Арматура резьбового соединения для кабельных линий

Арматура резьбового соединения представляет собой класс электротехнических изделий, предназначенных для механического крепления, электрического соединения и защиты токопроводящих жил кабелей и проводов. Ее ключевая конструктивная особенность – использование резьбовых элементов (гаек, винтов, шпилек) для создания надежного, разборного контактного соединения. Данный тип арматуры является основным для воздушных линий электропередачи (ВЛ), распределительных устройств (РУ) подстанций и открытых токопроводов.

Классификация и основные типы арматуры резьбового соединения

Классификация осуществляется по функциональному назначению, типу кабеля и номинальным электрическим параметрам.

1. Соединительная арматура (зажимы)

Предназначена для электрического и механического соединения токоведущих частей.

• Ответвительные зажимы (огибные и прокалывающие). Служат для подключения отводов к магистральным линиям без разрезания основной жилы. Огибные (например, тип «ОА») требуют зачистки изоляции. Прокалывающие (тип «ПО») обеспечивают контакт через изоляцию специальными зубцами, сохраняя ее герметичность.
• Петлевые зажимы. Используются для соединения кабеля с плоскими или штыревыми выводами аппаратов (трансформаторов, разъединителей) через петлю на конце жилы.
• Соединительные гильзы и наконечники. Гильзы (опрессовочно-резьбовые) служат для сращивания жил. Кабельные наконечники (например, типа ТМ, ТМЛ, ТШ) монтируются на конец жилы для последующего болтового присоединения к шине или аппарату. Имеют хвостовик для опрессовки или пайки и контактную площадку с отверстием под болт.

2. Концевая арматура (наконечники, оконцеватели)

Устанавливается на концах кабелей для обеспечения надежного контакта при подключении к зажимам электрооборудования. Резьбовое соединение здесь реализовано в виде болта, проходящего через отверстие в лапке наконечника и ответную часть зажима.

3. Контактно-соединительная арматура для СИП

Специализированная арматура для самонесущих изолированных проводов (СИП). Включает герметичные прокалывающие зажимы для ответвлений (тип «F»), анкерные и промежуточные зажимы, часто использующие резьбовую стяжку для зажима проводника и клинового механизма.

4. Крепежная и поддерживающая арматура

Хотя основное крепление часто клиновое, многие элементы (кронштейны, бандажные ленты) фиксируются на опорах с помощью резьбовых соединений (болтов, шпилек).

Конструктивные особенности и материалы

Конструкция арматуры резьбового соединения оптимизирована под высокие механические и электрические нагрузки.

• Корпус/тело зажима. Изготавливается из алюминиевых сплавов (АД31, АК7) или ковкого чугуна для деталей, не участвующих в токопроводении. Алюминий обеспечивает хорошую электропроводность и стойкость к коррозии.
• Резьбовой узел. Состоит из оцинкованных стальных или нержавеющих болтов, гаек и стопорных шайб. Сталь обеспечивает необходимую прочность на растяжение для создания требуемого контактного давления.
• Контактные элементы. Включают прижимные плашки, шины, тарельчатые пружины. Для улучшения контакта поверхности часто покрывают слоем олова или электротехнической смазкой на основе цинка для предотвращения окисления и снижения переходного сопротивления.
• Герметизирующие элементы. В арматуре для изолированных проводов (СИП) используются эластомерные уплотнители, термоусаживаемые трубки или колпачки, заполненные гидрофобным гелем.

Ключевые технические параметры и требования

Выбор арматуры регламентируется национальными (ГОСТ) и международными (IEC) стандартами.

Параметр	Описание	Примеры / Стандарты
Номинальное напряжение, Uн	Максимальное фазное напряжение сети, для которой предназначена арматура.	0.4 кВ; 6 кВ; 10 кВ; 20 кВ; 35 кВ
Номинальный ток, Iн	Длительно допустимый ток нагрузки, который арматура может проводить без превышения допустимой температуры.	От 63 А до 1000 А и более
Сечение подключаемого проводника	Диапазон сечений жилы, для которого рассчитан зажим.	16-95 мм²; 120-240 мм² (по ГОСТ, ТУ)
Минимальное разрушающее усилие	Механическая прочность на растяжение, гарантирующая целостность при монтаже и эксплуатации.	Указывается в кН (например, 4.5 кН, 12 кН)
Климатическое исполнение и категория размещения	Стойкость к температурным колебаниям, УФ-излучению, влажности.	У, ХЛ (умеренный, холодный климат); 1-5 по ГОСТ 15150
Класс защиты IP	Степень защиты от проникновения твердых тел и воды.	IP54, IP65 – для уличного исполнения
Электрическое сопротивление контакта	Должно быть не более сопротивления участка жилы той же длины.	Регламентируется ГОСТ 23854, IEC 61284

Технология монтажа и контроль качества соединения

Правильный монтаж критически важен для долговечности соединения.

