Ремонт ВЛ под напряжением - Изолирующие штанги

5.5. Изолирующие штанги
Штанги, применяемые при работах под напряжением по схеме провод-изоляция—человек-земля по назначению можно разделить на две группы. К первой относятся штанги - манипуляторы, которые применяются в качестве рабочего инструмента и представляют собой изолирующую штангу, снабженную на конце, как правило, съемной головкой — инструментом (крюком, торцевым ключом, захватом) или устройствами для смазки контактов, зеркалом и т. д. (рис. 5.12). В некоторых конструкциях для приведения в действие рабочего органа, укрепленного на конце штанги, вдоль штанги-манипулятора пропускается изолирующая тяга, с помощью которой, используя различного рода рычажные и пружинные системы, монтер выполняет рабочие операции по демонтажу вязок провода к изолятору, удалению зажимов, срезанию ветвей деревьев и многие другие (рис. 5.13). Штанги манипуляторы приводятся в действие вручную.
Вторая группа —это штанги для поддерживания провода; с помощью  специального захвата (зажима) верхняя часть штанги закрепляется на проводе (рис. 5.14), а с помощью шарнирных упоров (рис. 5.15) устанавливается на опоре и служит для отведения проводов от опоры и их удерживания на расстоянии, безопасном для проведения работ, выполняемых монтером, находящимся на опоре.

Рис 5.12 Сменные головки к штанге-манипулятору.
а - для удерживания изолятора в гирлянде от вращения; б - для удаления крепления провода к штыревому изолятору

В зависимости от назначения штанги подвергаются испытаниям на изгиб, растяжение, сжатие, кручение. В результате воздействия механической силы, составляющей 1,25 расчетного значения, на инструменте не должно возникать никаких дефектов; при силе, равной 2,5 расчетной, допускается появление только второстепенных дефектов. Возникновение критических или основных дефектов характеризует приложение разрушающих сил.

Рис. 5 13. Штанга для разрезания провода
В соответствии с классификацией ТК 78 МЭК при испытаниях приспособлений, устройств и защитных средств для работ под напряжением возможно возникновение дефектов, классифицируемых следующим образом:
критический дефект — приводящий к опасным или нежелательным последствиям в процессе применения приспособления или не позволяющий нормально выполнять основные функции изделия,
основной дефект — приводящий к отказу или значительному снижению использования изделий по назначению;
второстепенный дефект — такой дефект (или отклонение от требований стандартов, технических условий), который не влечет существенного снижения возможностей использования изделия по назначению.

Изолирующие трубки с пенным наполнением и изолирующие сплошные стержни.

В качестве изолирующей части штанг для работ под напряжением применяются изолирующие трубки с пенным наполнением и сплошные изолирующие стержни, которые используются совместно с различными съемными деталями, узлами и устройствами, в первую очередь в качестве специальных штанг для работ под напряжением в электрических сетях напряжением выше 1 кВ.

Рис. 5.14. Штанга для отведения провода от опоры

Рис 5 15. Упор с шарниром для крепления силовой (отводящей) штанги (США)
Изолирующие трубки, стержни и заполнители изготовляются из синтетических материалов Применяемые материалы обладают высокой механической прочностью, влагонепроницаемостью, устойчивы к атмосферным и химическим воздействиям, имеют высокие изоляционные свойства. Основные размеры трубок и стержней предусмотрены в стандартах МЭК. Стандартные значения внешних диаметров изолирующих трубок и стержней, мм, следующие: изолирующие стержни - 10, 15; изолирующие трубки - 32,39, 51,64,77.
При типовых испытаниях согласно Публикации МЭК № 855 производятся: внешний осмотр и проверка размеров трубок (стержней), испытание на плотность материала путем определения проникновения внутрь красящего вещества — фуксина, электрические испытания, механические испытания на изгиб, скручивание, смятие, старение.
При испытаниях трубок фуксином образцы погружают в ванну с 0,1%-ным раствором красителя в дистиллированной воде, которую помещают на 1 ч в камеру с давлением 6,5 кПа; после просушки образцов на срезах не должно быть выявлено проникновения красителя внутрь.
Электрические испытания проводятся до и после увлажнения, а также под искусственным дождем. До испытаний образцы очищают трифтортрихлорэтаном и высушивают на воздухе в течение 15 мин. Выдерживание во влажной среде производится в соответствии с Публикацией 212 МЭК "Стандартные условия для использования до и во время испытаний твердых электроизоляционных материалов". Собственно электрические испытания проводятся при температуре от +18 до +28 °С. Технические средства и методика проведения электрических испытаний должны соответствовать Публикации 60 МЭК "Техника испытаний высоким напряжением".
При испытаниях до увлажнения образцы выдерживаются в течение 24 ч в помещении для испытаний. На образцы длиной 300 мм подается испытательное напряжение переменного тока, равное 100 кВ. Такое же напряжение прикладывается к образцам при испытаниях после увлажнения — пребывания в камере при + 23 °С и относительной влажности 93% в течение 168 ч.
При электрических испытаниях до увлажнения ток /х по образцу не должен превышать следующих значений:

