Спіральна арматура
Жуков Б.М. - К.т.н., начальник відділу ТОВ «Форенерго-Інжиніринг»;
Захаров О.П. - Головний інженер ТОВ «ПЛП РУС».
Спіральна арматура є відносно новим альтернативним типом арматури для традиційних видів арматури, призначеної для високовольтних проводів повітряних ліній електропередачі, блискавкозахисних тросів і оптичних кабелів.
Розроблена інженером Томасом Петерсоном концепція спіралі швидко знайшла застосування у енергетиці США. Суть цієї концепції полягає у використанні спіральних преформованих дротів для надійної фіксації та захисту проводів повітряних ліній електропередачі. У 1947 р. була організована компанія Preformed Line Products (PLP), яка розпочала випуск нових виробів, конструкція яких була заснована на принципі спіралі – натяжних та підтримуючих спіральних затискачів.
В Україні першою виробництво спіральної арматури в 1995 році розпочала компанія «Електромережбудпроект» (м. Москва), випускаючи як захисні протектори, так і затискачі: підтримуючі, ремонтні, натяжні, сполучні. На початку двохтисячних до виробництва спіральної арматури підключився завод «МЗВА» (м. Москва, м. Чкаловськ), 2011 року розпочалося виробництво спіральної арматури в рамках спільного російсько-іспанського проекту на підприємстві «САРМАТ» (м. Саранськ). Є інформація щодо виробництва обмеженої номенклатури виробів кількома невеликими українськими компаніями. І, нарешті, у 2016 році про старт власного виробництва спіральної арматури в Україні заявлено українським представництвом компанії «PLP» – ТОВ «ПЛП РУС».
Широке застосування спіральної арматури при будівництві, експлуатації та ремонті повітряних ліній електропередачі та повітряних волоконно-оптичних ліній зв'язку зумовлено її деякими перевагами над іншими типами лінійної арматури. Можливо, головним є відсутність необхідності застосування спеціального інструменту та пристосувань для її монтажу, використання яких у польових умовах просто неможливе або важко. Друга перевага - швидкість і зручність монтажу, за якими спіральна арматура поступається тільки клиновій (або клинозчленованій). Однак, багатоелементні спіральні затискачі, наприклад: з'єднувальні або ремонтні, за швидкістю монтажу можна порівняти або навіть поступаються пресованим. Третє, сама конструкція спіральної арматури дозволяє розподілити навантаження, що передається на провідник, на велику його площу і, отже, зробити умови роботи системи затискач-провід більш щадними.
Застосування спіральної арматури з ГКСН (оптичний кабель самонесучий неметалевий)
Для ГКСН застосування спіральної арматури є оптимальним і практично безальтернативним, про що свідчить найширший позитивний український та міжнародний досвід її застосування на повітряних волоконно-оптичних лініях зв'язку. Можна відзначити лише три недоліки, пов'язані з конструкцією спіральної арматури для ГКСН. По-перше, не універсальність. Підбір арматури необхідно робити з точністю 0,2-1,0 мм і найчастіше для конкретного типу та маркорозміру ОКСН необхідно розробляти спеціальний затискач, що потребує досить багато часу. Друге, у ряді випадків, наприклад, при спільній підвісці на ПЛ 0,4-10 кВ, застосування спіральної арматури може бути обмежено через малу відстань до проводів ПЛ. Монтаж у цьому випадку може бути утруднений та небезпечний. І третє, спіральна арматура може бути використана тільки для оптичних кабелів, що мають круглий переріз.
Застосуванняспіральної арматури з грозотросами, у тому числі ОКГТ (оптичний кабель у грозотросі)
Застосування спіральної арматури для звичайних грозотросів може бути обмежене лише її високою вартістю, оскільки пресована арматура набагато дешевше. А ось для ОКГТ таке застосування оптимальне та безальтернативно. Нестача одна – не універсальність.
Застосування спіральної арматури з проводами захищеними ізоляцією (СІП 3 за ГОСТ 31946-2012) на ПЛ 6-10 кВ
Спіральна арматура (в'язки спіральні) широко використовується для кріплення проводів СІП 3 до штирьових та лінійних опорних ізоляторів. А ось як натяжні затискачі спіральна арматура практично не використовується, хоча передбачена Європейським стандартом CENELEC EN 50397-2:2009 . Основна причина - неможливість забезпечити високу (90-95% від руйнівного навантаження дроту) міцність закладення при нормальній і підвищеній температурі дроту, а також нагрівання і втрати на перемагнічування (детальніший матеріал у статті Е.Д. Кіма та Б.М. Жукова « Оцінка впливу спіральних затискачів на тепловий стан дроту»).
Застосування спіральної арматури з неізольованими проводами ПЛ 35-750 кВ
На жаль, з неізольованими проводами ПЛ застосовувати спіральну арматуру можливо обмежено і лише за відповідного обґрунтування. Причина в цьому випадку у великих втратах на перемагнічування, що виникають у затиску і призводять до його суттєвого нагрівання – понад допустимі значення. Це явище виникає у виробах спіральної арматури, що мають у своїй конструкції спіралі з феромагнітних матеріалів: оцинкованого або алюмінієвого дроту. Для високотемпературних проводів ситуація посилюється тим, що значення струмів, що протікають в них, перевищують величини струмів у звичайних проводах, отже величинавтрат електроенергії суттєво зростає. Слід зазначити, що в Україні сьогодні існує широка практика застосування таких затискачів з усіма негативними наслідками.
Є позитивний зарубіжний досвід. Дана проблема успішно вирішена, наприклад, компанією ПЛП, в конструкції сполучних та ремонтних затискачів якої використовуються струмопровідні повиви з дротів з алюмінієвого сплаву підвищеної міцності з нанесеним компаундом. На виробництво затискачів аналогічної конструкції зараз переходить ТОВ «Сармат». Для натяжних затискачів проблема перемагнічування може бути вирішена шляхом заміни феромагнітних матеріалів не магнітні (наприклад, аустенітні сталі).
В Україні роботи з дослідження процесів перемагнічування та виникаючих втрат у спіральних затискачах для неізольованих проводів в ініціативному порядку веде компанія «Форенерго-інжиніринг». На нещодавніх випробуваннях, що проводилися в акредитованому «Випробувальному центрі лінійної арматури та високовольтних ізоляторів «ЧЕМЗ» – «МЗВА», були присутні представники ПАТ «ФСК ЄЕС», ВАТ «ЦІУС ЄЕС» та підприємств-виробників спіральної арматури. Випробування щодо визначення втрат на перемагнічування існуючих конструкцій спіральної арматури та підтримуючих та натяжних затискачів, виготовлених з магнітних матеріалів, які пройшли в акредитованому «Випробному центрі лінійної арматури та ізоляторів ТОВ «ЧЕМЗ» – ТОВ «МЗВА», підтвердили наявність значних перешкод , а також перегрів затискачів, виготовлених з магнітних матеріалів або які мають конструкції протектори-фіксатори, виготовлені з магнітних матеріалів. (З результатами проведених випробувань можна ознайомитись у статті О.Д. Кіма та Б.М. Жукова «Оцінка впливу спіральнихзатискачів на тепловий стан дроту»). Спеціалісти, які були присутні на випробуваннях, вважають за необхідне врахувати вимоги щодо втрат на перемагнічування в основних нормативних технічних документах ПАТ «Россети».