Способ заземления грозозащитного троса

Обновлено: 28.09.2022

Грозозащита при электроснабжении.Грозозащитное Заземления

От набегающих волн перенапряжения распреде­лительное устройство (РУ) подстанций защищают вентильными разрядниками (устанавливают вблизи оборудования) и трубчатыми разрядниками, которые располагают на подходах к элементам электроснабжения.

В качестве устройства грозозащиты на линиях с односторонним питанием используют АПВ, при кото­ром к.з, возникшее в результате атмосферного пере­напряжения, ликвидируется в бестоковую паузу и по­сле АПВ восстанавливается нормальная работа ли­нии.

Места ВЛ с ослабленной изоляцией защищают трубчатыми разрядниками грозозащиты, а в тех случаях, когда трубчатые разрядники не подходят по пределам от­ключаемых токов, — защитными промежутками или вентильными разрядниками.

На ВЛ напряжением 35 кВ и ниже с деревянными опорами защищают трубчатыми разрядниками грозозащиты сле­дующие элементы: отдельные столбы с ослабленной изоляцией (металлические, железобетонные и специ­альные опоры), места соединения воздушных линий с кабельными, разъединительные пункты, пересечения с другими и линиями связи, причем наи­меньший расстояния между проводами пересекаю­щихся линий должны быть не меньше указанных в ПУЭ.

Трубчатые разрядники грозозащиты или защитные промежутки не устанавливают на пересечениях ВЛ всех напряже­ний, выполненных на железобетонных или металли­ческих опорах.

При пересечении ВЛ линий связи и сигнализации разрядники грозозащиты и защитные промежутки не применяют, если расстояние между пересекающимися проводами составляет не менее 4 м для ВЛ 20 кВ и ниже и 5 м для ВЛ 35 кВ.

Грозозащита Воздушные линии напряжением 380/220 В. Грозозащитное Заземления

Основ­ная задача грозозащиты сельских линий напряжени­ем 380/220 В — предотвращение опасности пораже­ния людей и животных волной перенапряжения, воз­никшей при атмосферном разряде и заносимой в дома, производственные помещения и т.п. по воздуш­ной линии.

Для снижения потенциала волны перенапряжения, распространяющейся по ВЛ 380/220 В, заземляют крюки и штыри фазных проводов и арматуру желе­зобетонных опор. Грозозащитное Заземления крюков или штырей, арматуры и нулевого провода делают совместными. Расстояния между заземляющими устройствами крю­ков и штырей неэкранированных линий должны быть не более 200 м в районах с числом грозовых часов в году от 10 до 40 и не более 100 м в районах с чис­лом грозовых часов в году более 40. Грозозащитное Заземление крю­ков и штырей должно быть выполнено на опорах с ответвлениями к вводам в помещения, где возмож­ны большие скопления людей (школы, больницы, клубы, детские сады, ясли и т. п.) или представляю­щие большую хозяйственную ценность (животновод­ческие помещения, мастерские, склады и т. п.). а так­же на конечных опорах линий, имеющих ответвления к вводам. При этом наибольшее расстояние от сосед­него грозозащитного заземления не должно превышать 100 м для районов с числом грозовых часов в году от 10 до 40 и 50 м для районов с числом грозовых часов в году более 40. На указанных выше опорах с ответ­влениями к вводам рекомендуют устанавливать вен­тильные разрядники грозозащиты.

При совместном выполнении грозозащитного за­земления и заземления нулевого провода сопротив­ление заземления определяют по нормам для заземле­ния нулевого провода. Диаметр заземляющего спуска на опоре должен быть не менее 6 мм.

Техника безопасности при сооружении объектов для электроснабжения

При сооружении ВЛ электропередач руководствуются следующими нормами.

При расчистке трассы для ВЛ нельзя допускать к рубке, валке и переноске леса лиц моложе 18 лет. Запрещается валить деревья с наступление сумерек, при тумане или ветре в 6 баллов и выше.

При забивке копром приставок или свай вблизи не должно быть посторонних лиц. Рабочим нельзя находится в котловане при ее установке или замене приставок, около вращающегося бура при высверливании ям, ближе 3 м от винтопогружателя приставок.

При раскатке проводов поперек дорог необходимо до их поднятия на достаточную высоту выставить на дороге рабочих с флажками на расстоянии 100 м в обе стороны для предупреждения проезжающих об опасности.

При монтаже перехода сооружаемой ВЛ через действующую линию напряжением до 1000В последнюю необходимо отключить и заземлить.

При монтаже проводов через железные дороги или судоходные реки должен присутствовать представитель железнодорожников или водников, уполномоченный приостанавливать движение поездов или судов и обязанный предупреждать об их приближении.

Инструкция по монтажу грозозащитного троса


Инструкция по монтажу и вводу в эксплуатацию коррозионностойкого грозозащитного троса марки ГТК производства ООО «Инкаб».

Эскиз грозотроса ГТК20:

Эскиз грозотроса

ГТК20 содержит центральный силовой элемент из стальной проволоки плакированной алюминием марки 20SA. Вокруг центрального элемента скручен один или несколько повивов, состоящих из стальной проволоки плакированной алюминием, марки 20SA.

Пример кодового обозначения: ГТК20 – 0/90 – 12,1 мм – 53 кА 2 ∙с – 111 кН

  • ГТК20 – грозозащитный трос коррозионностойкий с применением плакированной проволоки 20SA;
  • 0 – площадь сечения проволок из алюминиевого сплава, мм2;
  • 90 – площадь сечения стальных проволок, плакированных алюминием, мм2;
  • 12,1 – номинальный наружный диаметр ГТК, мм;
  • 53 – термическая стойкость к току КЗ, кА 2 ∙с;
  • 111 – механическая прочность на разрыв, кН.

