5. МОНТАЖ ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ
В соответствии с конкретными проектами при строительстве ВЛ монтируют устройства для заземления металлоконструкций опор, грозозащитных тросов и установленного на опорах ВЛ оборудования.
Заземляющее устройство опоры ВЛ представляет собой совокупность заземлителя, находящегося в грунте, и заземляющих проводников, соединяющих конструкции и оборудование с заземлителем. Естественными заземлителями могут служить хорошо проводящие фундаменты или нижние части стоек железобетонных опор, находящиеся в грунте. Однако обычно приходится монтировать искусственные заземлители, состоящие из горизонтальных (наклонных) и вертикальных металлических электродов, соединяемых между собой в общий сложный заземлитель или контур заземления. Иногда ограничиваются прокладкой только горизонтальных заземлителей — «лучей».
Наименьший диаметр стальных элементов заземляющего устройства, находящихся в земле,— 10 мм, но обычно применяют стальные электроды несколько большего диаметра (определяемого проектом) в целях большей долговечности по условиям коррозии и большей механической прочности, необходимой при монтаже. Работа по укладке лучей-заземлителей ведется с помощью механизмов [5], прорезающих почву и протягивающих заземлитель. Весь комплекс работ, ранее состоявший из операций рытья и засыпки траншей, укладки электродов, выполняется теперь за один прием.
Наиболее экономичны и надежны электроды круглого сечения, так как при той же затрате стали у них меньше поверхность (периметр), по которой протекает процесс коррозии, и, следовательно, больше срок службы. Проводимость стержневых электродов на единицу расхода металла и средств лучше, чем электродов из стали иного профиля, монтировать их легче.
При монтаже вертикальных или наклонных стержневых электродов заземления применяются электро- и пневматические ручные инструменты, а также и различные приспособления [4, 5]. Электроды из круглой стали погружают ввертыванием, забивкой, вдавливанием в грунт либо закладывают в готовые скважины. Электроды из угловой стали и других профилей погружают теми же способами, кроме ввертывания.
Оцинкованные электроды заземления, могущие иметь наименьшее сечение ввиду защищенности их от коррозии, монтируют только закладкой в готовые траншеи и скважины во избежание повреждения слоя оцинковки.
Комплексная механизация работ по монтажу заземляющих устройств может осуществляться универсальными машинами, образцы которых уже выпущены промышленностью и опробованы в эксплуатации.
Машина УЗК (универсальная машина для монтажа заземляющих контуров) представляет собой навесное оборудование для рытья и засыпки траншей, забивки вертикальных электродов и сварки, оно смонтировано на колесном тракторе.
Технические данные машины УЗК следующие:
Размеры образуемой траншеи, ширинах глубина, мм 200X1000
Диаметр забиваемого стержневого электрода, мм . . 14—16
Время забивки одного электрода, мин 2,5—3
Производительность при копке траншей, м/ч 85—100
Производительность при засыпке траншей, м/ч . 100—150
Базовый трактор . . . Т-40М
Габариты агрегата, м 4.1X2,2X3,1
Масса трактора с навесным оборудованием, т 4,2
При использовании ручных приспособлений погружение электродов иногда облегчают, отковывая конец на конус или с расширением, или снабжают винтовым наконечником. При применении достаточно мощных механизмов необходимость в подготовке электродов отпадает, и применяют отрезки круглой стали без обработки концов.
Кроме специальных машин, для монтажа заземляющих устройств можно использовать некоторые универсальные механизмы. Например, с помощью машины АКР-20, разработанной и изготовленной ПКБ Главэнергостроймеханизации Минэнерго СССР, могут осуществляться следующие работы на строительстве электросетей в условиях средней климатической полосы, на грунтах без значительных каменистых включений: планировка, рытье и засыпка траншей; монтаж ригелей на установленных железобетонных опорах ВЛ; монтаж заземляющих устройств.
Агрегат имеет следующие узлы: базовый трактор ДТ75НВ повышенной проходимости; траншеекопатель для отрывки траншей прямоугольного профиля; редуктор, передающий крутящий момент с вала отбора мощности трактора, управляемого из кабины трактора гидроустройством включения скоростей, механизм заглубления траншеекопателя и подъема его в транспортное положение; бульдозерный отвал; механизм подъема и опускания ригелей; вибромолот; сварочный генератор; гидроходоуменьшитель; две гидросистемы — для привода траншеекопателя, вибромолота, бульдозера и включения скоростей редуктора; другая — для привода гидродвигателей ходоуменьшителей, вибромолота и сварочного генератора.
Техническая характеристика агрегата АКР-120
Размер отрываемых траншей (ширинахглубина), мм 300X1300
Рабочие скорости машины, м/ч 0—400
Диаметр забиваемых электродов заземления, мм . 14—18
Глубина погружения электродов (длина электрода, м) 5
Время забивки одного электрода, мин 5
Грузоподъемность подъемного устройства, кН(т) 10(1)
Габариты агрегата в транспортном положении, м 7,45X2,5X3,8
Обслуживающий персонал, чел 2
Перед рытьем траншей планируют бульдозером трассу, затем заглубляют траншеекопатель. Подбирают рабочую скорость в зависимости от глубины траншеи, категории и состояния (талый или мерзлый) грунта. Затем поочередно перемещают и устанавливают ригели в траншею, вырытую около опоры. После этого траншею засыпают грунтом с помощью бульдозерного отвала агрегата АКР-20.
