Опоры воздушных линий электропередачи ремонтируют без снятия напряжения или на отключенной линии. При ремонте отдельные детали опор заменяют новыми или усиливают. Следует учитывать, что при замене каких-либо деталей прочность опоры может снижаться и на отдельные элементы могут действовать нагрузки, превышающие расчетные значения.
Выправка опор производится при недопустимых отклонениях их от нормального положения вдоль или поперек линии. В результате наклона опор появляются дополнительные изгибающие моменты, действующие на стойку, изменяется взаимное геометрическое расположение проводов в пространстве, что может привести к их схлестыванию при воздействии ветровой нагрузки или к уменьшению расстояния до земли (т.е. к несоблюдению габарита), а также до отдельных частей опоры.
При перекосах элементов опоры (отклонение траверс от горизонтального положения, изгибы стоек, деревянных или железобетонных пасынков) создаются неравномерные нагрузки на отдельные детали опоры, что приводит к появлению больших механических напряжений в расчетных сечениях.
Отклонения опор от вертикального положения происходят из-за слабой заделки фундаментов либо основания опоры в грунт, возможной осадки фунта, ослабления бандажных креплений, в том числе в результате высыхания древесины, в месте сочленения деревянной стойки с деревянным или железобетонным пасынком.
Выправку стоек железобетонных и деревянных опор производят без снятия напряжения с линии следующим образом. Стальные тяговые тросы укрепляют на стойке опоры на 2,5 м ниже уровня проводов. Основание опоры откапывают на глубину 1,0... 1,5 м. С помощью тягового механизма создают нагрузку на тяговые тросы. После перехода вершины опоры на 80... 100 мм за вертикаль засыпают и трамбуют котлован, а в слабых фунтах устанавливают верхние ригели. Железобетонная опора может быть также усилена оттяжкой, разфужающей ее от дополнительных изгибающих моментов. После выправки опор, имевших наклон вдоль линии, выправляют гирлянды изоляторов.
Если наклон деревянной опоры произошел в результате высыхания древесины и ослабления бандажей, то опору выправляют без откапывания пасынков.
Перекос стоек двухстоечных опор в результате неодинакового погружения пасынков в грунт или некачественного монтажа опоры может быть устранен с помощью домкрата. Если перекос вызван чрезмерным опусканием пасынка в грунт, то домкрат устанавливают на земле на деревянный брус, а второй конец домкрата упирают в торец стойки. Стойку опоры освобождают от всех связей с траверсой и раскосами. После подъема пасынка на нужную высоту на нем крепят ригель, препятствующий обратному погружению пасынка.
Если перекос обусловлен опусканием стойки в бандажах, то подъем этой стойки, освобожденной от всех связей, можно осуществлять домкратом, установленным на пасынке.
Выправку изогнутых стержней металлических опор производят с помощью домкрата, струбцины, скобы для правки, прихватки, создающих усилия, обратные направлению изгиба деталей.
Для устранения недопустимых кренов металлических опор используют металлические подкладки размерами 150 х 150 х 10 мм, устанавливаемые между пятой опоры и фундаментом (рис. 1). При этом общая высота сваренных между собой подкладок не должна превышать 40 мм.
Рис. 1. Подкладка под пяту металлической опоры
Ремонт железобетонных опор направлен на защиту их металлической арматуры от коррозии. При наличии трещин в бетоне поверхность опор покрывают полимерцементными красками (28% - портландцемент, 56 - мелкозернистый песок, 10 - вода, 6% - полимерная эмульсия). Раковины и сколы в бетоне заделывают полимерцементными растворами.
При наличии трещин шириной более 0,4 мм, расположенных на высоте до 2 м над уровнем земли, усиливают опоры с помощью железобетонных бандажей. Части опоры, находящиеся в агрессивной среде, покрывают полимерными материалами (фундаментная часть железобетонной опоры должна быть защищена гидроизоляционным покрытием).
Поверхность опор, подготовленная к нанесению покрытий или заделке повреждений, должна быть чистой, прочной, без острых выступов.
Покрывают поверхности железобетонных опор в два слоя кистью в сухую погоду при температуре не менее 2 °С. Второй слой накладывают через 2 ч после наложения первого.
Заделку больших сколов и раковин полимерцементным раствором выполняют с установкой дополнительной арматурной сетки с ячейками размерами 25 х 25 мм.