1. Общие положения

1.1 Данная инструкция предназначена для обеспечения качественного выполнения процессов монтажа и ввода в эксплуатацию, а также самой эксплуатации грозозащитного троса типа ГТК производства ООО «Инкаб» (далее ГТК).

1.2 Целью данной инструкции является обеспечение условий в процессе монтажа, ввода в эксплуатации и эксплуатации для бесперебойной работы ГТК в течение всего срока службы.

1.3 Инструкция обязательна для исполнения всеми организациями, осуществляющими монтаж и эксплуатацию ГТК.

1.4 Организации, осуществляющие монтаж и эксплуатацию ГТК, должны иметь соответствующую лицензию.

2. Основные нормативные документы

2.1 При осуществлении монтажа, ввода в эксплуатацию и эксплуатации ГТК, организации должны руководствоваться следующими общими нормативными документами:

2.1.2 ПУЭ (Правила устройства электроустановок). В 7‐ой редакции.

2.1.3 ГОСТ 16504‐81 Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения

2.1.4 СТО 56947007‐29.060.50.015‐2008 Грозозащитные тросы для воздушных линий электропередачи 35–750 кВ. Технические требования.

2.1.5 Стандарт организации ОАО «ФСК ЕЭС» СТО 56947007‐33.180.10.173‐2014 Методические указания по расчету термического воздействия токов короткого замыкания и термической устойчивости грозозащитных тросов и оптических кабелей, встроенных в грозозащитный трос, подвешиваемых на воздушных линиях электропередачи.

3. Основные требования при транспортировке и хранении

3.1 При транспортировке барабаны не должны лежать на щеке и должны быть надежно закреплены. При креплении барабанов запрещается пробивать доски щек и обшивки барабана гвоздями и скобами.

3.2 ГТК должен транспортироваться только на барабане завода‐изготовителя.

3.3 При погрузке (разгрузке) барабанов необходимо пользоваться специальным оборудованием, исключающим удары и механическое повреждение барабанов. Запрещается скидывать барабаны с транспортного средства, скатывать с горок.

3.4 После транспортировки барабаны должны быть проверены на отсутствие повреждений и целостность защитных приспособлений.

3.5 При хранении барабаны должны быть защищены от механических воздействий, а также от солнечных лучей, атмосферных осадков и пыли.

3.6 При хранении барабаны не должны лежать на щеке.

3.7 При хранении не допускается установка барабанов друг на друга (рис. 1).


Рис. 1. Требования при транспортировке и хранении барабанов

3.8 Температура хранения: от минус 60 о С до 70 о С.

3.9 Обшивка барабана снимается только после начала работ после установки барабана на козлы, с разрешения ответственного руководителя работ.

3.10 При сматывании ГТК с барабана обязательно должны использоваться козлы или другие раскаточные приспособления. Кабель с барабана должен сматываться с верхней его части (рис. 2).


Рис. 2. Схема сматывания ГТТ с барабана

4. Монтаж грозотроса ГТК

4.1 Необходимо предпринимать меры предосторожности во избежание повреждения ГТК при выполнении операций по его монтажу. Критически важным является соблюдение указанного минимального радиуса изгиба и максимальных усилий натяжения, установленные для конкретного ГТК. Необходимо предпринимать меры по исключению резких изгибов или превышения рекомендуемых растягивающих усилий. Нельзя допускать осевых кручений кабеля.

4. 2 Рекомендуемые диаметры и радиусы изгибов ГТК при монтаже:

4.2.1 В процессе монтажа не допускается изгибать ГТК на радиус изгиба меньше, чем 20 внешних диаметров ГТК.

4.2.2 Максимальное монтажное тяжение не должно превышать среднеэксплуатационную нагрузку более чем на 5%.

4.2.3 Минимальный диаметр тормозного барабана должен быть не менее 70 внешних диаметров ГТК.

4.2.4 Диаметр раскаточного ролика (по желобу) — не менее 40 внешних диаметров ГТК (при угле перегиба ГТК на ролике не более 30°).

4.2.5 Минимальный диаметр промежуточного раскаточного ролика должен быть не менее 350 мм.

4.2.6 Для углов поворота трассы до 60° минимальный диаметр раскаточного ролика 60 внешних диаметров ГТК.

4.3 Перед началом монтажных работ следует осмотреть маршрут прокладки ГТК, чтобы убедиться в отсутствии препятствий. Нельзя допускать волочения ГТК по земле или через препятствия.

4.4 Максимальное монтажное тяжение не должно превышать среднеэксплуатационную нагрузку более чем на 5%.

4.5 Арматура для монтажа ГТК

4.5.1 В качестве натяжных зажимов всех марок ГТК могут применяться спиральные зажимы, изготавливаемые в соответствии с техническими условиями на конкретную марку.

4.5.2 В качестве натяжных зажимов для ГТК, конструкция которых содержит только стальные плакированные алюминием проволоки, могут применяться зажимы типа НС, конкретная марка которых определяется в проекте.

4.5.3 В качестве поддерживающих зажимов всех марок ГТК могут применяться спиральные зажимы, изготавливаемые в соответствии с техническими условиями на конкретную марку.

4.5.4 В качестве виброгасителей могут применяться многочастотные гасители вибрации, изготавливаемые в соответствии с техническими условиями на конкретную марку.

