Тема 1.1.3 Материалы и арматура воздушных линий

Опоры

 

Деревянные опоры устанавливают в лесистых местах и в местах с опасными индуктивными помехами, превышающими уровни для железобетонных опор.

Деревянные столбы изготавливают из лиственницы, сосны, кедра, ели и пихты.

Их делают из брёвен длиной 5,5; 6,5; 7,5; 8,5 и 9,5 м и диаметром в вершине 12...24 см; длиной 11 и 13 м и диаметром в вершине 18...24 см. Не допускается использовать древесину, поражённую грибковыми заболеваниями, и сухостой.

Срок службы деревянных опор, установленных непосредственно в грунт,— от четырёх до восьми лет в зависимости от характера грунта. Для увеличения срока службы столбы пропитывают противогнилостными веществами (антисептиками) или устанавливают в искусственные основания. При пропитке древесины столбов на специальных заводах смесью креозота (60%) с мазутом (40%) срок службы увеличивается до 18-25 лет. Другие способы пропитки (бандажный, суперобмазки и т.д.) менее эффективны.

Гниение древесины происходит главным образом у поверхности земли (в наиболее опасном месте с точки зрения механических напряжений). Если столб поднять над землёй, укрепив в приставках из материала, не поддающегося гниению, то срок службы его будет значительно больше.

Пропитка столбов деревянных опор антисептиками. Способы пропитки древесины столбов делятся на заводские и полевые, не требующие заводского оборудования. Различают масляные и водорастворимые антисептики для пропитки столбов.

К масляным антисептикам относятся креозот, получаемый перегонкой каменноугольного дегтя, антраценовое масло — продукт перегонки каменноугольной смолы и мазут, нефтяные остатки, получаемые при перегонке нефти.

К водорастворимым антисептикам относятся фтористый натрий (соль фтористоводородной кислоты) и уралит — смесь фтористого натрия и динитрофенола. В водорастворимую антисептическую пасту, наносимую на поверхность столбов, кроме воды, добавляют в качестве клеящего вещества экстракт сульфитных щелоков.

К заводским способам пропитки столбов относится пропитка в автоклавах под давлением, а также способ горячехолодных ванн.

При пропитке в автоклавах предварительно высушенные столбы (влажность их не должна превышать 20%) загружают в стальной герметический цилиндр (автоклав) и затем создают в нем давление от 2 до 4 кгс/см2 (196• 103—390-103 Па — Паскаль). Через 10 мин, не снижая давления, автоклав заполняют смесью креозота и мазута, нагретой до 95—100° С, а давление повышают до 8 кгс/см2 (790-103 Па). Через 30 мин антисептик выпускают, а в автоклаве создают вакуум не менее 600 мм рт. ст. (80-103 Па). Через 15 мин процесс пропитки заканчивают и столбы выгружают из автоклава.

Заводская пропитка столбов способом горячехолодных ванн заключается в том, что столбы погружают в ванну с горячим антисептиком (креозотом, антраценовым маслом), нагретым примерно до 100° С. Воздух в наружных слоях древесины столба расширяется и частично выходит из пор древесины; испаряется частично и присутствующая в древесине влага. Затем столбы при помощи крана быстро перегружают в ванну с холодным антисептиком, имеющим температуру около 45° С. Оставшиеся в древесине воздух и водяные пары охлаждаются и уменьшаются в объеме, поэтому в порах древесины создается вакуум, и анти­септик засасывается внутрь древесины. Способом горячехолодных ванн пропитывают также деревянные приставки к опорам и траверсы.

К полевым способам пропитки деревянных столбов для опор относятся способ длительного вымачивания, способ «Осмос», способ суперобмазки и бандажный способ.

Способ длительного вымачивания заключается в том, что столбы с влажностью древесины не более 30% погружают на 10 суток в ванну с водным раствором уралита (50 кг) или фтористого натрия (40 кг) на 1 м3 воды.

По способу «Осмос», получившем такое название от греческого слова «Давление», пропитывают свежесрубленные и сплавленные столбы 60%.