Железобетонный бандаж устанавливают с продольной (при горизонтальных трещинах) или поперечной (при вертикальных трещинах) стальной арматурой диаметром несколько мм. Толщина стенки бандажа - 70...80 мм, высота должна быть такой, чтобы перекрыть трещины на 0,2 м сверху и снизу. Распределительная арматура имеет диаметр 4...6 мм.
Вариант выполнения опалубки для наложения бандажа на стойку железобетонной опоры линии напряжением до 10 кВ приведен на рис. 2.
Опалубка представляет собой металлическую разрезанную вдоль по диаметральной оси трубу длиной 1,1-1,2 м, диаметром 370 мм из стали толщиной 3...4 мм.
Рис. 2. Опалубка для изготовления железобетонного бандажа: а - опалубка: 6 - стойка 1 с установленной опалубкой 2
При ремонте железобетонной опоры при бетонировании опалубка накладывается на стойку и скрепляется замком.
Для исключения повреждения стальной арматуры железобетонных опор вследствие коррозии поврежденные опоры подлежат замене. Кроме того, опоры заменяют при наличии продольных трещин длиной более 3 м на всей бетонной поверхности площадью более 25 см2.
Для продления срока службы загнивших деревянных стоек или пасынков в их надземной части устанавливают так называемые антисептические бандажи, состоящие из наружного водонепроницаемого слоя (рубероид, синтетическая пленка) и внутреннего слоя из антисептической пасты. Бандажи накладываются на предварительно очищенный от гнили участок.
Для усиления поврежденных деталей деревянных опор можно устанавливать временные накладки из круглого леса, пиломатериала, угловой или полосовой стали. Для крепления накладок применяют бандажную проволоку, полухомуты, болты. Временные накладки устанавливают в тех случаях, когда:
- поврежденную деталь нельзя заменить без отключения линии, а отключить линию в данный момент не представляется возможным;
- планируется в недалеком будущем замена всей опоры;
- требуется усиление поврежденной детали на время ремонта.
Для замены пасынка (или сваи) необходимо сначала освободить пасынок от стойки и ригелей, откопать его или отмыть грунт водой на полную глубину погружения и извлечь с помощью автокрана либо автовышки из земли. Новый пасынок вставляют в расширенный котлован или вдавливают в старый котлован.
При замене стойки опоры ее первоначально разгружают от действующих на нее нагрузок, т.е. снимают провода, рассоединяют сочленение стойки с траверсой, которую подпирают захватом телескопической вышки или специальным приспособлением, устанавливаемым на земле. С помощью монтажных блоков, укрепленных на звеньях телескопической вышки, и тягового механизма снимают старую стойку (после рассоединения ее с пасынком) и устанавливают новую.
Приспособление для поддержания траверсы (рис. 3) состоит из двух труб длиной 9,6 и 1,5 м, соединенных стяжным винтом с рукоятками, для чего на соответствующих концах труб внутри закреплены гайки, выполняющие роль домкратов. На концах труб закреплены: на первой трубе - упор, на второй - основание с распорками. Для установки и фиксации приспособления предназначены оттяжки с анкерами, заглубляемыми в грунт. Общая масса приспособления - 80 кг.
Приспособление располагают под траверсой со стороны заменяемой стойки. Стяжным винтом обеспечивают распор и присоединяют приспособление к анкерам. Далее рядом с заменяемой стойкой устанавливают телескопическую вышку, в ее корзине поднимается электромонтер и извлекает болт, соединяющий стойку с траверсой. Под корзиной возле штока телескопа закрепляют на петле монтажный блок, через который пропускают трос от лебедки, и прикрепляют его конец к стойке, подлежащей замене. Затем отпускают и убирают бандажи заменяемой стойки, а саму стойку с помощью лебедки опускают на землю. Новую стойку зачаливают, поднимают, закрепляют бандажами, после чего высвобождают трос и снимают блок. Электромонтер, поднявшись на телескопическом подъемнике, прикрепляет траверсу к новой стойке. Затем снимают анкеры приспособления, с помощью винта снимают распор и опускают приспособление на землю с помощью оттяжек.
