Краны разборные

Краны разборные: конструкция, типы, применение и монтаж в электротехнических и кабельных системах

Кран разборный (КР) – это специализированное соединительное устройство, предназначенное для создания временного или постоянного разъемного контактного соединения в силовых электрических цепях. Основное функциональное назначение – коммутация участков кабельных линий, подключение и отключение электрического оборудования (трансформаторов, реакторов, силовых выключателей) без необходимости разрезания и последующей сварки или опрессовки кабеля. Конструктивно кран представляет собой два контактных наконечника (вилка и розетка), которые стягиваются между собой одним или несколькими болтами, обеспечивая плотный и надежный контакт. Ключевая особенность – возможность многократной сборки и разборки соединения.

Конструктивные особенности и материалы

Стандартный разборный кран состоит из нескольких базовых элементов:

• Контактные наконечники (полумуфты): Изготавливаются из электротехнической меди (М1) или алюминия (АД0, АД31), часто с гальваническим покрытием (олово, серебро, никель) для защиты от окисления и снижения переходного сопротивления. Имеют хвостовики для присоединения кабеля – под опрессовку, сварку или болтовое соединение.
• Стяжные болты: Высокопрочные, из стали с антикоррозионным покрытием. Обеспечивают равномерное прижатие контактных поверхностей. Количество болтов зависит от номинального тока (от 2 до 8 и более).
• Изолирующая оболочка (корпус): Выполняется из литьевого полипропилена (ПП), стеклонаполненного полиамида (ПА6), силикона или ЭПДМ-резины. Предназначена для механической защиты, изоляции токоведущих частей и обеспечения герметичности.
• Уплотнительные элементы: Резиновые или силиконовые манжеты, термоусаживаемые трубки, герметизирующие ленты. Обеспечивают защиту от влаги, пыли и агрессивных сред.
• Контакты (ламели): В конструкциях кранов для подключения оборудования могут использоваться пружинные ламели из фосфористой бронзы, обеспечивающие надежный контакт со штырем аппарата.

Классификация и типы разборных кранов

Краны разборные систематизируют по нескольким ключевым параметрам.

По номинальному напряжению и току:

• Низковольтные (до 1000 В): Применяются в распределительных сетях 0.4 кВ, для подключения НКУ, вводных устройств.

Среднего напряжения (6, 10, 20, 35 кВ): Наиболее распространенный класс для кабельных сетей распределения. Имеют усиленную изоляцию и конструкцию, рассчитанную на работу в условиях электрического поля высокой напряженности.

По назначению и конструктивному исполнению:

• Кабельно-кабельные (КРК): Для соединения двух силовых кабелей между собой. Имеют симметричную конструкцию с двумя хвостовиками под кабель.
• Кабельно-аппаратные (КРА): Для подключения кабеля к аппарату (трансформатору, выключателю). Одна полумуфта имеет хвостовик под кабель, вторая – контактный узел (ламели) под штырь аппарата или плоский контакт.
• Проходные: Для вывода кабеля через стенку или металлический корпус с обеспечением герметичности и изоляции.
• С ответвительными зажимами (прокалывающими): Для выполнения ответвления от магистральной линии без ее разрезания.

По способу герметизации:

• Заливные: Полость с контактами после монтажа заполняется компаундом (эпоксидным, полиуретановым).
• Литые (в литом корпусе): Корпус отливается из диэлектрического материала, уплотнение – резиновыми манжетами.
• С термоусаживаемыми компонентами: Герметизация достигается усадкой специальных трубок и манжет под воздействием тепла.
• Болтовые с резиновыми уплотнениями: Классическая конструкция с механическим стягиванием и уплотнением по периметру.

Технические параметры и выбор

Выбор крана разборного осуществляется на основе строгого соответствия параметрам сети и условиям эксплуатации.

