Сущность электропрогрева бетонных (далее ЭПБ) конструкций проводом заключается в том, что в конструкцию закладываются специальные провода, служащие источником тепла. При этом электрический ток, вызывающий тепловыделение, течет (в нормальном режиме) по изолированным проводам, а не через бетон, как при электродном прогреве. Под системой электропрогрева бетона (СЭПБ) понимается комплекс электроустановок, обеспечивающих прогрев бетонных конструкций за счет тепловыделения заложенного в них провода.

Проектирование СЭПБ

Дооборудование трансформаторов для СЭПБ

Разработка монтажной схемы

Обеспечение технологии ЭПБ

 

ТЭНы для электропрогрева бетона.

В наиболее простом случае ТЭНом является отрезок провода марки ПНСВ, отмеренный для получения определенного рабочего тока. ТЭНы различаются:

• 1. по марке используемого провода;
• 2. по способу включения;
• 3. по рабочему напряжению.

 

 Технология электропрогрева бетона.

Процесс электрического прогрева бетона (далее – ЭПБ) проводом возможно разделить на отдельные повторяющиеся технологические операции:

1. Заготовка ТЭНов.

2. Монтаж ТЭНов. Заключается в укладке заготовленных ТЭНов в строительные конструкции, подлежащие прогреву.

3. Утепление подлежащей прогреву конструкции. Заключается в создании условий минимального теплообмена бетонной конструкции с окружающей средой.

4. Подключение ТЭНов к источнику питания. Заключается в прокладке временных линий электроснабжения от трансформатора прогрева к ТЭНам, заложенным в прогреваемую конструкцию и соединению их определенным образом.

5. Включение электропрогрева и оперативное дежурство (регулярный контроль, изменение степени нагрева, устранение мелких неисправностей).

Заготовка ТЭНов.

Определение длины отрезков провода.

Как уже было упомянуто, длина отрезков ПНСВ для ТЭНов должна быть четко отмерена так, чтобы ток в проводе, погруженном в бетон, составлял 14 – 16 Ампер. Практическим путем определены средние длины отрезков ПНСВ–1.2 для КТПТО (то есть на 75 Вольт): нитка – 28 метров, отрезок для тройки – 17 метров.

Применение ТЭНов фиксированной длины показало, что удельное сопротивление ПНСВ весьма нестабильно (±20%), изменяясь как от партии к партии, так и в одной бухте от начала к концу. Наиболее надежным оказалось корректировать длину отрезков по их активному сопротивлению. Замер следует производить до монтажа «холодных концов» или монтажа в звезду. Коррекцию длины отрезков рекомендуется производить 1-2 раза на километр ПНСВ. Для определения сопротивления отрезка ПНСВ в зависимости от типа ТЭНа составлена Таблица 1.

Таблица 1. Сопротивления отрезков ПНСВ для различных ТЭНов.

Тип ТЭНа	Активное сопротивление, Ом
	от	до
нитка на 75 Вольт	3.8	4.0
тройка на 75 Вольт	2.2	2.4
нитка на 36 Вольт	1.8	2.0
тройка на 36 Вольт	1.1	1.2

Некоторое несоответствие сопротивления элемента тройки теоретическому (то есть сопротивлению нитки, деленному на 1.73) объясняется иным способом подключения троек, при котором падение напряжения от источника питания до ТЭНов несколько меньше.

Для определения сопротивления отрезков провода необходим омметр, способный с точностью ±10% измерять сопротивление в диапазоне 0 – 5 Ом. Так как отсчет показаний ведется обычно недостаточно квалифицированным персоналом, желательно, чтобы омметр имел линейную шкалу прямого отсчета. Один из вариантов подобного омметра демонстрирует Рисунок 2. На шкале видны отметки фломастером, соответствующие сопротивлению тройки – «3» и нитки – «Н».

Рисунок 2. Омметр 0-5 Ом с линейной шкалой.

 

Соединение проводников в ТЭНах.

Качество контактных соединений оказывает значительное влияние на надежность системы электропрогрева бетона в целом. Особое внимание следует обращать на качество контактных соединений, утапливаемых в бетон. Плохо выполненные скрутки могут вызвать отключение отдельных ТЭНов (или групп ТЭНов) на стадии начального разогрева конструкции. При изготовлении ТЭНов рекомендуется зачищать провод для скруток на длину 70–80 мм, избегая повреждений токопроводящих жил при снятии изоляции.

Некачественная изоляция скруток увеличивает, за счет утечки в бетон, ток в проводах. При превышении длительно допустимого тока возможен выход ТЭНов из строя. Для изоляции скруток, утапливаемых в бетон, предпочтительно применять хлопчатобумажную изоляционную ленту, так как она допускает больший температурный диапазон монтажа и эксплуатации.

Для повышения надежности системы электропрогрева бетона операции по заготовке ТЭНов следует выполнять в условиях отапливаемого помещения, предпочтительно – в условиях оборудованной мастерской.

 

Специальная подготовка ТЭНов.

В целях ускорения монтажа ТЭНов в конструкции, а также для упрощения монтажных схем и экономии провода силовых линий при заготовке ТЭНов может проводиться их предмонтажная подготовка. Подготовка заключается в придании отрезкам ПНСВ формы спирали Ø30–40 мм (смотри Рисунок 3).