4.5.5 Для соединения строительных длин ГТК в конструкции которых содержатся алюминиевые проволоки, могут применяться соединительные зажимы спирального типа, изготавливаемые в соответствии с техническими условиями на конкретную марку.

4.5.6 В качестве соединительных зажимов для ГТК, конструкция которых содержит только стальные плакированные алюминием проволоки, могут применяться зажимы типа СВС, конкретная марка которых определяется в проекте.

4.5.7 Рекомендуется производить соединение строительных длин ГТК в конструкции которых содержатся алюминиевые проволоки, в шлейфах анкерных опор с применением зажимов типа ШС, изготавливаемые в соответствии с техническими условиями на конкретную марку.

4.5.8 В шлейфах анкерных опор также рекомендуется производить соединение концов всех типов ГТК внахлест на длине не более 1м в двух плашечных зажимах типа ПАМ, конкретная марка которых определяется в проекте. При размещении концов ГТК в зажиме ПАМ не допускается выход соединяемых концов ГТК за пределы зажима. Технологический запас ГТК (избыточная длина) должен быть обрезан так, чтобы концы ГТК не достигали края зажима на 5 мм.

4.6 Монтажное оборудование.

4.6.1 Лидер‐трос. В качестве лидер‐троса может использоваться подлежащий замене грозотрос или специальный малокрутящийся многожильный плетеный трос (желательно крестовой свивки). Длина лидер‐троса должна быть больше длины ГТК минимум на 6 высот опоры.

4.6.2 Монтажные ролики (рис. 3). Ролики, применяемые для раскатки ГТК, должны иметь полиуретановое или резиновое покрытие. Покрытие должно быть без выбоин или других повреждений, которые могут вызвать повреждения наружного повива кабеля.


Рис. 3. Монтажный ролик

Рекомендуемый диаметр раскаточного ролика на промежуточных и анкерно‐угловых опорах с углом поворота менее 5 градусов должен составлять 40 наружных диаметров кабеля.

Канавки ролика должны быть не менее чем на 40 мм глубже и на 40 мм шире диаметра кабеля. На крайних опорах, а также на анкерно‐угловых опорах с углом поворота более 5 градусов (но не более 60°), а также на высотных опорах, как правило, применяют прорезиненные ролики с диаметром по желобу не менее 60 диаметров кабеля. На угловых опорах с углом поворота более 60 градусов применяются ролики большего диаметра (1000 мм) или «тандемы» из двух и более роликов.

Недопустимо подвешивать два или более ролика независимо на одну опору. Система роликов должна объединяется общей рамой и должна крепиться к одной точке.

В качестве исключения, допускается применять ролики без покрытия, но в таком случае все соединения и противоскручивающие устройства должны свободно проходить по роликам.

Ролики с опор разрешается спускать только при помощи веревки или в корзине телевышки.

Периодически ролики необходимо смазывать.

4.6.3 Устройство предотвращения скручивания.

Поскольку в процессе монтажа не допускается осевое кручение кабеля, на нем вблизи узла стыковки с тяговым тросом устанавливаются специальные устройства — противовесы, предотвращающие его кручение. Эти устройства представляют собой массивные гибкие шланги (например, в виде кусков троса) длиной 2–3 м с грузом на конце, подвешиваемые вертикально к кабелю с помощью специального шарнирного зажима, позволяющего им поворачиваться и располагаться вдоль кабеля при прохождении через раскаточные ролики. При этом ширина желоба роликов должна быть достаточной для свободного прохождения ГТК с этим устройством.

При монтаже ГТК методом «под тяжением» в результате трения лидер‐троса о «щеки» роликов и иных механических воздействий в тросе возникает крутящий момент. Для компенсации крутящих усилий, передаваемых от тягового троса на ГТК, применяют устройство предотвращения скручивания в виде осевого шарнира — вертлюга. Он устанавливается между лидер‐тросом и ГТК.


4.7 Подготовка к протяжке, при использовании в качестве троса‐лидера старого грозозащитного троса.

4.7.1 Перекладка троса в монтажные ролики на промежуточных опорах.

Трос должен быть свободен от виброгасителей и другой арматуры, а также не иметь поврежденных проволок. В случае наличия поврежденных проволок, руководитель работ принимает решение о наложении бандажей. Перед прокладкой троса‐лидера в ролики необходимо убедиться в исправности роликов, а после перекладки убедиться, что ролик висит свободно, и не препятствует протяжке ГТК.

4.7.2 Перекладка грозозащитного троса на проходных анкерно‐угловых опорах.

На анкерно‐угловых опорах грозозащитный трос смежных пролетов соединяют и перекладывают в ролик.

  • Закрепляется монтажный трап одним концом за тросостойку, а другим — за грозозащитный трос так, чтобы он располагался параллельно грозотросу;
  • Устанавливается монтажный зажим (клиновой или болтовой) на грозозащитном тросе на таком расстоянии от натяжного зажима, чтобы освободившийся конец грозотроса был длиннее кабельного захвата (монтажного чулка);
  • При помощи ручной лебедки, один конец которой через строп соединен с тросостойкой, а другой с монтажным зажимом на грозозащитном тросе, освобождается от тяжения натяжное крепление грозозащитного троса;
  • Удаляется вся арматура, виброгасители;
  • На освобожденный конец грозозащитного троса устанавливается монтажный чулок (рис. 5):


Рис. 5. Монтажный чулок

  • Край чулка на кабеле фиксируется с помощью установки бандажей. Крайний проволочный бандаж и конец чулка покрывается двумя слоями изоляционной ленты с заходом на трос (рис. 6):