Основные технические характеристики кранов разборных

Параметр	Типовые значения / Описание	Критерий выбора
Номинальное напряжение, Uн	0.66; 6; 10; 20; 35 кВ	Должно быть не ниже максимального напряжения сети.
Номинальный ток, Iн	200; 400; 630; 800; 1250; 2000 А	Выбирается по длительно допустимому току кабеля с запасом 10-15%.
Сечение подключаемого кабеля	От 16 до 1000 мм² (по меди или алюминию)	Должно соответствовать хвостовикам крана. Возможна опрессовка на 2-3 смежных сечения.
Степень защиты (IP)	IP54, IP65, IP68	Зависит от условий монтажа (улица, помещение, грунт). Для подземных колодцев – не ниже IP68.
Климатическое исполнение	УХЛ, ХЛ, Т (для тропиков)	Определяется температурным диапазоном и влажностью региона.
Динамическая стойкость (Iскв)	До 80 кА (зависит от модели)	Должна быть выше расчетного тока короткого замыкания в точке установки.
Переходное сопротивление контакта	Не более 5-10 мкОм	Чем ниже, тем лучше. Контролируется при приемо-сдаточных испытаниях.

Области применения в электроэнергетике

• Кабельные линии распределительных сетей 6-35 кВ: Соединение кабелей в муфтовых колодцах, тоннелях, кабельных этажах. Позволяет оперативно заменять поврежденный участок кабеля.
• Подстанции: Подключение силовых кабелей к выводам силовых трансформаторов, шкафам КРУ, выключателям нагрузки. Обеспечивает возможность быстрого отключения аппарата для ремонта или испытаний.
• Вводно-распределительные устройства (ВРУ, ГРЩ): Организация вводов и перемычек большой токовой нагрузки на низком напряжении (0.4 кВ).
• Временные электросети: Для объектов строительства, фестивалей, аварийных восстановительных работ, где требуется быстрое развертывание и демонтаж силовых линий.
• Соединение разнородных кабелей: Например, переход с бумажно-пропитанной изоляции на СПЭ, или соединение алюминиевого и медного кабеля (с использованием биметаллических наконечников или специальной пасты).

Технология монтажа: ключевые этапы и требования

Качество монтажа напрямую определяет надежность и долговечность соединения.

1. Подготовка кабеля: Разделка конца кабеля с соблюдением геометрии и длин, указанных в инструкции производителя. Зачистка жилы до чистого металла.
2. Опрессовка наконечников: Использование гидравлического пресса, матриц и инструмента, соответствующих сечению жилы и материалу наконечника. Контроль качества обжатия (отсутствие трещин, полное заполнение матрицы).
3. Очистка контактных поверхностей: Обезжиривание и обработка контактных площадок специальной токопроводящей пастой на основе мелкодисперсного металлического порошка (для алюминиевых соединений – обязательно с ингибиторами окисления).
4. Сборка корпуса: Укладка кабелей, установка уплотнителей, экранных перемычек (для СН). Стягивание болтов динамометрическим ключом с усилием, строго по спецификации производителя. Неравномерная затяжка ведет к перекосу и локальному перегреву.
5. Герметизация: Для литых корпусов – установка резиновых манжет и обмазка герметиком. Для термоусаживаемых – равномерный прогов газовой горелкой или термофеном. Для заливных – приготовление и заливка компаунда в строгом соответствии с регламентом.
6. Испытания и контроль: Измерение сопротивления изоляции мегомметром, проверка целостности экрана и контура заземления. Для ответственных соединений – тепловизионный контроль под нагрузкой после ввода в эксплуатацию.

Преимущества и недостатки по сравнению с неразъемными соединениями

Преимущества:

• Ремонтопригодность и обслуживание: Возможность быстрой разборки для ревизии, очистки контактов, замены одного из соединяемых элементов.

Сокращение времени монтажа и ремонта: Установка крана быстрее, чем монтаж соединительной или концевой муфты, требующей сложных технологических операций.