Рисунок 3. Подготовленные к монтажу ТЭНы. Слева направо: нитка, тройка и тройка без «холодных концов».

Намотка ПНСВ в спирали производится до оснащения ТЭНов «холодными концами» на специальном станке, использующем в качестве привода электродрель.

Далее по тексту рассматриваются, если не сделано специальных оговорок, только свитые в спираль ТЭНы.

 

Монтаж ТЭНов.

Укладку ТЭНов в бетонные конструкции следует осуществлять в соответствии с монтажной схемой. Спирали ТЭНов крепятся одним концом и растягиваются вдоль арматуры на заданную монтажной схемой длину так, чтобы вывести из бетона «холодные концы» достаточной для подключения длины. Провод должен распределяться по трассе равномерно, так, чтобы не возникало локальных перегревов. Холодные концы следует надежно крепить к каркасу или опалубке с тем, чтобы они не смещались в процессе заливки бетона. Крепление ПНСВ к арматуре следует выполнять так, чтобы не повреждалась изоляция провода и обеспечивалось надежное крепление, например, отрезками (отходами) провода ПНСВ через интервал 0.5 – 0.75 метр. При монтаже нельзя накручивать ПНСВ на арматуру – в случае необходимости накручивать можно провод «холодных концов». Запрещено допускать пересечение или сближение менее чем на 50 мм провода различных ТЭНов.

Во время монтажа следует обеспечить сохранность как токопроводящих жил, так и изоляции. После монтажа ТЭНов нельзя вести на конструкции работы, могущие вызвать их повреждение – например, сварочные работы.

При заливке бетона необходимо наблюдать за тем, чтобы уложенные в конструкцию ТЭНы были полностью утоплены в бетоне. Следует помнить о том, что на воздухе провод ПНСВ под действием рабочего тока быстро перегорает и, кстати, может вызвать возгорание утеплителя.

 

Подключение ТЭНов к источнику питания.

Должно осуществляться квалифицированными электриками в соответствии с монтажной и принципиальной схемой.

Электротехнический персонал, выполняющий подключение ТЭНов к источнику питания, должен руководствоваться следующими правилами:

1. Вся электрическая часть СЭПБ должна выполняться максимально надежно, так как ее неисправности неизбежно приводят к значительным материальным убыткам.

2. Контактные соединения всех видов должны выполняться качественно, так как часть электрооборудования СЭПБ используется на повышенных по отношению к обычным (определенным ПУЭ) токах.

а. Подключение проводов «накруткой» ненадежно и недопустимо даже для одного ТЭНа.

б. Соединять медные проводники с алюминиевыми разрешается только при помощи специальных соединителей (например, сжимов типа У-859, У-739, У-731 и т.п. – «орешков»).

в. Провода с однопроволочной жилой (АПВ) на токах до 75 Ампер допустимо соединять «скруткой». Качество соединений должно соответствовать рабочему току – провода следует зачищать на длину 50–100 мм в зависимости от сечения провода, избегая повреждений жилы при снятии изоляции.

3. Кабельные и проводные линии, питающие СЭПБ (кроме «холодных концов»), работают в напряженном тепловом режиме, их утепление НЕДОПУСТИМО. ЗАПРЕЩЕНО ухудшать условия отвода тепла от линий питания «низкой» стороны СЭПБ любыми способами – накрывать их, укладывать кольцами, допускать пересечения и так далее.

4. Так как электрооборудование СЭПБ эксплуатируется в особо опасных условиях (в отношении опасности поражения персонала электрическим током), следует принять все меры к недопущению электротравм.

 

Оперативное дежурство.

Оперативное дежурство по СЭПБ включает:

1. обходы и осмотры электрооборудования СЭПБ;

2. оперативные переключения;

3. замеры электрических величин, характеризующих состояние СЭПБ;

4. замену предохранителей, контрольных ламп, устранение мелких неисправностей;

5. ведение документации.

 

Обходы и осмотры СЭПБ включают в себя визуальный осмотр всех электроустановок СЭПБ на предмет выявления неисправностей и аварийных режимов работы.

Оперативные переключения включают в себя:

· включение и отключение элементов СЭПБ, переключение вводов;

· изменение степени нагрева регулировкой выходного напряжения трансформатора (для КТПТО – 80 и аналогичных).

Замеры электрических величин осуществляются для контроля состояния СЭПБ. Результаты замеров заносятся в специальный оперативный журнал. Измерения сводятся к замеру токов в указанных на схеме точках (токоизмерительными клещами) и, в случае необходимости, к замеру напряжения (вольтметром переменного тока).

Замена предохранителей, контрольных ламп, устранение мелких неисправностей производятся в интересах бесперебойного функционирования СЭПБ.

Оперативное дежурство должно осуществляться квалифицированным электротехническим персоналом ввиду того, что включает в себя производство электрических измерений и требует принятия самостоятельных решений. Нежелательно возлагать на оперативный персонал функции контроля за температурами бетонной конструкции, так как при этом не обеспечивается должный контроль за качеством работы электротехнического персонала.