Средства защиты работающих, применяемые в электроустановках - Штанги изолирующие оперативные и измерительные

Изолирующие штанги по назначению делятся на оперативные и измерительные. Оперативные штанги подразделяются на просто оперативные, универсальные и со съемными головками (рабочими частями).
Оперативные штанги, в том числе универсальные и со съемными головками, предназначаются для включения и отключения однополюсных разъединителей, для определения наличия напряжения (по искре или посредством навинченной на штангу рабочей части указателя напряжения), для замены предохранителей выше 1000В, для установки искрового промежутка, снятия и установки трубчатых разрядников, для очистки изоляции оборудования от пыли под напряжением и для других работ.
Измерительные штанги предназначаются для измерения распределения потенциала по гирлянде подвесных или по колонке штыревых изоляторов, контроля качества контактных соединений токоведущих частей посредством измерения падения напряжения или температуры контактов и т. п.
Изолирующая штанга независимо от ее назначения имеет три основные части: рабочую, изолирующую и рукоятку. Конструкция рабочей части определяется ее назначением. Рабочей частью измерительной штанги является измерительное устройство. Изолирующей частью штанги является участок от крайнего (в сторону изолирующей части) металлического элемента рабочей части до рукоятки. Изолирующая часть штанги выполняется из прочного, легкого и негигроскопичного или обработанного влагостойкими покрытиями изолирующего материала. Обычно для штанг используются бакелитовые или стеклоэпоксидные трубки, а также древеснослоистый пластик ДСПБЭ прямоугольного сечения.
Рукоятка может представлять одно целое со штангой или быть отдельным звеном. Рукоятка обычно изготовляется из того же материала, что и изолирующая часть. Изолирующая часть штанги со стороны рукоятки ограничивается кольцом или упором из изоляционного материала. Диаметр ограничительного кольца должен быть на 5—20 мм больше диаметра рукоятки. Упор не позволяет оператору касаться штанги за ее изолирующую часть и тем самым уменьшать ее длину, т.е. приближаться к ее рабочей части. Поэтому запрещается отмечать границу между изолирующей частью и рукояткой только пояском краски.
Размеры изолирующих штанг определяются напряжением электроустановки, для которой предназначена штанга, и не должны быть менее величин, указанных в табл. 8.
Таблица 8
Минимальные размеры изолирующих штанг (по ГОСТ 20494-75)

В штангах на напряжение до 15 кВ с фарфоровыми изоляторами и удлинителями из изоляционного материала в минимальную длину изолирующей части входят длина изолятора и часть удлинителя из изолятора до рукоятки. Размеры рабочей части штанги не нормируются, однако они не должны приводить к междуфазному замыканию и замыканию на заземленные части.
Общая длина изолирующих штанг определяется условиями работы и должна позволять свободно пользоваться ими с пола, с земли, а на воздушных линиях — и с опор.
В целях наибольших удобств при транспортировании штанги могут быть выполнены из нескольких звеньев (с длиной звена от 0,8 до 2,0 м), для соединения которых между собой допускается применение металлических деталей. Соединительные металлические части, общая длина которых не должна составлять более 5% общей длины изолирующей части, не исключаются при определении длины последней согласно табл. 8. Жесткость штанги регламентируется допуском по прогибу, который при горизонтальном положении штанги и удвоенной массе рабочей части (для штанг оперативных универсальных со съемной головкой, а также измерительных) или под действием собственного веса штанги (для штанг оперативных) не должен превосходить 10% длины изолирующей штанги. Масса штанги, если работы с ней выполняет один человек, должна быть такой, чтобы наибольшее усилие на одну руку (поддерживающую штангу у ограничительного кольца) не превышало для измерительных штанг 78 Н (8 кгс), а для остальных штанг 157 Н (16 кгс). При большем усилии необходимо участие второго лица и применение поддерживающего устройства.
Штанги оперативные имеют рабочую часть в виде наконечника с пальцем с утолщением на конце, чтобы не произошло соскальзывания при операциях с разъединителями (рис. 19), либо в виде специальной головки с захватом (для операций с трубчатыми разрядниками).
Троицким электромеханическим заводом выпускаются оперативные штанги типов ШО-10, ШО-35, которые предназначены для управления однополюсными разъединителями и использования в комплекте с указателем напряжения для проверки наличия или отсутствия напряжения на токоведущих частях. Рабочая часть этих штанг, изготовленная из алюминиевого сплава марки AЛ-2, имеет палец для операций с разъединителями и втулку с резьбой для крепления указателя напряжения типа УВН-10. Изолирующая часть и рукоятка изготовляются из древеснослоистого пластика марки ДСПБЭ. У штанг марок ШО-ЮТЧ, ШО-35ТЧ, выполненных в тропическом исполнении, изолирующая часть и рукоятка изготовляются из стеклотекстолита марки СТЭФ, а палец из нержавеющей стали. Выпускаемая этим же заводом штанга типа ШР-110 предназначена для регулирования искрового промежутка и снятия трубчатых разрядников в РУ и на BЛ 110 кВ. Рабочей частью штанги
является головка с захватами, зажимающими патрубок разрядника. Конструкция рабочей части позволяет производить и операции с предохранителями при любом угле наклона головки. Сжатие захватов головки осуществляется под действием конуса с резьбой. Размеры оперативных штанг, изготовляемых Троицким электромеханическим заводом, приведены в табл. 9.