Рис. 3. Приспособление для поддержания траверсы при замене стойки опоры линии напряжением 35...110 кВ:
1 - упор приспособления; 2 - трубы с внутренними гайками на внутренних концах; 3 - тросовые оттяжки: 4 - пасынок 5 - анкеры из уголка размерами 45 х 45 мм и длиной 400 мм; 6 - основание из стали толщиной 4 мм размерами 400 х 400 мм: 7 - стяжной винт с рукояткой
Для проведения капитального ремонта и реконструкции воздушных линий электропередачи напряжением до 10 кВ могут использоваться оставшиеся после демонтажа других линий железобетонные вибрированные стойки и приставки, кроме стоек с напряженной арматурой, приставок со сроком службы более 15 лет, стоек и приставок, имеющих отслоение и иные повреждения поверхности бетона, выход арматуры на поверхность, следы арматуры на поверхности при недостаточном защитном слое, пятна и потеки ржавчины, сколы на глубину более 5 мм на первой половине стойки от комля и более 10 мм на остальной ее части, поперечные трещины с шириной раскрытия более 0.3 мм, продольные трещины длиной более 150 мм независимо от ширины их раскрытия.
При изготовлении стальных элементов опор воздушных линий электропередачи поверхность металла очищают от ржавчины, остатков прокатной пленки и масляножировых загрязнений с помощью гидропескоструйных аппаратов или пневматических и электрических аппаратов вращательного, а также поступательного движения либо химическим путем с помощью специальной ингибированной пасты (вода, соляная кислота, формалин, жидкое стекло, бумажная непроклеенная масса), которую наносят на поверхность металла, выдерживают на ней от нескольких минут до 12 ч, после чего смывают струей воды и нейтрализуют 3%-м раствором кальцинированной соды. Далее на поверхность металла наносят металлические или лакокрасочные защитные покрытия путем горячей и холодной оцинковки, а также нанесения расплавленного металла распылением.
При холодной оцинковке, т.е. гальваническим способом, металлоконструкцию погружают в специальную электролитическую ванну с раствором солей цинка. После пропускания электрического тока поверхность стальной конструкции, служащую катодом, покрывают слоем цинка.
При горячей оцинковке стальные конструкции (сваренные по всему периметру соприкасающихся поверхностей) погружают в ванну, наполненную расплавленным свинцом (температура плавления 327 °С, удельная теплоемкость 130 Дж/(кг • К), плотность 11 400 кг/м3), на поверхности которого находится слой расплавленного цинка (температура плавления 419 °С, удельная теплоемкость 370 Дж/(кг • К), плотность 7050 кг/м3). При температуре 450-460 °С происходит покрытие погруженной конструкции жидким цинком.
Метод распыления состоит в том, что цинковую или алюминиевую проволоку расплавляют на газовом пламени и набрызгивают расплавленную массу на поверхность металла. Частицы, падающие в жидком состоянии на поверхность металла, деформируются при ударе, застывают, сцепляются и вследствие неровности покрываемой поверхности пристают к ней.
Срок службы цинкового защитного покрытия составляет 25-30 лет. Толщина защитного слоя цинка с течением времени уменьшается; скорость снижения зависит от коррозионных свойств атмосферы.
Процесс нанесения лакокрасочных защитных покрытий с помощью распылителей или кистей состоит из грунтования и окрашивания.
Грунтование - это нанесение первого слоя лакокрасочного покрытия с целью создания надежного антикоррозионного слоя, обеспечивающего высокую прочность сцепления с поверхностью металла и с последующими слоями защитного покрытия.
После высыхания грунтовочного слоя осуществляют окрашивание в несколько слоев (не менее двух).
Срок службы защитных лакокрасочных покрытий на основе натуральной олифы составляет 8-10 лет, а на основе каменноугольных лаков - 5-6 лет.
Стоимость оцинкованных опор выше стоимости опор, имеющих лакокрасочное защитное покрытие.
В процессе эксплуатации защитные покрытия периодически возобновляются.
Если защитное покрытие оцинкованной или окрашенной опоры имеет только точечные следы коррозии, то повторная окраска (в два слоя) металлических опор производится без предварительной очистки поверхности. В красителях, которыми покрываются оцинкованные опоры, не должно быть кислот и соединений свинца.