Рис.6. Схема установки монтажного чулка

  • Чулок укладывается в раскаточный ролик, подвешенный к тросостойке на строп или дополнительную консоль.
  • Данная операция проделывается с другой стороны опоры (рис. 7):


Рис. 7. Схема соединения грозозащитных тросов на анкерной опоре

  • Чулки соединяются между собой при помощи специальной соединительной скобы либо вставляется строп необходимой длины и необходимой прочности. Строп с чулком соединяется также соединительной скобой;
  • Обе лебедки поочередно освобождаются, при этом грозозащитный трос направляется в середину канавки ролика. При отпускании лебедок необходимо убедиться, что монтажные чулки затянулись и надежно держат грозозащитный трос, ролик свободно отклоняется от тросостойки. В некоторых случаях необходимо устанавливать подпорку, отклоняющую ролик от опоры или применять комбинацию роликов меньшего диаметра;
  • Монтажные зажимы снимаются, с опоры убирается все, что может препятствовать раскатке троса.

4.7.3 Защита от падения грозозащитного троса

Защита выполняется в тех местах, где монтируемый ГТК проходит над ВЛ, кабелями и линиями связи, железными и автомобильными дорогами, фарватерами и другими сооружениями или территориями, где из‐за возможного ослабления тяжения или падения ГТК может возникнуть опасная ситуация. Защита может быть выполнена из подходящих порталов, изготовленных из стальных труб, бревен, уголков, на которых натягивается сеть из капроновой веревки большего диаметра, и устанавливается в местах, где линия пересекает защищаемый объект. Такие защиты должны устанавливаться прочно, с оттяжками, чтобы выдержать горизонтальные усилия при раскатке.

Защита может быть выполнена в виде ролика‐ловушки, подвешенного на фазные провода под монтируемым тросом.

О работе по установке защит необходимо заблаговременно известить владельцев пересекаемых объектов.

Если защита не может быть установлена безопасно, то с владельцами объектов необходимо согласовать меры, обеспечивающие безопасное производство работ.

4.7.4 Работа с натяжной и тормозной машиной.

Натяжная машина должна иметь лебедку с плавно изменяющейся скоростью протяжки с устройством реверса, прибор изменения тягового усилия, ограничитель заданного максимального тяжения (рис. 8):


Рис. 8. Натяжная машина

Тормозная машина должна создавать плавно регулируемые усилия торможения и иметь прибор измерения натяжения ГТК.


Рис. 9. Тормозная машина

Заправка витков ГТК на тормозные барабаны тормозной машины должно производиться таким образом, чтобы внешний повив троса подкручивался, а не раскручивался.

Тормозная и натяжная машины устанавливаются на спланированных площадках на расстоянии от концевых опор не менее двух их высот.

Тормозная и натяжная машины должны быть на одной линии с осевой линией проводов. Максимально возможное отклонение не должно превышать угол в 30 градусов.

Расположение машин должно обеспечить отсутствие трения троса о реборды роликов, касания токоведущих частей ВЛ и элементов опоры.

На место установки тормозной машины доставляется барабан с тросом.

Выгружается с помощью крана и устанавливается на раскаточные козлы, оборудованные механическим тормозом.

После разрешения руководителя работ с барабана снимается обшивка. Обшивка с барабана снимается только после его установки на раскаточные козлы.

Тормозная машина устанавливается на 5‐6 м от барабана и надежно закрепляется.

Барабан на козлах устанавливается таким образом, чтобы грозотрос сходил с верха барабана. Щеки были параллельны раскатываемому ГТК, а ось вращения горизонтальна. Из 10 внутренней стороны щек барабана удаляют гвозди или другие предметы, способные повредить грозотрос.

Козлы с барабаном, тормозную машину необходимо заземлить. Также устанавливается скользящее заземление на ГТК вблизи машины.

Лидер‐трос закрепляется на приемном барабане, укладывается в канавки кабестанов лебедки, затем поднимается на опоры и прокладывается по монтажным роликам.

Трос‐лидер заправляется в барабаны тормозной машины и соединяется с монтажным чулком, установленным на начало ГТК. Далее грозотрос втягивается в канавки кабестанов.

4.8 Протяжка ГТК

Перед протяжкой необходимо установить устойчивую двустороннюю радиосвязь между всеми участниками работ.

Начало протяжки осуществляется только после команды руководителя работ.

При прерывании радиосвязи работы немедленно прекращаются.

Типичная схема раскатки ГТК показана на рис. 10:


Рис. 10 Схема раскатки ГТК

Тормозной машиной медленно начать отпускать ГТК, увеличивая его стрелу провеса. После этого натяжной машиной начать вытягивать трос‐лидер.

Начальная скорость протяжки 5 м/мин может быть увеличена после прохождения кабельного захвата первой опоры до 100 м/мин.

Тормозной машиной регулируется усилие торможения таким образом, чтобы обеспечить постоянное усилие и стрелу провеса. Стрела провеса при протяжке должна быть больше визируемой. Однако ГТК не должен провисать ниже нижних фазных проводов ВЛ, по которой ведется монтаж.

Не допускается волочение грозотроса по земле и трения его о пересекаемые инженерные сооружения.

Механический тормоз на козлах должен быть отрегулирован таким образом, чтобы при остановках раскатки барабан сразу останавливался, но в то же время не создавал значительного растягивающего усилия кабеля между тормозной машиной и барабаном.

Во избежание рывков в начальный момент протяжки, необходимо следить за отсутствием провеса ГТК между тормозной машиной и барабаном. На натяжной машине необходимо установить ограничитель на значение равное или меньшее среднеэксплуатационному тяжению, указанному в спецификации на ГТК.

