Каждое контактное соединение на линии электропередачи должно удовлетворять обязательно двум требованиям: 1) быть механически прочным и 2) иметь хорошие электрические характеристики.
Механическая прочность контактного соединения определяется его прочностью на разрыв и устойчивостью ко всяким колебаниям, имеющим место на линиях электропередачи в условиях эксплуатации. Согласно ПУЭ механическая прочность соединения в пролете линии электропередачи должна быть не менее 90% механической прочности провода, на котором данное соединение смонтировано. После монтажа или в процессе монтажа контактные зажимы и соединения не подвергаются, как правило, никаким механическим испытаниям. Но когда по каким-либо причинам возникает сомнение в достаточности механической прочности данного контактного соединения, производится контрольное испытание монтируемого вида соединения. Для этого зажим монтируется на проводе согласно принятым правилам с обязательным соблюдением всей монтажной технологии и подвергается испытанию на разрыв. В условиях строительства испытания проводятся с помощью динамометра. Последовательно с зажимом и устройством, при помощи которого на зажим передается механическая нагрузка, включается динамометр на растяжение класса точности не менее 2. Предел измерения динамометра должен быть выбран таким, чтобы показания на нем снимались в середине или в конце шкалы, но ни в коем случае не в начале шкалы со избежание больших погрешностей. Обычно испытывается не менее трех контактных соединении и за истинную величину механической прочности принимается величина, равная среднему арифметическому из трех показаний.
Рис. 29. Схема испытания соединения проводов на механическую прочность. 1 — провод; 2— соединители; 3— динамометр.
Схема испытания на механическую прочность приведена на рис. 29.
Соединение считается выдержавшим механические испытания, если величина разрывного усилия составляет не менее 90% расчетной механической прочности провода, на котором оно смонтировано.
Электрические характеристики контактного соединения определяются величиной его переходного сопротивления, а его надежность — стабильностью электрического сопротивления во времени. Поскольку величина переходного сопротивления обеспечивается качеством монтажа, каждое контактное соединение после монтажа подвергается электрическому испытанию, заключающемуся в измерении его переходного сопротивления или величины так называемого коэффициента дефектности. Измерение переходного сопротивления, величина которого зависит от материала контакта, удельного давления между соприкасающимися поверхностями и качества обработки контактной поверхности, производится при помощи специальных приборов — милливольтметров или микроомметров. При помощи микроомметра измеряется непосредственно величина переходного сопротивления в микроомах, а при помощи милливольтметра измеряется величина падения напряжения в милливольтах при прохождении через контактное соединение нагрузочного тока. Зная величину проходящего через контакт тока и величину падения напряжения на нем от переходного сопротивления по формуле, находим
где ЛUK — падение напряжения на контакте, м]в\ I — ток, протекающий через контакт, при котором производилось измерение падения напряжения, а; Як — электрическое сопротивление контакта, мом.
Рис. 30. Измерения переходного сопротивления контактов.
а — с помощью милливольтметра и амперметра; б — определение коэффициента дефектности с помощью измерительных штанг.
Для измерения сопротивления при помощи микроомметра сварное соединение включается последовательно в цепь с источником тока, при этом микроомметр присоединяется к клеммам +Т и —Т.
Падение напряжения снимается непосредственно с контролируемого сварного соединения (рис. 30) другой потенциальной парой проводников, присоединяемых
к клеммам +/7 и —П прибора. По величине отклонения стрелки на шкале прибора отсчитывают величину сопротивления сварного соединения в микроомах и сравнивают ее с величиной сопротивления равного по длине участка провода, на котором смонтировано сварное соединение. После измерения снимают сначала потенциальные проводники с контролируемого соединения, а уже затем отключают источник тока, питающий схему измерения.
Измерение сопротивления контакта может быть произведено при помощи амперметра или вольтметра класса 0,5, т. е; прибором, обеспечивающим точность измерения с погрешностью не более 0,5%. Тогда электрическое сопротивление контакта будет определяться как отношение показания вольтметра в вольтах к показанию амперметра в амперах, при этом величина сопротивления получится в омах. Чтобы ее перевести в микроомы, надо умножить полученный результат на 10~6. Часто производится оценка качества контактного соединения не по величине электрического сопротивления, а по так называемому коэффициенту дефектности.
Коэффициент дефектности определяется как отношение электрического сопротивления контактного соединения к электрическому сопротивлению участка провода, на котором смонтировано это соединение, равной длины. Но так как величины электрических сопротивлений пропорциональны величинам падения напряжения на контакте и на проводе равной длины, то коэффициент дефектности определяется как отношение величин падения напряжения на контактном соединении и на проводе:
где AUK—падение напряжения на контактном соединении; Af/n — падение напряжения на участке провода равной длины; кдеф — определяемая величина коэффициента дефектности в относительных единицах.
Определение коэффициента дефектности проще, чем измерение электрического сопротивления каждого контакта, так как не требует измерительных приборов высокого класса точности, отдельного источника электроэнергии для подсоединения прибора. Определение коэффициента дефектности возможно только при наличии токовой нагрузки на линии электропередачи и поэтому производится или после включения линии электропередачи под нагрузку, или при пропускании по отдельным участкам линии тока от специального нагрузочного устройства. Поскольку падение напряжения зависит от нагрева контактного соединения, для исключения влияния контакта на проводе (в случае, если контакт некачественный) измерение падения напряжения на проводе производится на расстоянии не менее чем 1 м от контакта.