Оперативные универсальные штанги имеют специальные головки, позволяющие выполнять несколько операций, т. е. они совмещают в себе функции штанг типов
Таблица 9
Размеры оперативных штанг типа ШО иШР

Примечания: I. Допустимое усилие при работе на растяжение на сжатие 294 Н (30 кгс).   
2. Штанги оперативные типа ШО изготовляются по ТУ   16-638.231-74, а » тропическом исполнении (типа ШОТ по ТУ 16-538.230-74.
ШО и ШР и изолирующих клещей для операций с предохранителями. Оперативные универсальные штанги типа ШОУ предназначены для управления разъединителями, использования в комплекте с указателем напряжения для проверки наличия или отсутствия напряжения на токоведущих частях, для замены трубчатых предохранителей, снятия набросов и других работ. Рабочей частью этих штанг является головка с раздвижными захватами (рис. 20).

Рис. 20. Рабочая и изолирующая части универсальной оперативной штанги типа ШОУ.
К одной из губок приварен палец для операций с разъединителями. Размеры штанг типа ШОУ приведены в табл. 10.
Измерительные штанги предназначаются для контроля подвесных и опорно-штыревых изоляторов линий
Таблица 10
Размеры оперативных универсальных штанг типа ШОУ

Примечание. Размеры штанг, изготовляемых Московским механическим заводом (ТУ 34-1635-75), указаны без скобок, а изготовляемых заводом РЭТО Мосэнерго (ТУ 34-3817-74) — в скобках.
электропередачи и электрических подстанций 35— 500 кВ, контроля состояния контактов проводов и шин, а также для измерения температуры токоведущих частей.

Штанги для контроля изоляторов.

По устройству рабочей части штанги для контроля изоляторов разделяют на две основные подгруппы — контрольные и измерительные. К первой подгруппе (контрольные штанги) относят устройства, при помощи которых можно лишь оценить напряжение на изоляторе, установив превышает или не превышает его напряжение заранее заданное значение.
Измерительными штангами можно непосредственно измерить падение напряжения на изоляторе или отдельном изолирующем элементе, когда вся изолирующая конструкция находится под рабочим напряжением электроустановки.
Основным элементом измерительной головки контрольной штанги является искровой промежуток, настраиваемый в лабораторных условиях перед измерениями на разряд при определенном напряжении, обычно наименьшем допустимом для изоляторов, которые предстоит контролировать. Посредством изолирующей штанги и специальных щупов искровой промежуток подключается параллельно контролируемому изолятору (элементу), находящемуся под рабочим напряжением, и по искровому эффекту устанавливают наличие или отсутствие на изоляторе требуемого напряжения. Обычно такие штанги изготовляются силами эксплуатирующих организаций. Они просты по конструкции и имеют сравнительно небольшую массу.
К недостаткам контрольных штанг нужно отнести невозможность измерения падения напряжения на изоляторе и большую погрешность при определении результатов контроля.
Более совершенными являются измерительные штанги, головки которых в последние годы значительно упрощены, облегчены и мало отличаются по массе от контрольных штанг.

