Анкерная арматура

Анкерная арматура: классификация, назначение и применение в электроэнергетике

Анкерная арматура представляет собой комплекс элементов, предназначенных для закрепления (анкеровки) проводов, грозозащитных тросов и других линейных объектов на опорах воздушных линий электропередачи (ВЛ), контактной сети, а также для соединения и натяжения этих элементов. Ее основная функция – восприятие и передача механических нагрузок от проводов и тросов на несущие конструкции опор, обеспечение необходимых изоляционных промежутков и безопасной эксплуатации ВЛ в различных климатических условиях.

Классификация и основные типы анкерной арматуры

Анкерную арматуру классифицируют по нескольким ключевым признакам: назначению, типу крепления, материалу и конструктивному исполнению.

1. По назначению и месту установки

• Анкерные зажимы для проводов и тросов: Предназначены для жесткого закрепления конца провода (троса) в анкерной точке на опоре. Обеспечивают неразъемное соединение, выдерживающее полное расчетное натяжение.
  • АН – анкерный натяжной зажим (для проводов).
  • НАТ – натяжной анкерный зажим для грозозащитных тросов.
  • ТАК – тарельчатый анкерный зажим.
• Поддерживающая арматура: Удерживает провод в промежуточных точках (на промежуточных опорах), позволяя ему перемещаться вдоль оси (например, при изменении температуры). К ней относятся поддерживающие гирлянды изоляторов с соответствующими зажимами (ПГ, ПС).
• Соединительная арматура: Служит для соединения отрезков проводов и тросов в пролете.
  • Опрессовываемые соединители (ОС, САС).
  • Болтовые соединители (ПБ).
  • Термоупрочненные втулки (ТУ).
• Защитная арматура: Предназначена для защиты от вибрации (гасители вибрации – ГВ), защиты от схлестывания (спиральные стяжки, разделители), экранирования (экранирующие кольца, рога).
• Контактно-соединительная арматура: Применяется в контактных сетях железных дорог (зажимы контактные, соединители, фиксаторы).
• Анкерные узлы крепления к опорам: К ним относятся серьги, ушки, коромысла, анкерные плиты и тяги, с помощью которых изоляторные гирлянды или непосредственно зажимы крепятся к стволу или траверсе опоры.

2. По типу крепления провода/троса

• Клиновые зажимы: Провод удерживается за счет силы трения, создаваемой клиновым элементом (клином), который забивается или затягивается в корпус зажима. Требуют точного подбора по диаметру.
• Болтовые (прессуемые) зажимы: Провод обжимается в корпусе зажима с помощью болтов или специального пресс-инструмента. Обеспечивают более надежный и равномерный контакт.
• Опрессовываемые (обжимные) зажимы и соединители: Монтируются методом холодного опрессования с помощью гидравлического пресса и матриц. Создают неразъемное соединение, максимально приближенное по механической прочности к проводу.
• Петлевые (петлевые серьги): Крепление осуществляется через петлю, образованную самим проводом или тросом, с использованием коуша и зажима.

Конструктивные особенности и материалы

Анкерная арматура изготавливается из материалов с высокой механической прочностью, коррозионной стойкостью и хорошей электропроводностью (где это требуется).

• Ковкий чугун (КЧ): Применяется для корпусов натяжных и поддерживающих зажимов. Обладает хорошими литейными свойствами и устойчивостью к динамическим нагрузкам.
• Алюминиевые сплавы (АД, АК): Используются для зажимов на алюминиевые и сталеалюминиевые провода. Исключают возникновение гальванической коррозии в месте контакта.
• Сталь (углеродистая, оцинкованная, нержавеющая): Применяется для изготовления болтов, гаек, анкерных пластин, серьг, элементов крепления тросов. Оцинкование горячим методом – обязательное требование для защиты от атмосферной коррозии.
• Медь и медные сплавы: Используются в соединительной арматуре для медных проводов и в контактных сетях.

Ключевые технические параметры и требования

При выборе анкерной арматуры руководствуются строгими техническими условиями (ТУ) и государственными стандартами (ГОСТ). Основные параметры:

• Номинальное разрушающее усилие (НРУ): Минимальная статическая нагрузка, которую должна выдержать арматура без разрушения. Измеряется в кН. Основной параметр для подбора.
• Диаметр провода/троса: Зажим подбирается под конкретный диапазон диаметров.
• Марка провода/троса: Учитывается материал (А, АС, ПС) и конструкция (количество и диаметр проволок).
• Условное обозначение: Содержит информацию о типе, НРУ и материале. Пример: НАС 70-1 – Натяжной анкерный зажим для сталеалюминиевых проводов с НРУ 70 кН, исполнение 1.