1. Подготовка проводника. Для неизолированных проводов – зачистка от окислов, нанесение контактной смазки. Для СИП – очистка изоляции в зоне прокола.
2. Установка арматуры. Совмещение деталей, установка проводника в паз. Для прокалывающих зажимов – правильная ориентация изолирующего колпачка.
3. Затяжка резьбового соединения. Ключевой этап. Затяжка производится динамометрическим ключом с моментом, указанным в технической документации производителя. Недотяг приводит к перегреву из-за высокого переходного сопротивления, перетяг – к повреждению резьбы, жилы или корпуса.
4. Герметизация (при необходимости). Установка термоусаживаемых трубок с адгезионным слоем или контроль положения герметизирующей крышки.
5. Маркировка и визуальный контроль. Проверка отсутствия перекосов, правильности положения всех элементов.

Контроль качества смонтированного соединения включает:

• Измерение момента затяжки (выборочно).
• Термографический контроль (тепловизионный осмотр) в эксплуатации для выявления перегретых соединений.
• Измерение переходного сопротивления мегомметром или микроомметром (для критичных соединений).

Преимущества и недостатки арматуры резьбового соединения

Преимущества:

• Высокая надежность и проверенная временем конструкция.
• Разборность и ремонтопригодность соединения.
• Возможность визуального контроля качества затяжки.
• Широкий диапазон типоразмеров и унификация.
• Относительная простота монтажа без сложного специализированного инструмента (кроме динамометрического ключа).

Недостатки:

• Зависимость качества от человеческого фактора (соблюдение момента затяжки).
• Необходимость периодического контроля и подтяжки в вибронагруженных условиях (требуется не всегда, зависит от конструкции).
• По сравнению с опрессовкой, большие габариты некоторых типов зажимов.
• Риск коррозии резьбовых стальных деталей в агрессивных средах.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается арматура для голого провода от арматуры для СИП?

Арматура для СИП в обязательном порядке имеет элементы герметизации места контакта и часто – прокалывающие контакты, исключающие этап зачистки изоляции. Арматура для голых проводов рассчитана на большие механические нагрузки, но не имеет защиты от атмосферных воздействий для зоны контакта.

Какой момент затяжки болтов является правильным и где его найти?

Точное значение момента затяжки (в Ньютон-метрах, Н·м) указывается в техническом паспорте или инструкции по монтажу от производителя арматуры. Использование усредненных значений для аналогичных сечений не рекомендуется, так как разные конструкции требуют разного усилия.

Можно ли повторно использовать резьбовую арматуру после демонтажа?

Это зависит от ее типа и состояния. Ответвительные прокалывающие зажимы, как правило, одноразовые, так как при затяжке деформируются прокалывающие зубцы и нарушается герметизация. Гильзы, наконечники и огибные зажимы могут быть использованы повторно после тщательной ревизии, очистки контактных поверхностей и замены деформированных болтов/гаек.

Как бороться с электрохимической коррозией в месте контакта алюминиевого провода и стального болта?

Для этого применяются следующие меры: использование биметаллических (медно-алюминиевых) наконечников; покрытие контактных поверхностей алюминиевых жил и внутренней поверхности зажимов кварце-вазелиновой или цинк-вазелиновой пастой; применение оцинкованных или нержавеющих стальных крепежных элементов; использование зажимов, полностью изготовленных из алюминиевого сплава.

Как часто необходимо проводить термографический контроль резьбовых соединений на ВЛ и РУ?

Периодичность регламентируется отраслевыми нормами (например, в РФ – Приказ Минэнерго № 677). Для ВЛ 0.4-35 кВ – не реже 1 раза в 6 лет. Для РУ подстанций – не реже 1 раза в год. После монтажа новых соединений рекомендуется проводить контроль в течение первого года эксплуатации под нагрузкой для выявления дефектов.

Что выбрать: опрессовку или резьбовое соединение?

Опрессовка (обжим) обеспечивает неразъемное, не требующее обслуживания соединение, менее чувствительное к качеству монтажа. Резьбовое соединение разборно, что удобно для ремонта и изменений схемы. Выбор зависит от проекта, условий эксплуатации и требований заказчика. В ответственных узлах часто комбинируют оба метода (например, наконечник опрессовывают на кабель, а затем присоединяют болтом к шине).