• Многократность использования: Корпус и болтовой узел могут использоваться многократно, замене подлежат только наконечники, что экономически выгодно.
• Гибкость конфигурации сети: Упрощение перекоммутаций, изменения схемы электроснабжения.

Недостатки:

• Большие габариты: Как правило, занимают больше места в колодце или ячейке КРУ, чем литая муфта.
• Требовательность к качеству монтажа: Риск недо- или перетяжки болтов, ошибок при герметизации, что ведет к аварии.
• Потенциально более высокое переходное сопротивление: По сравнению с опрессованным или сварным соединением, требует регулярного контроля.
• Ограничения по условиям среды: Не все конструкции одинаково хорошо работают в условиях постоянного затопления или агрессивных паров без дополнительной защиты.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кран разборный от соединительной муфты?

Соединительная муфта (СМ) – это, как правило, неразъемное изделие, предназначенное для одноразового монтажа с целью постоянной герметичной стыковки двух кабелей. Кран разборный – разъемное устройство, рассчитанное на многократную коммутацию. СМ часто имеет литой изоляционный корпус, КР – сборный корпус со стяжными болтами.

Можно ли использовать алюминиевый кран для медного кабеля и наоборот?

Прямое соединение меди и алюминия недопустимо из-за гальванической коррозии. Для таких случаев используют краны с биметаллическими (медно-алюминиевыми) наконечниками или применяют специальные переходные биметаллические шайбы и пасты, предотвращающие окисление. Предпочтительнее первый вариант.

Как часто необходимо проводить ревизию и подтяжку болтовых соединений кранов?

График обслуживания должен быть указан в технической документации производителя и корпоративных регламентах эксплуатации. Как правило, первая контрольная подтяжка выполняется через 6-12 месяцев после монтажа (после прохождения полного цикла нагрева-охлаждения), затем – в рамках планово-предупредительных ремонтов (раз в 2-4 года). Обязателен контроль после любых действий в сети, сопровождавшихся короткими замыканиями.

Каков главный признак неисправности разборного крана в работе?

Основной признак – локальный перегрев, фиксируемый тепловизором при плановых обследованиях. Внешне это может проявляться в изменении цвета корпуса (пожелтение), появлении запаха гари, трещин на изоляции или подтеков герметика/компаунда. Повышенный нагрев свидетельствует о росте переходного сопротивления из-за ослабления контакта, окисления поверхностей или дефекта монтажа.

Допустимо ли располагать краны разборные непосредственно в грунте?

Категорически не рекомендуется. КР должен устанавливаться в кабельной муфтовой колодце, камере, шкафу или другом защищенном месте, обеспечивающем доступ для обслуживания. Установка непосредственно в грунт, даже при степени защиты IP68, не позволяет проводить визуальный контроль и обслуживание, а также подвергает изделие неучтенным механическим нагрузкам.

Существуют ли краны разборные для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ)?

Да, существуют специальные конструкции, рассчитанные на особенности СПЭ-кабелей. Они имеют плавные экранированные внутренние профили для управления электрическим полем, специальные полупроводящие и изолирующие компоненты, предотвращающие частичные разряды. Использование кранов, не предназначенных для СПЭ, на кабелях среднего напряжения недопустимо.

Заключение

Краны разборные являются критически важными компонентами в современной кабельной инфраструктуре среднего и низкого напряжения, обеспечивая необходимую гибкость, ремонтопригодность и надежность соединений. Их корректный выбор, основанный на анализе электрических и эксплуатационных параметров, и строгое соблюдение технологии монтажа и обслуживания являются обязательным условием для обеспечения бесперебойного электроснабжения и долговечности кабельных линий. Постоянный мониторинг состояния этих соединений с помощью современных средств диагностики (тепловизионный контроль, измерение сопротивления контакта) позволяет минимизировать риски отказов и предупредить развитие аварийных ситуаций.