Зажимы 6-35

Зажимы для воздушных линий электропередачи 6-35 кВ: классификация, конструкция, применение и монтаж

Зажимы для воздушных линий (ВЛ) электропередачи на напряжения 6, 10, 20 и 35 кВ являются критически важными элементами линейной арматуры, обеспечивающими надежное механическое крепление и электрический контакт проводов и грозозащитных тросов с опорами, а также соединение их между собой. Их основное назначение – фиксация токоведущих элементов в натянутом состоянии, передача механических нагрузок на опорные конструкции и обеспечение непрерывности токовой цепи с минимальными переходными сопротивлениями. От корректного выбора и монтажа зажимов напрямую зависят надежность, долговечность и безопасность работы всей линии электропередачи.

Классификация зажимов для ВЛ 6-35 кВ

Зажимы классифицируются по нескольким ключевым признакам: назначению, конструкции, материалу и способу крепления.

1. По назначению

• Натяжные зажимы: Предназначены для жесткого или скользящего крепления проводов и тросов к анкерным опорам, где воспринимают полное натяжение. Обеспечивают как механическую фиксацию, так и электрический контакт. Примеры: НБ, НР, НК.
• Поддерживающие зажимы: Устанавливаются на промежуточных опорах для подвески провода в поддерживающей гирлянде или непосредственно на траверсе. Позволяют проводу свободно перемещаться (качаться) при изменении температуры и ветровых нагрузках. Примеры: ПГ, ПС, ПМ.
• Соединительные зажимы: Служат для соединения отрезков проводов в петле анкерных опор или при ремонте. Не предназначены для восприятия значительных механических нагрузок. Примеры: ОС, СС.
• Ответвительные зажимы (зажимы для отпайки): Используются для подключения к магистральной линии без ее разрыва. Обеспечивают надежный электрический контакт. Примеры: ОА, ОУС.
• Зажимы для грозозащитных тросов: Специализированные зажимы, часто с креплением через разрядный промежуток. Могут быть натяжными (НКТ) и поддерживающими (ПКТ).

2. По конструкции и принципу действия

• Клиновые зажимы: Принцип действия основан на заклинивании провода или троса между двумя поверхностями (клином и корпусом) под действием рабочей нагрузки. Отличаются простотой конструкции и монтажа. Требуют точного подбора по марке провода.
• Болтовые (плашечные) зажимы: Фиксация осуществляется путем затяжки болтов, прижимающих провод к корпусу или специальным плашкам. Позволяют регулировать усилие затяжки. Широко распространены в поддерживающей арматуре.
• Прессуемые (обжимные) зажимы: Обеспечивают неразъемное соединение путем опрессовки специальной гильзы вокруг проводов. Дают максимальную площадь контакта и механическую прочность. Требуют применения специального инструмента.
• Петлевые (на петлях): Состоят из вилки и ушка, соединенных пальцем. Обеспечивают шарнирное соединение, позволяющее гирлянде свободно отклоняться. Используются в составе гирлянд изоляторов.

3. По материалу

• Алюминиевые сплавы (силумин): Наиболее распространены для токоведущих частей. Имеют хорошую электропроводность, коррозионную стойкость и малый вес. Марки АК-7, АК-9.
• Ковкий чугун: Применяется для деталей, испытывающих высокие механические нагрузки (корпуса натяжных зажимов). Обладает высокой прочностью и износостойкостью. Марка КЧ 30-6.
• Оцинкованная сталь: Используется для болтов, гаек, шайб, пружинных шайб, а также для элементов зажимов грозозащитных тросов. Цинковое покрытие защищает от атмосферной коррозии.
• Медь и медные сплавы: Применяются в ответвительных зажимах и для соединения медных проводов.

Конструкция и маркировка основных типов зажимов

Маркировка зажимов, как правило, следует отраслевым стандартам и включает в себя буквенное обозначение типа и цифровое указание номинального сечения провода/троса.