После очистки столбов от коры и луба на поверхность столба малярной кистью наносят антисептическую пасту (уралит или пасту на экстракте сульфитных щелоков) слоем 0,5 мм. Затем столбы укладывают в штабель в форме треугольной пирамиды, закрывают толем и засыпают слоем земли 25 см. В таком виде столбы выдерживают в течение 45 дней, при этом температура окружающего воздуха должна быть не ниже +14° С.

При способе суперобмазки пропитывают только комлевую часть столбов с таким расчетом, чтобы после за копки столба суперобмазка выступала над поверхностью земли на 10—15 см. При этом способе на очищенный от коры и луба столб наносят слой пасты, состоящей из уралита или фтористого натрия (55%), нефтяного битума (20%) и зеленого масла (25%). После затвердевания пасты обработанную часть столба покрывают гидроизоляционным слоем из расплавленного битума и посыпают песком.

Влажность древесины при пропитке ее способом суперобмазки не должна быть меньше 60%.

При бандажном способе пропитки комлевую часть столба и его нижний торец обмазывают антисептической пастой из водного раствора уралита или фтористого натрия и затем накладывают на столб один или два бандажа 1,2 и подкладку из рубероида 3, толя, гидроизола или водостойкой бумаги. После наложения бандажей их укрепляют проволокой и толевыми гвоздями, а затем края и продольные швы бандажей и подкладку, также укрепленную толевыми гвоздями, промазывают расплавленным битумом. Верхний бандаж устанавливают с таким расчетом, чтобы его край выступал на 10 см выше поверхности земли. Влажность древесины при пропитке бандажным способом должна быть не менее 45%.

В других случаях наибольшее распространение получили железобетонные конструкции в виде полного усеченного конуса длиной 6,5; 7,5; 8,5; 9,5 м.

Недостатком является большой вес конструкций, который достигает 510.1000 кг.

На линиях I и II классов каждую опору устанавливают с двумя приставками, укрепляя их проволочными хомутами.

Опоры воздушных линий разделяют на простые и сложные. Простые состоят из дере-вянного столба или железобетонной стойки, оснащенной арматурой.

Сложные состоят из простых опор и дополнительных креплений в виде подпор, оття-жек или состоят из двух столбов или стоек.

К простым относят промежуточные опоры, устанавливаемые на прямолинейных уча-стках трассы линии.

К сложным – угловые, полуанкерные, анкерные, усиленные, оконечные, кабельные и т.д.

Угловые опоры устанавливают в местах изменения направления трассы линии. Их ук-репляют подпоркой или оттяжкой (рисунок 4).

 

 

Рисунок 4- Угловая опора

 

Глубина закопки, в зависимости от категории грунта составляет величину 1600.2200 мм.

Полуанкерные, анкерные и усиленные опоры применяют для увеличения устойчиво-сти, ограничения возможных разрушений линий при обрывах проводов. Их устанавливают на прямолинейных участках трассы на линиях О и Н через 3 км, на У – через 2 км, ОУ – че-рез 1 км. На рисунках 5; 6; 7 показаны соответственно схемы полуанкерной, усиленной и кабельной опор.

 

 

Рисунок 5 - Полуанкерная опора

 

Если подпоры заменить 4-мя растяжками, то будем иметь анкерную опору.

 

 

Рисунок 6- Усиленная опора

 

Оконечные опоры размещают в начале и конце линии у ввода в здания.

Кабельные опоры служат для перехода воздушной линии в кабельную.

 

Рисунок 7- Кабельная опора

 

В шкафу размещают приборы защиты, боксы магистральной связи (БМ), служащие для оконечной разделки кабеля и другого оборудования.

 

Линейная проволока и тросы

На воздушных линиях связи наибольшее распространение получила стальная, биметаллическая (сталь — медь) и медная проволока, а также многожильный сталеалюминиевый провод.