При испытаниях после увлажнения ток /2 по образцу не должен превышать приведенные значения более чем в 2 раза. При 1\ + 40 мА > > /2 > 11\ образцы считаются выдержавшими испытания при угле сдвига фаз между напряжением и током, не превышающем 50° для трубок и 40° — для стержней; в любом случае ток 1г не должен превышать I1 +40 мА. Электрические испытания при дожде проводятся в соответствии с Публикацией 60 МЭК, однако в отличие от требований Публикации дождь и подача напряжения должны начинаться одновременно.
Результаты электрических испытаний считаются успешными, если при их проведении не происходило пробоев и перекрытий, не возникла   дуга, на образцах отсутствуют трещины и эрозия поверхности, не произошло заметного (наощупь) нагрева.
При типовых механических испытаниях на изгиб определяются: сила Fcf, при которой не превышается предел упругости; значение прогиба / при последовательном увеличении силы от 1/3Fd до 2/3Fd и от 2/3Fd до Fa; остаточное отклонение после снятия силы Fd, которое не должно превышать 1 мм для стержней и 6% прогиба при воздействии силы Fd - для трубок. Трубка (стержень) испытывается в четырех положениях путем вращения относительно продольной оси каждый раз на 90°. Наконец, определяется разрушающая сила Fr. Образцы устанавливаются на роликовые опоры, сила прикладывается к середине образца. Контрольные значения параметров при испытаниях на изгиб приведены в табл. 5.5.
Испытание на скручивание производится на образцах длиной 1200 мм. На расстоянии 1000 мм от точки крепления прикладывается крутящий момент Са, при котором угловая деформация не должна превышать ad. Остаточная деформация после снижения вращающего момента до нуля не должна превышать 1% ad для стержней и 1° — для трубок. Контрольные значения параметров при испытаниях на скручивание приведены в табл. 5.6.
При испытаниях на механическое старение каждый образец подвергают воздействию изгибающей силы Fd, приложенной к середине образца. После каждой серии из 1000 изгибов образец поворачивают, на 90°, вращая вокруг продольной оси. После 4000 циклов трубки (стержни) не должны иметь видимых разрушений или деформаций.
Вые трубки и стержни перед использованием подвергаются внешнему осмотру и периодическим электрическим испытаниям воздействием переменного тока промышленной частоты напряжением 3,3 кВ/см в течение 1 мин. При выборочных испытаниях производится проверка размеров и механические испытания на изгиб.
Таблица 5.5. Контрольные значения параметров при механических испытаниях изолирующих трубок и стержней на прогиб

Таблица 5.6. Контрольные значения параметров при механических испытаниях изолирующих трубок и стержней на скручивание

Полые трубки из изоляционного материала изготовляются трех видов: армированные, изготовленные, как правило, из стекловолокна и рассчитанные на значительные механические нагрузки; облегченные, не способные воспринимать внешние механические нагрузки и рассчитанные на воздействие только собственного веса; стандартные, которые после механического воздействия приобретают первоначальную форму благодаря свойствам материала, из которого изготовлены. Трубки изготовляются с наружным диаметром 6, 10, 15, 19, 25, 32, 39, 51, 64, 77 и 100 мм.
Электрические испытания полых трубок практически не отличаются от испытаний трубок, наполненных полиуретаном. Значения токов, протекающих по образцам полых трубок при приложении напряжения из расчета 3,3 кВ/см (переменного тока), следующие:
при испытаниях до увлажнения 1У = 5 мкА для трубок диаметром 32 мм и менее; Д =0,16 х Д мкА - для трубок диаметром более 32 мм, где D - диаметр трубок;
при испытаниях после увлажнения 12 < 2/г, если 211 < J2 < < 1г +20 мкА, фазный угол между током и напряжением не должен превышать 40°.
Механические испытания проводятся аналогично испытаниям трубок с наполнителями. Контрольные значения сил, прикладываемых к образцам при испытаниях, допустимых прогибов и разрушающих сил приводятся в технических требованиях на изделия.
Балка для перемещения гирлянды изоляторов. При замене гирлянды изоляторов для перемещения ее к стойке опоры применяются специальные балки круглого или   прямоугольного сечения, подвешиваемые вдоль траверсы. Изолирующая подвеска после освобождения от веса проводов с помощью ваймы, соединенной с катящимися по балке роликами, перемещается из своего рабочего положения к стойке опоры. 

Рис. 5.16. Поворотная балка конструкции Союзтехэнерго:
а - общий вид; б - схема размещения балки на траверсе опоры; в - схема поворота балки
При длине траверсы больше 2,5-3 м сложно обеспечивать достаточную прочность балки и приемлемый ее прогиб. Для выполнения работ на опорах с большим вылетом траверсы Союзтехэнерго разработана поворотная балка (рис. 5.16). Направляющая из изолирующего материала снабжена узлами крепления, в верхней части которых смонтировано поворотное звено. Применение поворотной балки рассмотрено в гл. 3.

Рис. 5.17. Балка телескопическая конструкции Союзтехэнерго для замены изоляторов в поддерживающих подвесках
Крепления изолирующих тяг и захватов для провода. Изолирующие тяги (полимерные изоляторы) крепятся к траверсе опор при замене поддерживающих и натяжных гирлянд с помощью специальных балок или коромысел, воспринимающих вес (тяжение) проводов. Балка или коромысло закрепляется поперек оси траверсы, после чего к ней крепятся изолирующие тяги. Балки выполняются цельными (неразъемными) или чаще всего раздвижными, например телескопическими (рис. 5.17), с тем чтобы их можно было устанавливать на траверсы различной ширины.

Крепление изолирующих тяг или полимерных изоляторов к проводу фазы производится с помощью индивидуальных захватов, которыми заканчивается тяга или изолятор (рис. 5.18)- при работе с проводами расщепленной фазы применяются коромысла. Такое коромысло, применяемое при замене изоляторов поддерживающих гирлянд ВЛ 330 кВ, показано на рис. 5.19.

Рис. 5.18. Изолирующая тяга с индивидуальным узлом крепления к проводу

Рис 5.19 Коромысло для крепления проводов ВЛ 330 кВ при замене изоляторов в поддерживающей подвеске