Таблица 1. Основные типы зажимов для ВЛ 6-35 кВ

Тип зажима	Назначение	Конструктивные особенности	Пример маркировки
НБ (Натяжной болтовой)	Анкерное крепление проводов	Корпус из ковкого чугуна, алюминиевая плашка с пазом под провод, стальные болты. Провод зажимается между корпусом и плашкой.	НБ-70 – для провода сечением 70 мм²
НР (Натяжной роликовый)	Анкерное крепление с компенсацией удлинения (для сталеалюминиевых проводов)	Имеет ролик, по которому скользит провод, что предотвращает его чрезмерное натяжение при низких температурах.	НР-120/20 – для провода АС 120/20
ПГ (Поддерживающий гирляндный)	Подвеска провода на промежуточной опоре на гирлянде из подвесных изоляторов	Имеет ушко для крепления к серьге гирлянды. Корпус с желобом, закрываемым прижимной планкой на болтах.	ПГ-95 – для провода сечением 95 мм²
ПС (Поддерживающий силовой)	Жесткая подвеска провода на траверсе промежуточной опоры (часто для ВЛ 6-10 кВ)	Крепится непосредственно к траверсе болтами. Имеет крышку, прижимаемую болтами, фиксирующую провод в желобе.	ПС-50 – для провода сечением 50 мм²
ОС (Ответвительный сжим)	Безразрывное подключение отпаек к магистральному проводу	Состоит из двух половин с желобами, стягиваемых болтами. Обеспечивает контакт основного и ответвительного проводов.	ОС-150-16 – для магистрали 150 мм², отпайки 16 мм²
НКТ (Натяжной для троса)	Анкерное крепление грозозащитного троса	Клиновой или болтовой зажим, часто с элементом для крепления через разрядный промежуток. Изготавливается из стали.	НКТ-50 – для троса сечением 50 мм²

Критерии выбора зажимов

Выбор конкретного типа и марки зажима регламентируется проектом ВЛ и осуществляется на основе следующих параметров:

• Номинальное напряжение линии: Определяет необходимую изоляционную конструкцию (гирлянду изоляторов или крепление на штыревом изоляторе).
• Марка и сечение провода/троса: Основной параметр. Зажим должен точно соответствовать наружному диаметру провода. Использование зажима на провод меньшего диаметра приведет к ненадежному контакту и повреждению; на больший – к невозможности монтажа.
• Тип опоры (анкерная, промежуточная, угловая): Определяет тип зажима (натяжной или поддерживающий).
• Климатические условия района трассы: Учитываются ветровые и гололедные нагрузки, которые определяют механическую прочность зажима. Для районов с агрессивной атмосферой (морское побережье, промышленные зоны) применяются зажимы с усиленным антикоррозионным покрытием.
• Величина тока нагрузки: Для ответвительных и соединительных зажимов важно, чтобы их номинальный ток был не меньше рабочего тока линии.

Технология монтажа и контроль качества

Правильный монтаж – залог долговечной работы зажима. Основные этапы и требования:

1. Подготовка провода и зажима

• Проверить соответствие маркировки зажима проектной документации.
• Очистить внутреннюю поверхность зажима и контактную часть провода от загрязнений, окисной пленки (для алюминиевых проводов) с помощью металлической щетки или скребка, с последующим нанесением контактной смазки на основе цинка или кварца.
• При монтаже на сталеалюминиевый провод в зоне контакта с болтовым зажимом необходимо наложить алюминиевые защитные ленты для предотвращения коррозии и пережима стальных жил.

2. Установка и затяжка

• Установить провод в желоб зажима в соответствии с инструкцией производителя.
• Произвести затяжку болтов динамометрическим ключом с усилием, указанным в технической документации. Недотяжка приводит к повышенному переходному сопротивлению и выгоранию провода; перетяжка – к деформации и надлому жил провода, особенно алюминиевых.
• Для клиновых зажимов важно правильно заправить провод и убедиться в его заклинивании.

3. Контроль после монтажа

• Визуальный контроль правильности установки, отсутствия перекосов.
• Измерение переходного сопротивления контакта микроомметром. Сопротивление зажима не должно превышать сопротивление равноценного по длине участка провода более чем в 1.2 раза.
• Термографический контроль (тепловизионный осмотр) в эксплуатации – основной метод диагностики. Нагрев зажима относительно провода более чем на 20°C свидетельствует о неисправности контакта.