Стальную линейную проволоку применяют для цепей отделенческой и дорожной связи, а также для цепей телеуправления и телесигнализации, подвешиваемых на воздушной линии связи. Медную и биметаллическую проволоку используют для подвески цепей магистральной и дорожной связи большой протяженности. Эти цепи уплотняют каналами высокочастотного телефонирования в полосе частот до 150 кГц. Для воздушных линий местной связи предназначена стальная линейная проволока, а также биметаллическая проволока малых диаметров. Стальная линейная проволока изготавливается диаметром 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5 мм; ее покрывают тонким слоем цинка (оцинкованная стальная проволока), что повышает коррозионную устойчивость. Для этого же при изготовлении проволоки в сталь добавляют от 0,2 до 0,4% меди, что примерно в 1,5 раза удлиняет срок службы. Такую проволоку называют медистой.

На линиях связи I и II классов подвешивают стальную проволоку диаметром 3, 4 и 5 мм, а на линиях III класса (местной связи) используют проволоку диаметром 1,5; 2,0 и 2,5 мм.

Медная и биметаллическая проволока диаметром 3; 3,5 и 4 мм пред­назначена для воздушных линий связи только для цепей, уплотняемых каналами высокочастотного телефонирования. На линиях типа ОУ подвешивают медную проволоку диаметром 4 мм.

Биметаллическая (сталемедная) проволока состоит из стального сердечника и слоя меди, наложенного на него термическим или гальваническим способом. В зависимости от толщины медного слоя бывает биметаллическая сталемедная проволока типов БСМ-1 и БСМ-2. У проволоки типа БСМ-1 толщина медного слоя больше, чем у проволоки типа БСМ-2. Механическая прочность такой проволоки почти в 2 раза больше механической прочности медной проволоки. Содержание меди в биметаллической проволоке не превышает 50% общей массы проволоки; изготовляют ее диаметром 1,2; 1,6; 2; 3; 4 и 6 мм. На воздушных линиях связи I и II классов обычно подвешивают би­металлическую проволоку диаметром 3 и 4 мм, а проволоку меньшего диаметра применяют на сетях местной связи.

Сталеалюминиевый многопроволочный провод марки АС состоит из стальной проволоки (сердечника), расположенной в центре, вокруг которой навиты шесть алюминиевых проволок. На линиях связи получили распространение провода марок АС-10, АС-16 и АС-25 с соответствующей площадью поперечного сечения 10, 16 и 25 мм2.

На высоковольтно-сигнальных линиях СЦБ для подвески сигнальных цепей используют стальную линейную проволоку диаметром 4 мм, а для проводов силовой цепи —диаметром 5 мм. Если потери энергии в силовой цепи превышают установленные нормы, то вместо стальной проволоки применяют проволоку с меньшим электри­ческим сопротивлением: биметаллическую сталемедную диаметром 4 и 6 мм, сталеалюминиевые многопроволочные провода марок АС-16, АС-25, а также провода марок АС-35, АС-50 и АС-70 с площадью по­перечного сечения соответственно 35, 50 и 70 мм2.

В местах пересечения воздушных линий связи с контактной сетью трамвая, троллейбуса и железных дорог, электрифицированных на постоянном токе, а также в удлиненных пролетах вместо линейной стальной и биметаллической проволоки и для увеличения прочности линии подвешивают стальные тросы (канаты) диаметром 4,3; 6,7 мм и многопроволочные бронзовые антенные провода марки ПАБ диаметром 4,7 и 7,4 мм. Стальные тросы применяют для подвески в переходных и удлиненных пролетах и на высоковольтно-сигнальных линиях СЦБ. Стальные тросы и тросы диаметром 4,3; 6,7; 8,0 и 9,2 мм используют при строительстве воздушных линий в качестве оттяжек для укрепления опор.

В местах пересечения воздушных линий связи с контактной сетью железных дорог, электрифицированных на переменном токе, в воздушную линию делают кабельные вставки.

Перевязочная и спаечная проволока. При подвеске проводов их укрепляют (вяжут) на изоляторах перевязочной проволокой. Для проводов диаметром 3,5; 4 и 5 мм используют перевязочную проволоку диаметром 2,5 мм, а для проводов диаметром 3,0 мм — проволоку диаметром 2 мм. Стальные провода вяжут стальной оцинкованной перевязочной проволокой, а медные и биметаллические (сталемедные) — медной или биметаллической проволокой.