Таблица: Примеры анкерной арматуры для ВЛ 35-110 кВ

Тип арматуры	Назначение	Обозначение (пример)	НРУ, кН	Применяемость (провод/трос)
Анкерный зажим	Крепление сталеалюминиевых проводов	АН 30-1	30	АС 50/8, 70/11
Натяжной зажим для троса	Крепление грозозащитного троса	НАТ 50	50	ТК 50, ТК 70
Соединитель овальный	Соединение проводов в пролете	СОАС 95/16	По прочности провода	АС 95/16
Серьга анкерная	Крепление гирлянды к опоре	СА 7-1	70	Для изолятора ПС 70-Д

Особенности монтажа и контроля

Правильный монтаж анкерной арматуры критически важен для надежности ВЛ. Основные требования:

• Подготовка провода: Очистка от загрязнений и окисной пленки в зоне контакта с зажимом (для алюминиевых проводов).
• Соблюдение моментов затяжки: Для болтовых соединений используется динамометрический ключ.
• Контроль опрессовки: При использовании обжимных соединителей применяется калиброванный инструмент, контролируется усилие и качество обжатия (отсутствие трещин, полное закрытие матриц).
• Визуальный и инструментальный контроль: Проверка правильности установки, отсутствия перекосов, состояния защитного покрытия. Для ответственных соединений может применяться ультразвуковой контроль.
• Использование смазок и паст: Для защиты контакта от окисления и облегчения монтажа применяются кварцевазилиновые или другие специальные пасты.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Как правильно подобрать анкерный зажим по номинальному разрушающему усилию (НРУ)?

НРУ зажима должно быть не менее расчетного максимального натяжения провода (троса) в анкерном пролете при самых неблагоприятных условиях (гололед, ветер, низкая температура) с учетом коэффициента запаса прочности, указанного в проекте ВЛ (обычно не менее 2,5). Выбор осуществляется по проектным спецификациям или таблицам соответствия, предоставляемым производителем арматуры.

2. В чем принципиальная разница между анкерным и промежуточным зажимом?

Анкерный зажим предназначен для жесткой фиксации провода и восприятия полного тяжения со стороны пролета. Он не позволяет проводу скользить. Промежуточный зажим удерживает провод на промежуточной опоре, но позволяет ему перемещаться внутри зажима при температурных удлинениях/укорочениях, предотвращая возникновение избыточных напряжений.

3. Можно ли использовать алюминиевую арматуру на стальных тросах или наоборот?

Категорически не рекомендуется из-за риска электрохимической (гальванической) коррозии. Разные металлы в присутствии электролита (атмосферная влага) образуют гальваническую пару, что приводит к интенсивному разрушению более электроотрицательного металла (обычно алюминия). Для стальных тросов применяется стальная оцинкованная арматура, для алюминиевых проводов – алюминиевая.

4. Как часто необходимо проводить диагностику состояния анкерных узлов при эксплуатации ВЛ?

В соответствии с правилами технической эксплуатации (ПТЭ) и нормами диагностики, визуальный осмотр анкерных узлов в составе общего осмотра ВЛ проводится не реже 1 раза в год. Детальная инструментальная проверка (тепловизионный контроль для выявления перегрева контактов, проверка моментов затяжки болтов) выполняется в сроки, установленные системой планово-предупредительных ремонтов (ППР), обычно каждые 3-6 лет, а также после прохождения стихийных бедствий (ураганы, гололед).

5. Что такое «скольжение в зажиме» и чем оно опасно?

Скольжение – это недопустимое проскальзывание провода внутри зажима под нагрузкой. Оно свидетельствует о неправильном подборе зажима, нарушении технологии монтажа (недотяжка болтов, загрязнение контактных поверхностей) или износе. Опасность заключается в изменении геометрии пролета, провисании провода, возможном коротком замыкании, а также в повреждении (перетирании) самих проволок провода, что ведет к снижению его механической прочности.

6. Каковы признаки износа или повреждения анкерной арматуры, требующие замены?

• Видимые трещины в корпусе зажима или на элементах крепления.
• Сильная коррозия, приводящая к уменьшению сечения элемента.
• Деформация (изгиб, скручивание) деталей.
• Наличие следов электрического дугового разряда (оплавления).
• Ослабление болтовых соединений (контролируется динамометрическим ключом).
• Смещение провода относительно зажима (признак скольжения).

Заключение

Анкерная арматура является критически важным компонентом воздушных линий электропередачи, определяющим их механическую надежность и долговечность. Грамотный выбор типов арматуры в соответствии с проектными нагрузками и условиями эксплуатации, строгое соблюдение технологий монтажа и регулярный контроль технического состояния – обязательные условия для обеспечения бесперебойного и безопасного функционирования энергетических сетей. Современные тенденции направлены на повышение коррозионной стойкости материалов, оптимизацию конструкций для снижения веса и упрощения монтажа, а также на разработку интеллектуальных систем мониторинга напряженного состояния критических узлов в режиме реального времени.