Главным преимуществом измерительных штанг перед контрольными является возможность измерять падение напряжения на каждом изоляторе гирлянды или каждом элементе изолирующей опорной конструкции, находящемся под рабочим напряжением.

Рис. 21. Универсальная измерительная штанга с головкой для контроля изоляторов.
1 — рукоятка; 2—5 — изолирующие звенья; б — шкала; 7 — подвесной блок с капроновым фалом; 8 — заземляющий проводник со струбциной (только для ВЛ 500 кВ); 9 — коромысло; 10 — щупы; 11 — неподвижный электрод; 12— подвижный электрод.

Универсальные измерительные штанги типа ШИУ

Универсальные измерительные штанги типа ШИУ конструкции СКТБ ВКТ с переменным искровым промежутком. Измерительные штанги типа ШИУ отличаются от других наличием устройства для изменения расстояния между электродами искрового промежутка, при помощи которого и измеряется падение напряжения на контролируемом изоляторе.
Искровой промежуток измерительной головки такой штанги заранее отградуирован и снабжен шкалой в киловольтах. Поэтому, изменяя расстояние между электродами до момента пробоя искрового промежутка, можно определить для каждого контролируемого изолятора значение имеющегося на нем напряжения.
Изменение расстояния между электродами измерительной головки штанги осуществляется поворотом изолирующей части штанги и связанного с ней подвижного электрода относительно продольной оси.
Штангами типа ШИУ можно без снятия напряжения контролировать: подвесные изоляторы на ВЛ 35—500 кВ; опорно-штыревые изоляторы в РУ 35—220 кВ, стержневые опорные и подвесные изоляторы, состояние соединительных зажимов проводов и шин.
Этими штангами можно также снимать набросы, измерять габариты и т. п.
В комплект универсальной штанги входит изолирующая часть (собственно штанга), наборы измерительных головок и вспомогательных приспособлений. Общий вид штанги ШИУ в сборе с головкой показан на рис.21.
Различают две группы штанг: ШИУ-220 —для работы на ВЛ и в РУ 35—220 кВ (ТУ 34.28-3824-76), ШИУ-500 —для работы на ВЛ 330—500 кВ (ТУ 34.28-3833-76).
Штанга ШИУ-220 включает в себя изолирующую часть, выполненную из четырех легких бакелитовых звеньев длиной 1 м и рукоятки длиной 1 м с упорным кольцом. При необходимости штанга может быть удлинена надставками из дерева или другого материала, крепящимися к рукоятке, где для этого предусмотрена втулка с резьбой. Подобные надставки могут быть изготовлены на местах. В набор измерительных приборов этой штанги входят головка для измерения падения напряжения на изоляторах ВЛ и РУ 110—220 кВ, головка с конденсатором для измерения падения напряжения на изоляторах ВЛ и РУ до 35 кВ, головка для контроля соединительных зажимов с милливольтметром на 5— 25—125 мВ.
Головка для измерения падения напряжения на изоляторах BЛ и РУ 35 кВ отличается от аналогичной головки на 110—220 кВ наличием разделительной емкости, предотвращающей замыкание на землю фазы при шунтировании искровым промежутком измерительной головки неповрежденного элемента в двухэлементной конструкции, когда второй элемент поврежден. Конденсатор с емкостью около 25 пФ встроен в коромысло головки и рассчитан на испытательное напряжение 35 кВ. Шкала в этой головке градуируется до 20 кВ.
Головка для контроля контактов состоит из коромысла, на котором расположены специальные щупы, соединенные проводниками с милливольтметром на 5—25— 125 мВ, укрепленным на самой штанге. Контроль контактов осуществляется измерением падения напряжения на проверяемом контакте и сравнением полученного результата с падением напряжения на участке равной длины целого провода при одной и той же токовой нагрузке.
Штанга ШИУ-220 должна иметь для напряжений 35, 110 и 154 кВ не менее двух изолирующих звеньев и рукоятку, для 220 кВ — не менее трех изолирующих звеньев и рукоятку.
При необходимости (из условия габаритов или в целях удобства проведения измерений) штанга может быть собрана из большего количества звеньев, чем это указано выше. При использовании четырех и более изолирующих звеньев (не считая рукоятки) штангу при измерениях следует поддерживать входящим в комплект изолирующим капроновым канатиком. Для измерения напряжения головка накладывается на изолятор таким образом, чтобы неподвижный электрод находился со стороны токоведущей части, после чего производится поворот штанги относительно продольной оси по часовой стрелке. Напряжение фиксируется по шкале в момент пробоя искрового промежутка. Масса штанги с головкой около 4 кг.
Штанга ШИУ-500 отличается от штанги ШИУ-220 следующим:
1. Изолирующая часть комплектуется еще одним звеном длиной 1 м (всего пять изолирующих звеньев кроме рукоятки). Это изолирующее звено имеет упорное кольцо посередине и используется при контроле изоляторов натяжных гирлянд, а также при необходимости в качестве удлинителя штанги.
2. Рукоятка оснащается защитным заземлением, используемым при контроле изоляторов поддерживающих гирлянд (в штангах выпуска до 1976 г.).