Необходимо следить за прохождением вертлюга через ролики по всему участку протяжки, контролировать прохождение грозотроса по ролику.

Угол вертикального отклонения ролика должен соответствовать углу отклонения плоскости ГТК во избежание выхода кабеля или троса‐лидера из ролика.

При остановке протяжки сначала останавливается натяжная машина, затем тормозная, возобновление протяжки происходит в обратном порядке. Во время остановок тормозная машина не блокируется — только увеличивается тормозное усилие.Во время протяжки необходимо проверять целостность ГТК и его элементов.

4.9 Установка стрел провеса и закрепление ГТК.

Стрелы провеса ГТК должны устанавливаться в строгом соответствии с проектной документацией.

Вытягивать ГТК на проектную стрелу провеса необходимо медленно без рывков, не превышая среднеэксплуатационного тяжения более чем на 5%.

Если тормозная машина оборудована приводом, создающим достаточное усилие для регулировки стрел провеса ГТК, то установку натяжных креплений можно начинать с какой‐либо проходной анкерной опоры и затем продолжать в обе стороны от нее. В противном случае первое натяжное крепление устанавливается на опоре у тормозной машины, и стрелы провеса регулируются натяжной машиной.

Недопустимо производить регулировку стрел провеса ходовым усилием тракторов или автомобилей, или тракторными (автомобильными) лебедками.

Визировку стрелы провеса, по возможности, следует производить в самом длинном пролете анкерного участка.

Порядок установки стрел провеса:

Если опора проходная, сделать крепление с другой стороны по аналогичной процедуре, учитывая длину шлейфа, который должен провисать от точки крепления на 0,4–0,5 м. После закрепления ГТК в зажимах к опоре демонтировать ролик. Выполнить необходимые заземления шлейфов. Если для пролета требуются виброгасители, они должны быть установлены на ГТК немедленно после закрепления.

Операцию установки стрелы провеса и крепления ГТК следует завершить в течение того же дня. Если эта операция не может быть завершена в тот же день, ГТК должен быть привязан нейлоновым канатом для ограничения его движения на роликах.

Не допускается оставлять ГТК в раскаточных роликах более чем на 48 часов.

4.10 Перекладка ГТК на промежуточных опорах.

После установки натяжных креплений необходимо приступить к перекладке ГТК из роликов в поддерживающие крепления. На проходных анкерных опорах, без угла поворота трассы, также можно выполнить поддерживающее крепление ГТК.

Перед началом перекладки центр крепления поддерживающего зажима проецируется на кабель и делается отметку фломастером. ГТК освобождается из ролика при помощи специальной балки и ручной лебедки (рис. 11):


Рис. 11. Схема выкладки ГТК из монтажного ролика на промежуточной опоре

Необходимо учитывать следующее:

  • захваты должны быть выполнены в виде «лодочки»;
  • длина балки должна быть больше, чем длина спиралей оплетки поддерживающего крепления;
  • длина сцепки захвата с балкой должна быть меньше длины сцепной арматуры поддерживающего крепления;
  • если по проекту ГТК должен быть заземлен, корпус поддерживающего зажима (или ГТК вблизи зажима) соединяют заземляющим тросом с заземленным элементом опоры.

5. Ввод в эксплуатацию грозотроса ГТК

5.1 При готовности объекта к сдаче в эксплуатацию, заказчиком назначается рабочая комиссия.

5.2 При проверке качества выполненных работ по подвеске ГТК, рабочая комиссия проводит сплошной визуальный контроль подвешенного грозотроса, проверяет соответствие стрел провеса, качество крепления ГТК.

5.3 Эксплуатация грозотроса не принятого в эксплуатацию приемочной комиссией не допускается.

Преимущества использования грозозащитного троса на основе стальных проволок, плакированных алюминием


В России применяют два типа грозозащитных троса. Их отличает способ защиты стальных проволок от коррозии: оцинкование или плакирование алюминием.

В мировой практике широкое применение имеют грозозащитные тросы на основе плакирования алюминием: такой тип тросов применяется в энергосистемах США и Европы, а грозозащитный трос с встроенным оптическим кабелем (ОКГТ) производят только с использованием стальных проволок, плакированных алюминием. Общепринятое название такого типа троса: грозозащитный трос коррозионностойкий (ГТК).

Конструкция

Грозозащитный трос представляет собой скрученные между собой стальные проволоки. Сталь обладает отличными механическими характеристиками, которые обеспечивают требуемую стойкость к растягивающим усилиям, возникающим в пролетах линии. Однако для долговременной эксплуатации сталь необходимо защитить от коррозии.

Под коррозией понимают происходящее на поверхности электрохимическое или химическое разрушение стали. При коррозии металл окисляется с образованием ионов металла, которые при дальнейших превращениях дают различные продукты коррозии.

Одним из способов защиты стали от коррозии является покрытие стали цинком. Он распространен ввиду относительной простоты технологий. Цинк можно нанести «горячим» способом – путем окунания в расплавленный цинк. Недостатком такого метода является повышенный расход цинка. Более совершенным и распространенным способом считается электролитический. К преимуществам такого способа относится высокая производительность. А недостатком являются низкие адгезионные свойства, что в итоге приводит к низкой коррозионной стойкости [1].

Рассмотрим типовую конструкцию грозозащитного троса ГТК на основе стальных проволок, плакированных алюминием (рис.1.). ГТК содержит центральный силовой элемент из стальной проволоки, плакированной алюминием. Вокруг центрального силового элемента скручен один или несколько повивов, состоящих из стальной проволоки плакированной алюминием.