На воздушных линиях связи провода марок АС-10, АС-16 и АС-25 вяжут стальной оцинкованной перевязочной проволокой соответственно диаметром 2,0; 2,5 и 3,0 мм или алюминиевой проволокой диаметром 3,0 мм. На высоковольтно-сигнальных линиях СЦБ сталеалюминиевые провода рекомендуется вязать стальной оцинкованной перевязочной проволокой диаметром 2,5 мм или алюминиевой проволокой диаметром 3,5 мм Спаечную проволоку применяют для запайки концов проводов и для устройства некоторых типов вязок проводов на изоляторах. Стальную оцинкованную проволоку диаметром 1 мм используют для стальных проводов, а медную луженую диаметром 1 и 1,5 мм — для медных и биметаллических.

 

Изоляторы

Для обеспечения высокой электрической изоляции проводов воздушных линий друг от друга и относительно земли их укрепляют на изоляторах. Наибольшее распространение на воздушных линиях связи получили изоляторы типа ТФ (телефонные фарфоровые), обладающие большим электрическим сопротивлением, малыми диэлектрическими потерями и высокой механической прочностью. Применяются также стеклянные изоляторы типа ТСМ (телефонный стеклянный малощелочной).

Фарфоровые изоляторы изготовляют из лучших сортов глины. Для того чтобы поверхность изоляторов в меньшей степени подвергалась загрязнению, легко очищалась при периодической чистке и на ней не задерживалась влага, ее покрывают слоем белой глазури. Для изготовления стеклянных изоляторов применяют сорта стекла, обладающие высокой термической стойкостью к резким температурным изменениям и не подвергающиеся выщелачиванию. Форма и геометрические размеры изоляторов типа ТФ показаны на рисунок 8, а.

 

Рисунок 8- Изоляторы типа ТФ

 

Для того чтобы уменьшить утечку тока по поверхности изоляторов, их делают двухъюбочными. Такая конструкция изолятора удлиняет путь тока утечки с провода на штырь или крюк и, кроме того, при дожде внутренняя юбка изолятора остается сравнительно сухой и, следовательно, имеет большее поверхностное сопротивление, чем наружная поверхность изо­лятора. Внутри изолятора имеется винтовая нарезка для укрепления его на штыре или крюке.

Большое отличие в электрическом сопротивлении фарфоровых и стеклянных изоляторов требует различной методики его измерения. Электрическое сопротивление изоляторов ТФ измеряют в ванне с водой при относительной влажности окружающего воздуха не более 65%. При этом перед проведением измерения изоляторы погружают в ванну головкой вниз так, чтобы вода не доходила до края изолятора на 2 см; на такой же уровень наливают воду внутрь изолятора по обе стороны внутренней юбки. Электрическое сопротивление стеклянных изоляторов измеряют в шкафу влажности при относительной влажности воздуха 100%.

На вводе проводов в здания оконечных и усилительных пунктов, а также для оконечной заделки проводов на кабельных опорах применяют вводные изоляторы типа ВБ (вводный большой) для проводов диаметром 4 и 5 мм (рисунок 8, б) и ВМ (вводный малый) для проводов диаметром 3 мм.

На деревянных опорах высоковольтно-сигнальной линии авто­блокировки в районах с отсутствием загрязнения воздуха промышленными отходами, а также при отсутствии отложений на поверхности изоляторов солей (т. е. вдали от морей) провода силовой цепи подвешивают на изоляторах типов ШС-6 и ШС-10 (рисунок 9, а). На линиях с железобетонными опорами, на цепях продольного электроснабжения, подвешенных на опорах контактной сети, а также на линиях с деревянными опорами, проходящих вблизи морей и в районах активного загрязнения воздуха промышленными отходами для повышения грозоустойчивости линии, провода силовой цепи, подвешиваемые на траверсах, закрепляют на изоляторах типа ШЖБ-10 (рисунок 9, б), а на верхушечных штырях — на изоляторах типа ШД-20 (рисунок 9, в). Сигнальные провода подвешивают на телефонных изоляторах типа ТФ-20.