Пределы измерения напряжения на шкале головки расширены до 30 кВ (вместо 25 кВ).
Для контроля натяжных сдвоенных и строенных гирлянд предназначена специальная скользящая головка (ползунок), изготовляемая по спецзаказу.
Штанга ШИУ-500 должна иметь:
для напряжения 330 кВ — не менее трех изолирующих звеньев и рукоятку;
для напряжения 400 и 500 кВ — не менее четырех изолирующих звеньев и рукоятку.
Манипуляция штангой с четырьмя изолирующими звеньями и более производится двумя операторами с обязательным использованием изолирующего канатика.
При измерении падения напряжения на изоляторах натяжных гирлянд BЛ 330—500 кВ изолирующая часть штанги комплектуется еще одним специальным изолирующим звеном, устанавливаемым вторым от головки, с ограничительным кольцом посередине, определяющим наименьшую допустимую длину изолирующей части при расположении головки непосредственно у траверсы. Вместо обычной головки используется скользящая головка-ползунок. Головка-ползунок (рис. 22) представляет собой легкую раму из изоляционного материала (например, стеклотекстолита) с закрепленной на ней измерительной головкой и щупами.
Конструкция рамы позволяет устанавливать и перемещать ползунок по изоляторам двух соседних гирлянд одной фазы.
Измерение напряжения на изоляторах производят, как обычно, поворотом изолирующей части штанги по часовой стрелке.
По мере передвижения ползунка по изоляторам и удаления его от траверсы изолирующая часть удлиняется новыми звеньями либо передвигается в руках, если она была полностью собрана предварительно. При достижении ползунком последних от траверсы изоляторов изолирующая часть штанги (кроме рукоятки) должна состоять не менее чем из четырех звеньев для BЛ 400 и 500 кВ (трех —для ВЛ 330 кВ).
Для измерения падения напряжения на изоляторах нижней гирлянды при треугольном расположении гирлянд одной фазы устанавливаются щупы большей длины. Штанги ШИУ хранятся и транспортируются в чехлах, а измерительные головки — в специальных чемоданах.

Штанги измерительные типа ШИ.

