременно, до отключения линии, например подготовка арматуры, древесины, провода, метизов, комплектование ремонтных бригад, выделение средств механизации, приспособлений и транспорта, оформление разрешения и выписка нарядов на проведение работ. Количество выделенного инструмента, приспособлений и инвентаря должно обеспечивать возможность выполнения всех ремонтных и профилактических работ на ВЛ. При предварительном планировании необходимых для капитального ремонта ВЛ материалов руководствуются установленными нормами.

По окончании ремонта оформляют соответствующую документацию на все виды выполненных работ, после чего персонал службы распределительных сетей принимает работы. Характер ремонтных работ на опорах во многом зависит от материала, из которого они изготовлены.

При проведении ремонта ВЛ на деревянных опорах заменяют целые опоры или отдельные загнившие детали, защищают опоры от загнивания антисептированием, выправляют опоры, ремонтируют оттяжки и узлы их крепления, подтягивают бандажи и наносят на них антикоррозионное покрытие.

Чтобы предотвратить гниение древесины, ее пропитывают антисептирующими веществами. Если средний срок службы опор из непропитанной сосны составляет 5 лет, то пропитка антисептиком повышает срок службы опор до 15 лет. Загнивание деталей деревянных опор проверяют не реже чем через 3 года. Опоры, выполненные из антисептированной древесины, дополнительно пропитывают до появления массового загнивания. На опорах, пропитанных маслянистыми антисептиками, через 10 лет устанавливают антисептические бандажи, а на опорах, пропитанных водорастворимыми антисептиками, их ставят через 5 лет.

Антисептические бандажи изготавливают из толя, рубероида или пергамина шириной 50 см. На них наносят антисептическую пасту. Применяют также. уралитовую, фтористонатриевую пасту, водорастворимые антисептики.

В условиях эксплуатации иногда выполняют частичную обработку древесины антисептиком. При этом пастой покрывают следующие части:

все подземные части опоры на глубину опасного загнивания и на 30 см выше уровня земли;

все торцовые части и верхнюю поверхность горизонтальных и наклонно расположенных деталей опор;

все трещины шириной более 2 мм;

места сочленения деталей опор между собой.

Поверхность бандажа и части, обработанные антисептиком, покрывают слоем гидроизоляции (на основе нефтяного битума или каменноугольного лака). Антисептики наносят вручную (кистями, совками и т. д.), а также механизированным способом — распылителем.

Для выправки опор вдоль и поперек оси ВЛ используют лебедку или другой тяговый механизм. После выправки опоры плотно трамбуют грунт у основания, а ослабленные бандажи подтягивают.

Тросы оттяжек и узлы крепления для защиты от коррозии смазывают антикоррозионным покрытием АМС-3, ЗЭС, ПВК, ПП-95 или глифталиевым лаком. Оттяжки из круглой стали окрашивают. Если число оборванных или разрушенных коррозией проволок в тросе составляет 20% и более, оттяжки подлежат замене.

Загнившие приставки или опоры с эквивалентным диаметром менее допустимого заменяют.

При ремонте ВЛ на железобетонных опорах выполняют следующие работы:

заменяют отдельные опоры;

заделывают трещины, выбоины, сколы;

выправляют опоры;

восстанавливают антикоррозионные покрытия металлических частей.

Железобетонные опоры подлежат замене, если есть дефекты, перечисленные ниже.

Опоры, в которых раковины, трещины, сколы не превышают допустимых размеров, ремонтируют. Перед заделкой раковин и трещин поверхность бетона очищают от грязи, пыли и отслоений стальными щетками или скребками. Место, подвергающееся ремонту, смачивают 10%-ным раствором поливинилацетатной эмульсии. Затем шпателем, кельмой или мастерком втирают (вмазывают) полимерцементный раствор. Через час место заделки снова смачивают водным раствором эмульсии. Полимерцементные растворы приготовляют из цемента, песка и поливинилацетатной эмульсии.

Железобетонные опоры подлежат ремонту, если они имеют дефекты, перечисленные в таблице 16.

16. Устраняемые дефекты железобетонных опор

Железобетонные опоры выправляют так же, как и деревянные. Опоры с креном и односторонней деформацией после выправки можно усиливать оттяжкой.

Если антикоррозионные покрытия металлических элементов опор повреждены, то сначала поверхности элементов очищают, а затем наносят на них новые защитные покрытия.

Вследствие воздействия вибрации проводов ВЛ, чрезмерных усилий, возникающих в аварийных режимах, а также в процессе монтажа отдельные проволоки и места соединений проводов могут быть повреждены. В процессе ремонта проводов ВЛ выполняют следующие операции: накладывают бандаж; переделывают соединения; заменяют дефектные участки; регулируют (перетягивают) провода.

Ремонтопригодность проводов определяют, исходя из сведений, приведенных в таблице 17.

17. Ремонтопригодность проводов ВЛ.

При повреждении отдельных проволок делают бандаж, навивая вокруг провода отрезок проволоки из такого же материала или навивая концы оборванной проволоки. При выпучивании верхнего повива провода (на длине 100… 150 мм) на поврежденное место накладывают ремонтную муфту длиной 200 мм и две муфты меньшей длины.

Натяжение проводов регулируют в случаях, когда габариты В Л и стрелы провеса не отвечают требованиям ПУЭ. Это может произойти вследствие проскальзывания провода в вязках штыревых изоляторов под действием гололеда, ветровых и других нагрузок, а также при изменении отметки уровня поверхности под ВЛ при строительных работах (прокладка дорог, тротуаров и т. п.).

При ремонте заземляющих устройств заменяют отдельные заземлители, заземляющие проводники и целые заземляющие устройства, приводят значение сопротивлений заземляющих устройств в соответствие с требованиями ПУЭ.

Под воздействием окружающей среды заземляющие проводники, заземлители подвергаются коррозии, уровень грунтовых вод и влажность грунта изменяются в течение года. Со временем сопротивление заземляющего контура может увеличиваться. Заземляющие спуски от воздействия вибрации, коррозии могут лопаться. Целостность заземляющих спусков восстанавливают сваркой. Чтобы уменьшить сопротивление заземляющих устройств, забивают в землю дополнительные вертикальные заземлители. В скальных грунтах прокладывают дополнительные лучевые заземлители по поверхности скальных пород, засыпают их землей при толщине разборного слоя более 0,1 м и заливают цементным раствором при толщине разборного слоя менее 0,1 м.

Контрольные вопросы 1 Как влияет температура окружающей среды на допустимую нагрузку ВЛ? 2. Какие дефекты выясняют при обходах линий электропередачи? 3 Как определить степень загнивания деревянной опоры? 4 Какие дефекты устраняют при эксплуатационном обслуживании линий электропередачи? 5. Как выполняют антисептирование деревянных опор? 6. Как выполняют бандаж при ремонте провода?