Эксплуатация, диагностика и типовые неисправности

В процессе эксплуатации зажимы подвергаются циклическим механическим (ветер, вибрация) и термическим (нагрев от тока, окружающая среда) нагрузкам.

Основные неисправности:

• Ослабление болтового соединения: Происходит из-за вибрации и ползучести алюминия. Приводит к увеличению переходного сопротивления, локальному перегреву, оплавлению и обрыву провода.
• Коррозия контактных поверхностей: Особенно опасна электрохимическая коррозия в месте контакта алюминия со сталью. Приводит к увеличению сопротивления и разрушению провода.
• Повреждение провода (надрез жил): Результат перетяжки болтов, неправильного выбора зажима или установки без защитных лент.
• Износ клиновых элементов: В клиновых зажимах при частых колебаниях нагрузки может происходить износ поверхностей клина.
• Трещины в корпусе: Возникают из-за усталости металла или заводского дефекта.

Методы диагностики: Плановые визуальные осмотры, тепловизионный контроль с использованием drones (БПЛА), измерение сопротивления контакта во время капитальных ремонтов.

Нормативная база и стандарты

Производство, испытания и применение линейной арматуры регламентируется рядом национальных и международных стандартов:

• ГОСТ Р 58026-2017 (МЭК 61284:1997) Арматура для воздушных линий электропередачи. Требования и испытания.
• Стандарты серии ГОСТ Р 50043 (на конкретные типы зажимов: НБ, ПГ и т.д.).
• Правила устройства электроустановок (ПУЭ), Глава 2.5. «Воздушные линии электропередачи напряжением выше 1 кВ».
• Инструкции по монтажу арматуры конкретных производителей.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается натяжной зажим НБ от НР?

НБ – жесткий болтовой зажим, прочно фиксирующий провод. НР – роликовый, позволяет проводу проскальзывать через зажим при критическом увеличении натяжения (например, при обледенении или резком похолодании), предотвращая обрыв. НР применяется для сталеалюминиевых проводов в районах с тяжелыми климатическими условиями.

Обязательно ли использовать динамометрический ключ при монтаже болтовых зажимов?

Да, обязательно. Усилие затяжки, указанное в паспорте на зажим, рассчитано для обеспечения оптимального контактного давления. Затяжка «на глаз» в 90% случаев приводит либо к недотяжке, либо к перетяжке, что является основной причиной выхода зажимов из строя в первые годы эксплуатации.

Можно ли использовать зажим, рассчитанный на провод АС 120/20, для провода А 120?

Нет, нельзя. Несмотря на одинаковое номинальное сечение (120 мм²), наружный диаметр алюминиевого провода (А) и сталеалюминиевого (АС) разный из-за разной конструкции. Зажим для АС 120/20 имеет желоб под больший диаметр, и провод А 120 будет зажат в нем ненадежно, что приведет к повышенному переходному сопротивлению и возможному выскальзыванию.

Как часто необходимо проводить тепловизионный контроль зажимов на ВЛ 35 кВ?

Рекомендуемая периодичность – не реже одного раза в 2-3 года. Для линий, критически важных для энергосистемы, или проходящих в районах с высокой загрязненностью атмосферы, периодичность может быть увеличена до 1 раза в год. Наиболее эффективен контроль в периоды максимальной нагрузки (зимний пик).

Что делать, если при осмотре обнаружена трещина в чугунном корпусе натяжного зажима?

Зажим с трещиной в силовом элементе (корпусе) подлежит немедленной замене. Эксплуатация такого зажима недопустима, так как в любой момент может произойти его разрушение с падением провода и отключением линии.

Чем обоснована необходимость нанесения контактной смазки?

Контактная смазка выполняет несколько функций: вытесняет влагу и воздух с контактной поверхности, предотвращает окисление (особенно важно для алюминия), снижает электрохимическую коррозию в парных контактах алюминий-медь или алюминий-сталь, а также стабилизирует переходное сопротивление в течение всего срока службы.