Рис. 31. Штанга с измерительным прибором для контроля контактных соединений.
Определение коэффициента дефектности выполняется при помощи измерительных штанг для контроля контактов. Измерительная штанга для контроля контактов представляет собой комплект изолирующей части с измерительными приспособлениями и прибором (рис. 31).
Изолирующая часть состоит из пяти бакелитовых трубок длиной по 1 м каждая, которые собираются на резьбе в количестве, зависящем от напряжения и размеров (по высоте) линии электропередачи, на которой контролируются контактные соединения. Для линии электропередачи напряжением до 110 кВ включительно штанга собирается из двух звеньев и захвата, а для работы на линиях 220 кВ—из трех звеньев и захвата. Там, где это необходимо, изолирующая часть штанги собирается из большого числа трубок (звеньев). Для контактов на линиях электропередачи 330 и 500 кВ измерительная штанга собирается не менее чем из четырех изолирующих звеньев и захвата, в случае контроля контактов непосредственно с земли изолирующая часть штанги удлиняется деревянными надставками, изготовленными из сухого дерева на месте. Эти надставки крепятся к втулке захвата, имеющей для этого нарезку. Во всех случаях нижнее звено штанги является захватом, выше ограничительного кольца которого при работе по контролю контактов на линиях электропередачи, находящихся под напряжением, держать штангу запрещается.
К измерительным приспособлениям относятся сменные головки для контроля контактов, которые имеются четырех габаритов: длиной 250, 350, 500 и 1 000 мм. Штанга для контроля контактов на линии электропередачи комплектуется обычно двумя головками длиной 250—350 и 500 мм. Головка длиной 1 м поставляется по особому заказу, так как предназначается для контроля длинных соединителей.
Для контроля ответвительных Т-образных соединений предусмотрена специальная головка.
Измерительный прибор, при помощи которого производится измерение падения напряжения, представляет собой чувствительный милливольтметр переменного тока с тремя пределами измерения. Так как контроль контактов при помощи штанги сводится к определению коэффициента дефектности, прибор отградуирован в относительных единицах, от 0 до 5 через единицу, но на каждом пределе измерения единица имеет свое значение, и при надобности показания прибора могут быть переведены в милливольты. По отклонению стрелки прибора, таким образом, можно произвести и оценку величины переходного сопротивления, зная величину тока, при котором производится контроль контактного соединения. Следует при этом помнить, что при помощи штанги можно только оценить величину электрического сопротивления контакта, но нельзя ее точно измерить, ибо штанга измеряет фактически полное сопротивление участка цепи, включающей контактное соединение, а не омическое сопротивление контакта. Поскольку же коэффициент дефектности представляет собою отношение величин, а не их абсолютные значения, такая методика оценки контактного соединения практически вполне допустима. Для определения коэффициента дефектности контролируемого контактного соединения штанга накладывается на провод таким образом, чтобы контактное соединение находилось между щупами головки, и при этом снимаются показания прибора; далее штанга переносится для измерения участка провода на расстояние не менее чем 1 м от контактного соединения и снимается отсчет — показание прибора на проводе. Отношение показаний прибора на контактном соединении и на проводе составляет величину коэффициента дефектности данного контактного соединения.
Контакт считается доброкачественным, если коэффициент дефектности его не превышает 1,2. Это означает, что падение напряжения на контакте, измеренное штангой, может превышать величину падения напряжения на проводе равной длины не более чем на 20%. Если это отношение более 1,2 или если электрическое сопротивление контактного соединения больше сопротивления провода на равной длине более чем на 20%, то смонтированный зажим или контакт подлежит замене.
При контроле контактных соединений, имеющих несколько контактов, как, например, болтовые, петлевые, разъемные прессуемые зажимы, производится контроль каждого контактного соединения в отдельности и всего зажима в целом. Это необходимо для исключения каких- либо ошибок в монтаже, ибо может встретиться такой случай, когда в целом весь зажим оказывается доброкачественным, а его отдельный контакт, как правило болтовой, оказывается дефектным.
На рис. 32 показаны различные положения головки измерительной штанги при контроле обжимных, прессуемых и болтовых контактных соединений.
При отсутствии измерительных приборов и штанги контроль контактного соединения может быть произведен при помощи термоштанги, представляющей обычную изолирующую часть штанги с измерительным прибором на конце. Прибором в этом случае также является милливольтметр, отградуированный в градусах Цельсия и измеряющий электродвижущую силу, возникающую в термопарах прибора при наличии перегрева соединения. Истинная температура соединения определяется как сумма температур перегрева и окружающей среды. Таким образом, при помощи термоштанги может быть определена дефектность контактного соединения по величине перегрева, регламентируемой для каждого вида соединения. Для линейных неподвижных контактов допускается перегрев не более 105° С.
В процессе монтажа и после монтажа прессуемых соединительных зажимов проверяется положение стальной части зажима относительно алюминиевого корпуса; она всегда должна быть расположена на середине. Проверка осуществляется при помощи прибора ПКС (прибора контроля соединения) конструкции ОРГРЭС. Контроль положения стальной части необходим во избежание повреждения зажима в эксплуатации, так как при его смещении в одну из сторон алюминиевый провод оказывается недопрессованным с одной стороны, а это вызывает повреждение провода в зажиме из-за перегрева.
Рис. 32. Положение головки измерительной штанги при контроле.
а — болтового зажима: б — обжимного зажима; в — прессуемого разъемного зажима, г — разъемного натяжного зажима; д — сварного соединения.