Рис. 1. Типовая конструкция грозозащитного троса (ГТК) на основе стальных проволок, плакированных алюминием

Типичная возможная маркировка:

ГТК20-0/90-12,1мм-53кА 2 с-111кН

ГТК20 – грозозащитный трос сделан из стальной проволоки, плакированной алюминием марки 20SA (20% в сечении проволоки занимает алюминий);

0 – площадь сечения проволок из алюминиевого сплава. В данном примере проволоки из алюминиевого сплава отсутствуют, однако могут быть добавлены при наличии требований по обеспечению повышенной термической стойкости;

90 – площадь сечения стальных проволок, плакированных алюминием;

12,1 мм – номинальный наружный диаметр ГТК;

53 кА 2 с – термическая стойкость к токам короткого замыкания;

111 кН – механическая прочность на разрыв.

Номенклатурный ряд

Типичный для России номенклатурный ряд ГТК включает в себя диаметры: 9,1 мм, 11,1 мм, 12,1 мм, 13,2 мм.

В отдельных случаях на подходах к подстанциям термическое воздействие токов короткого замыкания может достигать 400-500 кА 2 с, что делает невозможным применение стандартного номенклатурного ряда и конструкций на основе оцинковки.

Также наиболее острым и актуальным вопросом является применение конструкций ГТК, соответствующим заданным длинам пролетов и климатическим условиям. Недопустимой видится ситуация, когда для сложных больших переходов или для районов с большим гололедообразованием, проектом предусматриваются типичные и унифицированные грозотросы, как правило, диаметром 9,1 мм или 11,1 мм. Все это приводит к снижению отказоустойчивости системы, увеличению числа аварийных ситуаций и в, конечном счете, значительно большим экономическим потерям, чем полученная экономия на унификации и применении более дешевых продуктов на этапе строительства.

1) рост требований к обеспечению надежности и отказоустойчивости энергетических систем;

2) возрастание передаваемой мощности на линиях электропередач;

3) возрастание требований к термической стойкости грозотросов.

Например, в габаритах с диаметром 13 мм возможно изготовление ГТК как с термической стойкостью до 90 кА 2 с (за счет применения проволок из алюминиевого сплава), так и с механической прочностью до 130 кН (только стальные проволоки, плакированные алюминием) – в зависимости от условий конкретного проекта. Соответственно диаметр троса может быть в любых пределах от 8 до 20 мм и выше (на сложных переходах).

Характеристики грозозащитных тросов

Плакирование алюминием, кг

Механические характеристики

К механическим характеристикам обычно относят:

Здесь, на первый взгляд, очевидное преимущество оцинкованных грозозащитных тросов (таблицы 2 и 3).

Плакирование алюминием, кН

Оцинковка, кН/мм 2

Плакирование алюминием, кН/мм 2

Стоит отметить, что механическая прочность на разрыв для оцинкованных грозотросов представлена из расчета суммы разрывного усилия отдельных проволок, что несколько завышает фактические показатели стойкости самого троса, в то время как значения механической прочности грозотроса, плакированного алюминием приведены к тросу в целом.

Рассмотрим фактически возникающие нагрузки и стрелы провеса при эксплуатации обоих типов грозотросов (таблица 4). Детальный анализ таблицы, показывает неоспоримое преимущество грозотросов на основе плакирования алюминием в процессе эксплуатации:

Длина пролета, м

Начальная стрела провеса, м

Начальная стрела в % от пролета

Начальная нагрузка, Н

MAX стрела провеса ветер и гололед, м

При равной начальной (монтажной) нагрузке

Электрические характеристики:

Очевидно, что применение плакированного алюминия значительно снижает сопротивление постоянному току перед оцинкованной сталью (см. таблицу 5)

Плакирование алюминием, Ом/км

Короткое замыкание – по тем или иным причинам, довольно частое явление на высоковольтных линиях. Ток при коротком замыкании распространяется в том числе по грозозащитному тросу, вызывая его значительный нагрев. Поэтому, чем лучше электрическая проводимость самого грозозащитного троса, в том числе за счет наличия в сечении алюминия, тем лучшую термическую стойкость он имеет.

Согласно [2] на подходах к большим городам и вблизи генерирующих центров значения термического воздействия токов КЗ составляют до 400 кА 2 ·с до, что значительно превышает стойкость традиционных оцинкованных тросов. Несоответствие термической стойкости оцинкованных тросов термическому воздействию токов КЗ на ВЛ приводит как минимум к нагреву стальных канатов выше допустимой для них температуры, что вызывает отслоение цинкового покрытия и, как следствие, ускоренную коррозию стальной проволоки.

Сравнение термической стойкости к токам короткого замыкания представлено в таблице 6.

Таблица 6. Термическая стойкость к токам короткого замыкания, кА 2 ·с

Оцинковка, кА 2 ·с

Плакирование алюминием, кА 2 ·с

При этом конструкции ГТК на основе плакирования могут содержать разное количество алюминия, включая присутствие проволок из алюминиевого сплава в повиве. Это позволяет изготавливать кабель с повышенной термической стойкостью, включая 400 кА 2 ·с.

Согласно требованиям СТО 56947007-29.060.50.015-2008, при протекании токов короткого замыкания оцинкованные тросы не должны нагреваться свыше 350°С, а тросы, плакированные алюминием, не более 300°С. Однако заявленная термическая стойкость отдельных марок оцинкованных тросов согласно расчетам, приводит к нагреву до 600°С, что недопустимо.

