Спирална армировка
Жуков Б.М. – кандидат на техническите науки, началник отдел на Forenergo-Engineering LLC;
Захаров А.П. - главен инженер на PLP RUS LLC.
Спиралната армировка е сравнително нов алтернативен тип армировка за традиционните видове армировка, предназначена за проводници на въздушни електропроводи с високо напрежение, мълниезащитни кабели и оптични кабели.
Разработена от инженера Томас Питърсън, спираловидната концепция бързо си проправи път в енергийната индустрия на САЩ. Същността на тази концепция е използването на спираловидно формовани проводници за надеждно фиксиране и защита на проводниците на въздушни електропроводи. През 1947 г. е организирана Preformed Line Products (PLP), която лансира нови продукти, базирани на принципа на спиралата - опъващи и поддържащи спирални скоби.
В България първото производство на спирална армировка през 1995 г. стартира Електросетстройпроект (Москва), произвеждайки както защитни протектори, така и скоби: опорни, ремонтни, опъващи, свързващи. В началото на 2000-те години заводът MZVA (Москва, Чкаловск) се присъедини към производството на спирална армировка, през 2011 г. започва производството на спирална армировка като част от съвместен руско-испански проект в предприятието SARMAT (Саранск). Има информация за производство на ограничена гама продукти от няколко малки български фирми. И накрая, през 2016 г. българското представителство на компанията PLP, PLP RUS LLC, обяви стартирането на собствено производство на винтови фитинги в България.
Широкото използване на спирална армировка при изграждането, експлоатацията и ремонта на въздушни електропроводи и въздушни влакнаоптични комуникационни линии поради някои предимства пред други видове линейни фитинги. Може би основното е липсата на необходимост от използване на специални инструменти и устройства за неговото инсталиране, чието използване в полеви условия е просто невъзможно или трудно. Второто предимство е скоростта и лекотата на монтаж, при което спиралната армировка е на второ място след клиновата (или клиновата). Въпреки това многоелементните спирални скоби, например: свързване или ремонт, са сравними по скорост на монтаж или дори по-ниски от пресованите. Трето, дизайнът на самата спирална армировка позволява да се разпредели натоварването, прехвърлено към проводника върху неговата голяма площ, и следователно да се направят условията на работа на системата "скоба-тел" по-щадящи.
Използването на спирални фитинги с OKSN (оптичен кабел самоносещ неметален)
За OCSN използването на спирални фитинги е оптимално и на практика е безалтернативно, което се доказва от най-широкия положителен български и международен опит в използването му върху въздушни оптични комуникационни линии. Има само три недостатъка, свързани с проектирането на спирална армировка за OKSN. Първо, не универсалност. Изборът на фитинги трябва да се извършва с точност от 0,2-1,0 mm и често за определен тип и размер на OKSN е необходимо да се разработи специална скоба, която отнема много време. Второ, в някои случаи, например при съвместно окачване на въздушни линии 0,4-10 kV, използването на спирални фитинги може да бъде ограничено поради малкото разстояние до въздушните линии. Инсталирането в този случай може да бъде трудно и опасно. И трето, спиралните фитинги могат да се използват само за оптични кабели с кръгло напречно сечение.
Приложениеспирални фитинги със заземяващи проводници, включително OPGW (оптичен кабел в заземяващ проводник)
Използването на спирална армировка за конвенционални заземяващи проводници може да бъде ограничено само от високата цена, тъй като пресованата армировка е многократно по-евтина. Но за OCGT такова приложение е оптимално и няма алтернатива. Има само един недостатък - не е универсалност.
Използването на спирални фитинги с проводници, защитени с изолация (SIP 3 съгласно GOST 31946-2012) на въздушни линии 6-10 kV
Спиралната армировка (спирално плетене) се използва широко за закрепване на проводници SIP 3 към щифтови и линейни опорни изолатори. Но спиралната армировка практически не се използва като опънати скоби, въпреки че е предвидена от европейския стандарт CENELEC EN 50397-2: 2009. Основната причина е невъзможността да се осигури висока (90-95% от натоварването на скъсване на проводника) якост на завършване при нормални и повишени температури на проводника, както и загуби при нагряване и повторно намагнитване (по-подробен материал в статията на Е. Д. Ким и Б. М. Жуков „Оценка на ефекта на спиралните скоби върху термичното състояние на проводника“).
Използването на спирални фитинги с голи проводници VL 35-750 kV
За съжаление, при неизолирани проводници на въздушни линии е възможно да се използват спирални фитинги в ограничена степен и само при подходяща обосновка. Причината в случая са големите загуби за намагнитване, които възникват в скобата и водят до значителното й нагряване - над допустимите стойности. Това явление се среща в продуктите от спирални фитинги, които имат в дизайна си спирали, изработени от феромагнитни материали: поцинкована или алуминизирана тел. За високотемпературните проводници ситуацията се влошава от факта, че стойностите на токовете, протичащи в тях, надвишават стойностите на токовете в обикновените проводници, следователно стойносттазагубите на електроенергия нарастват значително. Трябва да се отбележи, че днес в България има широка практика за използване на подобни скоби с всички произтичащи от това негативни последици.
Има положителен чужд опит. Този проблем е успешно решен например от компанията PLP при проектирането на свързващи и ремонтни скоби, които използват проводими слоеве от проводници от високоякостна алуминиева сплав, покрити с проводящо съединение. В момента SARMAT LLC преминава към производството на скоби с подобен дизайн. За опъващите скоби проблемът с обръщането на намагнитването може да бъде решен чрез замяна на феромагнитни материали с немагнитни (например аустенитни стомани).
В България работата по изследване на процесите на обръщане на намагнитването и възникващите загуби в спираловидни скоби за голи проводници се извършва по собствена инициатива от фирма Форенерго-инженеринг. Представители на PJSC FGC UES, JSC CIUS UES и производители на винтови фитинги присъстваха на последните тестове, проведени в акредитирания Център за изпитване на линейни арматури и изолатори за високо напрежение ChEMZ - MZVA. Tests to determine the magnetization reversal losses of existing designs of spiral reinforcement and supporting and tension clamps made of magnetic materials, which were held in the accredited "Testing Center for Linear Armature and Insulators" ChEMZ LLC - "MZVA" LLC, confirmed the presence of significant losses associated with remagnetization, as well as overheating of clamps made of magnetic materials or having protectors-clamps made of magnetic materials in their design. (Резултатите от тестовете могат да бъдат намерени в статията на Е. Д. Ким и Б. М. Жуков „Оценка на влиянието на спираласкоби за термичното състояние на проводника"). Експертите, присъстващи на тестовете, считат за необходимо да се вземат предвид изискванията за загубите от обръщане на намагнитването в основните регулаторни технически документи на PJSC Rosseti.