Если цинковое или лакокрасочное защитное покрытие на значительной части поверхности металлоконструкции разрушено коррозией, то повторная окраска производится с очисткой, трудозатраты на которую вдвое превышают трудозатраты на окраску поверхности при отсутствии продуктов коррозии. Работа по окраске опор должна выполняться в сухую теплую погоду при температуре не ниже 5 °С. Окраску начинают с тросостоек, последовательно опускаясь по опоре. Траверсы окрашивают начиная от концов по направлению к центру опоры.
Для того чтобы установить степень повреждения металла коррозией, измеряют оставшееся поперечное сечение детали штангенциркулем и сравнивают с проектным сечением.
Если выявляется ослабление сечений расчетных элементов металлических опор коррозией (площадь ослабления сечений меньше 20% площади поперечного сечения элемента опоры), то принимается решение о возобновлении окраски металлической опоры. При ослаблении сечения расчетных элементов опор более чем на 20% необходимы их замена или усиление.
Используются механический и химический способы очистки металла от коррозии. Механическая очистка с помощью специальных аппаратов, приводимых в движение электроприводом, применяется в тех случаях, когда опоры покрыты сплошной интенсивной ржавчиной. Окраска опор после удаления ржавчины должна производиться не позже чем через 2-3 ч после удаления ржавчины механическим путем.
При химической очистке на поверхность металла кистью наносят преобразователь (90 частей ортофосфорной кислоты Н3Р04 и 10 частей цинка). Поверхность выдерживают в течение 4-6 суток при среднесуточной температуре 15... 16 °С и относительной влажности 75% и более. В течение этого времени на поверхности металла идет химическая реакция преобразования ржавчины в фосфаты цинка и железа. Лакокрасочное покрытие наносят в течение ближайших 10 суток.
Большие затруднения вызывает замена или восстановление упавших (поврежденных) металлических опор воздушных линий электропередачи напряжением 35 кВ и выше. Для ускорения работ по восстановлению электроснабжения потребителей создана специальная резервная временная опора (рис. 4), которая имеет меньший вес и может быть смонтирована на трассе линии за короткое время.
Рис. 4. Резервная (временная) гибкая опора: а - схема: 6 - внешний вид: 1 - провода воздушной линии: 2 - гибкие связи, объединяющие верхние и нижние концы стоек с консолью подкоса; 3 - гибкие связи, объединяющие верхние и нижние концы стоек; 4 - металлические стойки; 5 - фундаменты; 6 - гибкие затяжки, 7 - горизонтальная балка; 8 - подкос; 9 - гибкие связи, объединяющие верхние и нижние концы стоек и основание подкоса; 10 - переносные лестницы
Опора состоит из двух Х-образно шарнирно соединенных решетчатых стоек, устанавливаемых на два фундамента и объединенных жесткой решетчатой горизонтальной балкой ниже узла их пересечения. К горизонтальной балке шарнирно с возможностью поворота в плоскости линии прикреплен подкос, выполненный в виде треугольной фермы и образующий консоль, второй конец которого шарнирно опирается на фундамент. Траверса выполнена гибкой. Опора снабжена многочисленными гибкими связями, соединяющими: верхние концы стоек с основанием подкоса; верхние и нижние концы стоек, расположенные по одну сторону от вертикальной оси опоры; верхние и нижние концы стоек с консолью подкоса; основание подкоса, его консоль и точку пересечения стоек; точки опирания стоек и подкоса на фундамент.
Гирлянды изоляторов, расположенные по одну сторону от вертикальной оси опоры, прикреплены к гибким траверсам и гибким связям, объединяющим верхние и нижние концы стоек.
Для исключения возможных аварий из-за падения деревьев на провода, перекрытия линий деревьями и кустарниками, а также для защиты линий от пожаров производят очистку трассы линий (вручную, с помощью бульдозера, кустореза, катков-кусторезов, химическим путем). При этом должна поддерживаться установленная ширина просек: в низкорослых насаждениях высотой до 4 м - расстояние между крайними проводами плюс по 3 м в каждую сторону от крайних проводов; в насаждениях высотой более 4м- расстояние между крайними проводами плюс высота основного лесного массива в обе стороны от крайних проводов. Отдельные деревья, угрожающие падением на провода и опоры, должны вырубаться.
Трассу линии электропередачи необходимо систематически очищать от разного рода строительного и монтажного материала.