Троицким электромеханическим заводом разработаны и выпускаются универсальные измерительные штанги типов ШИ-35, ШИ-110 и ШИ-220 (ТУ 16-538.232-74), у которых в качестве измерительного прибора используется стрелочный микроамперметр с добавочным сопротивлением 150— 160 МОм.
Штангами кроме контроля подвесных и опорных изоляторов можно производить проверку контактов ВЛ и ОРУ и снятие набросов (рис. 23). Рабочая часть штанги представляет собой съемную головку с двумя парами сменных щупов и измерительным прибором ПШ-61 или
ПШ-67. Внутри бакелитовой трубки коромысла измерительной головки расположено добавочное сопротивление, включаемое при измерении напряжения на изоляторах последовательно с прибором — микроамперметром. Коромысло имеет шарнирное соединение с держателем прибора, позволяющее производить измерение при наклоне головки относительно оси штанги до 45°.

Рис. 23. Штанга измерительная типа ШИ.
а — штанга в сборе с головкой для контроля изоляторов; б — головка для контроля контактов; в — головка для снятия набросов; I — изолирующая часть штанги; 2 — измерительный прибор; 3—головка штанги для контроля изоляторов; 4 — щупы контактные.
В зависимости от объекта измерения (изолятора или контакта) специальные проводники от щупов присоединяются к тем или иным зажимам, расположенным на тыльной стороне прибора. При наложении щупов головки на контролируемый изолятор микроамперметр подключается к нему параллельно через добавочное сопротивление. Результат измерения считывается по показа- иию стрелки на шкале прибора, имеющей пять крупных делений по 5 кВ.
Для контроля контактов проводник от одного из щупов подсоединяется к соответствующему (в зависимости от предела измерения) зажиму на приборе, другой щуп присоединяется к общему зажиму прибора. Штангой производят два замера контролируемого контакта. При первом и втором замерах на проверяемое контактное соединение симметрично накладывают захваты с насечкой. Затем производят третий замер, для чего захваты накладывают на целый провод или шину. Состояние соединительного зажима оценивают сравнением падения напряжения на проверяемом зажиме с падением напряжения на участке такой же длины целого провода при одной и той же токовой нагрузке.
Съемная головка для снятия набросов представляет собой конусную трехштырьковую вилку с размерами 70X230 мм. Изолирующая часть штанги может состоять из трех бакелитовых лакированных трубок, соединенных стальными муфтами и выбранных с таким расчетом, чтобы при хранении и транспортировке трубки входили одна в другую наподобие телескопических систем.
Другой разновидностью изолирующей части штанги ШИ являются звенья из древеснослоистого пластика ДСПБЭ прямоугольного сечения, соединяемые при помощи металлических муфт с винтами. Размеры штанг ШИ приведены в табл. 11.

Штанги для измерения температуры токоведущих частей.

Измерительные штанги с электротермометром предназначаются для измерения температуры контактных соединений токоведущих частей, находящихся под напряжением.
Таблица 11
Размеры измерительных штанг типа ШИ Троицкого электромеханического завода

Примечание. В скобках указаны значения для штанг из древесного пластика.
Известны штанги с электротермометрами типов ЭТ-1 и ЭТ-2, разработанные СКТБ ВКТ Мосэнерго.
Штанга с электротермометром ЭТ-1 рассчитана на применение в электроустановках до 10 кВ включительно. На конце штанги укреплен датчик с термосопротивлением, а на изолирующей части установлен измерительный прибор, проградуированный в градусах Цельсия.
Измерительная головка с электротермометром типа ЭГ-2 предназначена для укрепления на штанге, рассчитанной для применения в электроустановках напряжением 35 кВ и выше.
Датчик этих электротермометров снабжен контактом, который замыкается только при нажатии датчиком на поверхность, температуру которой нужно измерить. Контакт включает цепь батареи, питающей мостовую схему для измерения сопротивления, значение которого пропорционально температуре контакта. Сопротивления плеч моста смонтированы в корпусе прибора. В качестве измерителя в электротермометрах использованы микроамперметры с пределом измерения 0—100 мкА.