Реальные сравнительные испытания на стойкость к токам короткого замыкания, проведенные в НТЦ «ФСК ЕЭС» [3] показали соответствие практических результатов теоретическим данным. Оцинкованный трос при воздействии заявленного максимального тока короткого замыкания разогрелся до 580°С. Следствием такого нагрева стало моментальное воспламенение смазки на поверхности троса. При температурах выше 450°С цинк на поверхности стали становится рыхлым и легко спадает, что приводит к вопросу о надежности троса при дальнейшей эксплуатации. При протекании тока короткого замыкания в тросе, плакированном алюминием, его нагрев составил менее 230°С, что меньше нормативных максимальных значений и полностью безопасно для алюминиевого слоя.

Стойкость к грозовому разряду

Основное предназначение грозозащитного троса исходит из его названия. Трос подвешивается выше фазных проводов и принимает на себя удар молнии, обеспечивая их защиту.

Согласно СТО 56947007-29.060.50.015-2008 (с изм. от 30.10.2014) грозозащитный трос должен быть стоек к воздействию импульса тока молнии с постоянной составляющей переносящей заряд, величина которого определяется в кулонах для каждого класса молниестойкости ГТ.

При этом заявленная стойкость оцинкованных тросов составляет не менее 100 Кл, в то время как стойкость тросов с плакированием алюминием гораздо ниже и составляет не менее 50 Кл. Очевидно, что уплотнение проволок и отсутствие алюминиевой составляющей в оцинкованных тросах существенно улучшает сопротивляемость ударам молнии.

Стоит отметить, что методика испытаний, с помощью которой определяется стойкость к грозовому разряду, содержит ряд нюансов, повышающих воздействие экспериментального импульса тока молнии в сравнении с реальными ударами молнии в процессе эксплуатации:

  • Отрицательная полярность на электроде приводит к возникновению электрической дуги в виде конуса, основанием которого является электрод. Это приводит к тому, что наибольшая концентрация дуги приходится на очень маленькую площадь троса, перенося весь заряд в одну точку. Реальное воздействие разряда молнии происходит по иному механизму: дуга «пляшет» по поверхности троса, в том числе по вдоль длины, распределяя энергию переносимого заряда по значительной площади троса и снижая ударное и термическое воздействие.

2) Современные испытательные установки, доступные для промышленного применения на территории России не обеспечивают требуемого фронта импульса тока молнии и вида электрода в соответствии с международной методикой [4]. Поэтому данные испытания не могут достоверно указать на фактическую стойкость троса к грозовому разряду.

Компания ALCOA является общепризнанным мировым лидером в производстве грозозащитных тросов, в том числе с встроенным оптическим кабелем. Исследования компании ALCOA [5] показывают, что вероятность превышения амплитуды заряда молнии 50 Кл составляет всего 4,5%. А подавляющая часть ударов молнии имеет заряд значительно ниже 50 Кл и не причиняет повреждений грозозащитному тросу. Согласно другим исследованиям компании ALCOA [6], вероятность попадания молнии в трос, а не в опору составляет от 0,4 до 0,6 % в зависимости от типа опор и длины пролета. Общая зависимость такая: чем выше опоры или чем меньше пролеты, тем меньше вероятность попадания молнии в трос. Таким образом, фактическая частота попадания молнии в трос примерно в два раза ниже общего количества ударов молнии в элементы ВЛ.

При этом ALCOA определяет, что надежность грозозащитного троса определяется как не более одного повреждения на 100 миль в год при наихудших условиях (ток 200 А в течении 0,5 с), вероятность наступления которых составляет не более 1%. Проведенные многочисленные испытания показали соответствие грозозащитных тросов на основе плакирования алюминием заданным параметрам надежности.

Грозозащитные тросы на основе плакирования алюминием эксплуатируются во всем мире, причем в регионах с значительно большей, чем в России активностью молний, таких как США и Бразилия, показывая отличную надежность в реальных условиях эксплуатации.

Коррозионная стойкость




Рис. 4. Внешний повив троса из оцинкованных проволок

Далее была определена поверхностная плотность цинка на внешнем повиве. При нормативном значении согласно ГОСТ 7372-79 в 205 г/м2, фактическая плотность цинка после испытания составила всего 131 г/м2, что на 36% меньше нормативных значений, в результате чего сделан вывод о несоответствии требованиям ГОСТ. Несмотря на постоянное улучшение технологии нанесения цинка на стальные проволоки, следует признать, что конструкции данного типа не обеспечивают требуемую коррозионную стойкость в течении всего срока эксплуатации.

Соответствие стандартам ПАО «Россети»

Грозозащиные тросы, плакированные алюминием, полностью соответствуют данному стандарту.

Согласно п. 5.1.9 грозозащитный трос по степени крутимости должен быть мало крутящимся. Благодаря подбору направлений свивки отдельных слоев проволок в мало крутящихся канатах, устраняется вращение каната вокруг своей оси при свободном подвешивании груза. Обязательным условием изготовления мало крутящихся канатов является расположение проволок в двух или трех концентрических слоях с противоположным направлением свивки каждого концентрического ряда проволок. В этом случае моменты вращения всех прядей каната уравновешиваются, что предотвращает общее вращение каната вокруг своей оси.

Грозозащитные тросы на основе плакирования алюминием выполняются с чередованием направлений повива скрутки. В то же время в оцинкованных грозозащитных тросах все повивы проволок выполнены в одну сторону, что не позволяет считать его мало крутящимся.