При забивке электродов заземления агрегат устанавливают над траншеей, включают вибромолот и забивают электрод на нужную глубину, при этом но мере погружения автоматический зажим переставляется вверх по электроду. При необходимости электрод можно забивать непосредственно в поверхность земли без рытья траншеи. Для сварочных работ, необходимых при монтаже заземляющего устройства, используется имеющийся на агрегате сварочный генератор ГСО-300. Во время работы агрегата в мехколонне № 36 Спецсетьстроя был достигнут значительный экономический эффект.
Для монтажа заземляющих устройств иногда оснащают тракторы дополнительным гидроцилиндром, вдавливающим электроды заземления.
а бурильные машины несложным приспособлением для ввертывания или вдавливания электродов; используют электроинструменты для погружения электродов с питанием от электрогенератора, устанавливаемого на автомобиле или тракторе и приводимого путем отбора мощности от двигателя машины; сваривают контуры заземления с помощью сварочного агрегата, устанавливаемого на машине и приводимого путем отбора мощности или трансформатора, питаемого от электрогенератора.
После погружения электродов и сварки их в контур осматривают все места сварки, проверяют соответствие монтажа проекту и нормам, засыпают заземлители землей, замеряют сопротивление растеканию тока заземления. До засыпки оформляют акт осмотра скрытых работ, а после засыпки — протокол замера.
Если по результатам замера с учетом сезонного коэффициента (учитывающего возможные изменения сопротивления при увлажнении, высыхании или при промерзании грунта) проводимость заземляющего устройства окажется меньше нормы (т. е. сопротивление выше нормы), то дополнительные заземлители погружают и присоединяют к контуру и вновь проверяют сопротивление замером.
Для измерений пользуются специальными приборами — измерителями заземления, выпускаемыми промышленностью. Такой прибор обычно имеет генератор и логометр, а также прерыватель и выпрямитель, вращающиеся на общей оси генератора, ручку которого вращают при измерении с определенной скоростью. Перед замером нужно погрузить в землю вспомогательные измерительные электроды на глубину 0,3-0,7 м и присоединить их к прибору. Обычно по схеме измерения нужны два дополнительных - электрода, но иметь с собой приходится до десяти инвентарных стержней- электродов, так как при сухом грунте сопротивление может оказаться чрезмерным. Если для суммы сопротивлений двух электродов (это замеряется тем же прибором) значение составит более 1000 Ом, то прибор часто не удается отрегулировать, т. е. стрелка неустойчива или не становится на нуль, нечетко показывает величину замеряемого сопротивления. В таких случаях приходится забивать вместо каждого измерительного электрода до пяти стержней, а иногда — увлажнять водой с солью и увеличивать расстояния между электродами.
Измерительные электроды, обычно представляющие собой металлические стержни, погружают в грунт ударами кувалды. При этом возникают деформации электродов, препятствующие их повторному многократному использованию. Демонтаж таких электродов трудоемок, а глубина их погружения не всегда может контролироваться, что отрицательно влияет на точность измерения, увеличивает трудозатраты.
Эти недостатки устраняются при применении разработанной Укрколхозпроектом конструкции измерительного электрода, снабженного ограничителем погружения, а также съемной рукояткой для погружения и извлечения измерительного электрода из грунта. Электрод (рис. 36) имеет погружаемую часть необходимой длины, педаль-ограничитель, изготовленную также из круглой стали, и хвостовик с приваренным к его концу зубом. Зажим для присоединения проводника от измерительного прибора (на рисунке условно не показан) размещается на торце педали или хвостовика.
Рис. 36. Рукоятка (а) и инвентарный измерительный электрод заземления (б):
1 — упор, 2—труба 1"; 3 и 4 - поперечный и продольный пазы; 5 — зуб; 6 — хвостовик; 7 — педаль-ограничитель погружения; 8 — погружаемая часть
Съемную рукоятку изготовляют из отрезка стальной трубы, на конце которой вырезают (фрезеруют) поперечный и продольный пазы шириной, соответствующей ширине зуба. На верхнем конце трубы монтируют упор для удобства нажатия ладонью руки или поперечину для двух рук. Размеры, ориентировочно указанные на рисунке, могут быть изменены в зависимости от условия измерения, типа прибора и роста рабочего.
Для погружения электрода с ним сочленяют рукоятку, вводя хвостовую часть зубом в продольный паз до упора и затем поворачивая рукоятку для заведения зуба в поперечный паз. Сочлененные рукоятку и электрод ставят вертикально на грунт и электрод погружают до ограничителя нажатием ноги на педаль и рук на упор. После погружения рукоятку снимают и используют для погружения остальных электродов.
При использовании нового измерителя сопротивления заземления типа Ф4103 (вместо прежних, типов М416, МС-0,8 и др.) требуются лишь два измерительных стержня, а результаты измерения более точны. Прибор легок, удобен, позволяет работать при увеличенном сопротивлении грунта и имеет устройство подавления помех.