 

Рисунок 9- Изоляторы высоковольтно- сигнальных линий

 

Основные данные о высоковольтных изоляторах приведены в таблице 2.

Таблица 2.

 

Буквы в обозначениях высоковольтных изоляторов означают: Ш— штырьевой, С — сетевой, ЖБ — для железобетон­ных опор, Д — условный тип «Дельта»; цифры — их номинальное электрическое напряжение (кВ).

Крюки

Крюки применяемые на воздушных линиях связи для укрепления изоляторов, изготовляют из круглой стали. Основные размеры и область применения крюков приведены в таблице 3.

Буквы КН в обозначении крюков означают — крюк для изоляторов низкого напряжения, а цифры 20, 18, 16 и 12— диаметр круглой стали, из которой крюк изготовлен.

 

 

Таблица 3

 

 

Рисунок 10- крюк

 

Штыри (рисунок 11, а), применяемые для укрепления изоляторов при подвеске проводов на траверсах, изготовляют из круглой стали. Типы штырей, применяемых на линиях связи и высоковольтно-сигнальных линиях автоблокировки, приведены в таблице 4.

На высоковольтно-сигнальных линиях автоблокировки для подвески сигнальных проводов используются применяемые на линиях связи штыри ШТ-2Д, а также штыри ШНР-2, устанавливаемые на накладках в местах разреза сигнальных проводов.

Для подвески высоковольтных проводов на траверсах сечением 80x100 мм используют штыри типа ШВ-1Д, а на круглых траверсах, устанавливаемых на переходных опорах удлиненных пролетов, — типов ШУ-22Д и ШУ-24Д. Штыри ШВП-1Ж устанавливают на накладках. Для крепления изоляторов ШД-20 на оголовниках железобетонных опор используют штыри типа ШН-2Ж- Для подвески верхнего высоковольтного провода на деревянных опорах для изоляторов типов ШС-6 и ШС-10 находят применение верхушечные штыри, приведенные на рисунок 11 б, укрепляемые на опоре при помощи глухарей. При установке изоляторов типа ШД-20 и на железобетонных опорах применяют удлиненные верхушечные штыри (рисунок 11, в). Согнутые под углом 10° (см. рисунок 11, б) и 13° (см. рисунок 11, в) используют для установки на А-образных и АП-образных деревянных опорах.

 

Таблица 4

 

 

Рисунок 11- Штыри

Траверсы

На воздушных линиях связи и высоковольтно-сигнальных линиях автоблокировки наибольшее распространение получили деревянные траверсы, изготовляемые преимущественно из сосновой древесины, а также из лиственницы, дуба, ели и кедра.

Изготовляют деревянные траверсы из брусьев сечением 80x100 мм. Длина траверс зависит от их назначения и числа подвешиваемых на них проводов. Так, восьмиштырная траверса (рисунок 12) для воздушных линий связи имеет длину 2500 мм, траверсы для подвески двух проводов силовой цепи автоблокировки — 1200 мм, шести сигнальных проводов — 1900 мм и т. п.

Верхняя кромка траверсы имеет два скоса 20x20 мм, что облегчает чистку внутренних поверхностей изоляторов и умень­шает поверхность для оседания на кромке снега.

При изготовлении траверс в них высверливают отверстия для установки штырей и болтов, крепящих траверсы к опоре, а также отверстия для укрепления подкосов, удерживающих траверсу в горизонтальном положении. Затем для защиты от гниения траверсы пропитывают антисептиком

 

 

Рисунок 12- Траверса

 

Стальные восьмиштырьковые траверсы делают из уголковой стали 50х50х6 мм для линий О и Н, 60х60х6 мм для линий У и ОУ. Для 4-х штыревой траверсы применяют уголковую сталь 40х40х6, 50х50х6 мм.