Соответствие грозозащитных тросов на основе плакирования алюминием требованиям СТО подтверждено пройденными испытаниями, включая проверку на:

Резюме

На основе проведенного анализа можно сделать следующие выводы:

Библиография:

Автор: Дмитрий Гиберт, генеральный директор ООО «Инкаб.Про»

Способ заземления грозозащитного троса

Более 1000 до 5000

Допускается превышение сопротивлений заземления части опор по сравнению с нормируемыми значениями, если имеются опоры с пониженными значениями сопротивлений заземления, а ожидаемое число грозовых отключений не превышает значений, получаемых при выполнении требований табл. 2.5.19 для всех опор ВЛ.
Для опор горных ВЛ, расположенных на высотах более 700 м над уровнем моря, указанные в табл. 2.5.19 значения сопротивлений заземления могут быть увеличены в 2 раза. Сопротивления заземляющих устройств опор, указанных в п. 2 для ВЛ 3-20 кВ, проходящих в населенной местности, а также всех ВЛ 35 кВ должны быть не более приведенных в табл. 2.5.19: для ВЛ 3-20 кВ в ненаселенной местности в грунтах с удельным сопротивлением r до 100 Ом·м - не более 30 Ом, а в грунтах с r выше 100 Ом·м - не более 0,3 r Ом.
Сопротивления заземляющих устройств опор ВЛ 110 кВ и выше, указанных в п. 3, должны быть не более приведенных в табл. 2.5.19, а для ВЛ 3-35 кВ не должны превышать 30 Ом.
Сопротивления заземляющих устройств опор, указанных в п. 4, определяются при проектировании ВЛ.
Для ВЛ, защищенных тросами, сопротивления заземляющих устройств, выполненных по условиям молниезащиты, должны обеспечиваться при отсоединенном тросе, а по остальным условиям - при неотсоединенном тросе.
Сопротивления заземляющих устройств опор ВЛ должны обеспечиваться и измеряться при токах промышленной частоты в период их наибольших значений в летнее время. Допускается производить измерение в другие периоды с корректировкой результатов путем введения сезонного коэффициента, однако не следует производить измерение в период, когда на значение сопротивления заземляющих устройств оказывает существенное влияние промерзание грунта.
Место присоединения заземляющего устройства к железобетонной опоре должно быть доступно для выполнения измерений.

2.5.130. Железобетонные фундаменты опор ВЛ 110 кВ и выше могут быть использованы в качестве естественных заземлителей (исключение 2.5.131 и 2.5.253) при осуществлении металлической связи между анкерными болтами и арматурой фундамента и отсутствии гидроизоляции железобетона полимерными материалами.
Битумная обмазка на железобетонных опорах и фундаментах не влияет на их использование в качестве естественных заземлителей.

2.5.131. При прохождении ВЛ 110 кВ и выше в местности с глинистыми, суглинистыми, супесчаными и тому подобными грунтами с удельным сопротивлением r £ 1000 Ом·м следует использовать арматуру железобетонных фундаментов, опор и пасынков в качестве естественных заземлителей без дополнительной укладки или в сочетании с укладкой искусственных заземлителей. В грунтах с более высоким удельным сопротивлением естественная проводимость железобетонных фундаментов не должна учитываться, а требуемое значение сопротивления заземляющего устройства должно обеспечиваться только применением искусственных заземлителей.
Требуемые сопротивления заземляющих устройств опор ВЛ 35 кВ должны обеспечиваться применением искусственных заземлителей, а естественная проводимость фундаментов, подземных частей опор и пасынков (приставок) при расчетах не должна учитываться.

2.5.132. Для заземления железобетонных опор в качестве заземляющих проводников следует использовать те элементы напряженной и ненапряженной продольной арматуры стоек, металлические элементы которых соединены между собой и могут быть присоединены к заземлителю.
В качестве заземляющего проводника вне стойки или внутри может быть проложен при необходимости специальный проводник. Элементы арматуры, используемые для заземления, должны удовлетворять термической стойкости при протекании токов КЗ. За время КЗ стержни должны нагреваться не более чем на 60 °С.
Оттяжки железобетонных опор должны использоваться в качестве заземляющих проводников дополнительно к арматуре.
Тросы, заземляемые согласно 2.5.122, и детали крепления гирлянд изоляторов к траверсе железобетонных опор должны быть металлически соединены с заземляющим спуском или заземленной арматурой.

2.5.133. Сечение каждого из заземляющих спусков на опоре ВЛ должно быть не менее 35 мм 2 , а для однопроволочных спусков диаметр должен быть не менее 10 мм (сечение 78,5 мм 2 ). Количество спусков должно быть не менее двух.
Для районов со среднегодовой относительной влажностью воздуха 60 % и более, а также при средне- и сильноагрессивных степенях воздействия среды заземляющие спуски у места их входа в грунт должны быть защищены от коррозии в соответствии с требованиями строительных норм и правил.
В случае опасности коррозии заземлителей следует увеличивать их сечение или применять оцинкованные заземлители.
На ВЛ с деревянными опорами рекомендуется болтовое соединение заземляющих спусков; на металлических и железобетонных опорах соединение заземляющих спусков может быть выполнено как болтовым, так и сварным.

2.5.134. Заземлители опор ВЛ, как правило, должны находиться на глубине не менее 0,5 м, а в пахотной земле - 1 м. В случае установки опор в скальных грунтах допускается прокладка лучевых заземлителей непосредственно под разборным слоем над скальными породами при толщине слоя не менее 0,1 м. При меньшей толщине этого слоя или его отсутствии рекомендуется прокладка заземлителей по поверхности скалы с заливкой их цементным раствором.

Читайте также: