Одной из основных причин использования древесины как материала для опор линий электропередачи являются низкие первоначальные затраты в строительстве.
Кроме того, древесина легко обрабатывается, имеет хорошие диэлектрические свойства, небольшой вес и сниженные (относительно железобетона и металла) трудозатраты в строительстве. В настоящее время в сетях высокого напряжения Советского Союза эксплуатируется больше 1,5 млн. м3 древесины.
По данным аварийной статистики повреждения деревянных опор (по причине механических воздействий и от возгорания древесины) составили от 25 до 40% всех повреждений на линиях 35—500 кв, повреждения металлических опор — 3—5,6%, а железобетонных 1,4—3,6%,. Такое соотношение нельзя объяснить только большей протяженностью деревянных линий.
Основными причинами повреждений деревянных опор являются загнивание древесины и поломка деталей при сильном ветре или гололеде. По этим причинам повреждается около половины всех опор. Примерно 1/4 всех случаев является следствием возгорания опор из-за неплотного соединения элементов и загрязненных или дефектных изоляторов.
Остальные аварии происходят из-за плохого закрепления опор в грунте, низовых пожаров, низкого качества железобетонных пасынков и по другим причинам.
Опоры, выполненные из непропитанного или плохо пропитанного антисептиками леса, относительно быстро подвергаются загниванию.
Загнившая деталь опоры теряет прочность, и ее следует своевремено заменить новой.
Гниение является следствием заражения древесины спорами грибка, распространяющимися подобно семенам цветочных растений. Попадая на дерево, споры грибка проникают в толщу ствола и, разрастаясь, вызывают распад и разрушение клеток древесины. При благоприятных условиях гниль интенсивно развивается.
Распространение гнили в дереве происходит только при определенных условиях: при температуре не ниже + 5°С (наиболее интенсивно при +20-+35°С), при влажности 20—60% и при наличии воздуха. Сухая или погруженная в воду древесина не гниет.
В северных районах страны непропитанные сосновые столбы служат 6—7 лет, а на юге 2—3 года.
Когда опора увлажняется атмосферными осадками, то больше всего влаги задерживается в трещинах, на верхних обрезах стоек и пасынков и на верхней поверхности траверс и раскосов. Влага, проникая во внутренние слои, создает благоприятные условия для процесса гниения.
Для защиты от влаги торцам пасынков и стоек придают наклон (скат) и закрывают их крышками из толя паи оцинкованного железа.
Подземная часть опоры увлажняется за счет влаги грунта. В обычных условиях зона наибольшего загнивания опоры находится на расстоянии 10—40 см ниже поверхности земли, где влажность и температура способствуют развитию грибка. При почве, имеющей влажность больше 60% (например, в болоте), опора гниет только в надземной части.
Предохранение древесины от гниения достигается пропиткой противогнилостными веществами — антисептиками. Хорошо пропитанная древесина служит 20— 25 лет. Правила устройства электроустановок (ПУЭ) предписывают для опор линий электропередачи применять пропитанные бревна; исключение составляет лиственница зимней рубки, обладающая большой стойкостью к загниванию.
При заводской пропитке применяется преимущественно креозотовое масло — густая жидкость черного или коричнево-черного цвета, обладающая резким запахом.
До пропитки на заводе детали опоры обрабатывают (сверлят, выполняют затесы и т. д.), для того чтобы на трассе не нужно было обрабатывать и нарушать пропитанные слои древесины. Если на трассе по какой-либо причине придется просверлить новое отверстие или сделать подвес, то места, подвергшиеся обработке, следует промазать антисептиком. Без такой промазки срок службы пропитанной детали приблизится к непропитанной.
После обработки детали опор загружают в цилиндр, заполняют цилиндр антисептиком и повышают давление в нем до 6—8 ат.
При повышенном давлении антисептик проникает в клетки древесины, сжимая находящийся там воздух. После некоторой выдержки давление снижают, антисектик удаляют и создают в цилиндре разрежение (вакуум). При переходе к вакууму воздух как бы выталкивает излишки антисептика, уже смочившего стенки клеток.
При этом методе пропитки 1 м3 древесины поглощает 70—90 кг антисептика.
Стоимость пропитки составляет 25—30% стоимости древесины. Основным условием хорошей пропитки является незначительная влажность дерева (до 18—20%). Креозотовое масло не может проникнуть в клетки древесины, если они заполнены водой. Мокрое дерево с влажностью более 35% не пропитывается, а только обмазывается антисептиком, что, конечно, не может обеспечить надежной работы в эксплуатации.
Кроме пропитки под давлением, существует так называемый диффузионный метод, протекающий тем успешнее, чем больше влажность древесины. При этом методе поверхность ствола, очищенного от коры и луба, обмазывают пастой, в состав которой входит порошкообразный антисептик. Растворяясь, антисептик проникает в древесину. Пропитку ведут в штабелях, закрывая бревна для сохранения влажности. Этот метод не требует заводской установки. Недостатком его является повышенная трудоемкость. Для предохранения от вымывания дождем пасте дают подсохнуть и на нее наносят гидроизоляционный слой из битума или каменноугольного лака. В этом случае антисептик из пасты будет проникать в древесину при эксплуатации опоры.
Количество антисептика (дннитрофенола или уралита) в пасте рассчитывается на сквозную пропитку с запасом, превышающим в несколько раз дозу, убивающую древесный грибок.
Все антисептики ядовиты. При работе с антисептированными деталями надо соблюдать особые меры предосторожности, перечисленные в Правилах техники безопасности. При разгрузке, сборке и ремонте опор, пропитанных антисептиками, рабочие снабжаются спецодеждой, обработанной казеиновым составом. До работы с деталями, пропитанными антисептиками, не следует бриться; перед едой надо мыть руки и полоскать рот; нельзя класть на пропитанный лес пищевые продукты и т. д.
тежу опоры или по расчету, произведенному по действительным параметрам данной линии.
Драсч и До по условиям нормального режима работы линии определяются для всех промежуточных опор с выпадающими поддерживающими зажимами и для опор с глухими поддерживающими зажимами, если они установлены не на пересечениях и не в населенной местности.
Для промежуточных опор с глухими поддерживающими зажимами, установленными на пересечениях и в населенных местностях, а также для всех анкерных и угловых опор Драсч и До определяют по условиям и нормального и аварийного режимов работы; и из двух полученных значений Д0 принимают большее.
Независимо от расчета До должно быть для стоек и пасынков не меньше 16 см и для траверс 14 см.
Древесина опор в эксплуатации проверяется осмотром, простукиванием или измерением глубины загнивания.
При осмотре определяются наличие внешнего загнивания, отдельные очаги гнили, трещины.
Простукиванием определяют загнивание сердцевины; чистый, звонкий звук характеризует неповрежденную древесину, а глухой — место загнивания. Простукивание мокрой или мерзлой древесины не дает надежных результатов. Если осмотром или простукиванием установлено наличие загнивания, измеряют его глубину щупом с полу-сантиметровыми делениями, или специальным инструментом, или обычным буравом диаметром 10— 12 мм.
Щуп вводится в древесину только рукой, забивать его молотком нельзя. .При измерении обычным буравом глубина загнивания определяется по началу и концу выхода гнилой стружки.
В последнее время для определения наружного и внутреннего загнивания древесины применяют щуп-бурав, разработанный мастером Латвийской энергосистемы А. К. Брандтом. Действие щупа-бурава основано на определении сопротивления древесины прокалыванию (при погружении бурава в деталь опоры) и смятию (при вращении бурава).
При измерении прочности сверлением используется упругость стержня бурава. При вращении рукоятки и погружении закрученной части бурава на некоторую глубину зрительно совмещают конец стержня с нулевой отметкой шкалы, нанесенной на обойме, после чего отпускают рукоятку и фиксируют число делений, на которое обойма вернется назад за счет упругости стержня.
По числу делений определяют прочность древесины. Для удобства работы на обойме 3 нанесены последовательно четыре шкалы.
Для деталей, расположенных вертикально или под углом (пасынки, стойки, раскосы), замеры делаются в трех точках окружности детали под углом около 120°. Для горизонтально расположенных деталей (траверсы, распорки) замеряют две точки, делая одно измерение сверху, другое — снизу.
При ревизиях надо знать диаметр бревна в месте замера загнивания. С достаточной для практики точностью можно определить диаметр рулеткой, замерив длину окружности, разделив полученное число в сантиметрах на три и вычтя из полученной цифры единицу.
Все отверстия в древесине, просверленные при измерении загнивания, надо смазать антисептиком и забить деревянными пробками.
По систематизированным данным скорости загнивания древесины на данной линии или в данном районе можно с большой точностью составить план капитального ремонта и замены отдельных деталей опор.
При осмотре деревянных опор следует обращать внимание не только на загнивание, но и на наличие обгорания или расщепления деталей, а также проверять, нет ли отверстий, пробитых дятлами, не повреждена ли опора наездом транспорта и т. д.
Одним из условий успешного проведения ремонтов деревянных опор под напряжением является заготовка новых деталей со всеми врубками, подтесами и отверстиями на земле. Это позволяет избегать подгонки деталей опор при установке, сокращает время пребывания электромонтера на опоре и освобождает его от излишних операций.
Порядок производства основных ремонтных работ составлен с учетом сохранения эксплуатационной надежности опоры, находящейся в ремонте. В случае необходимости ремонт может быть прерван почти на любой операции и закончен в последующем после более или менее продолжительного срока эксплуатации.