Краны LD КШ.Ц.П: полное техническое описание, конструкция и область применения

Кран LD КШ.Ц.П представляет собой кабельный кран линейный, с креплением на штырь, с цилиндрическим хвостовиком и полимерной изоляцией. Это ключевой элемент линейной арматуры, предназначенный для коммутации, подключения и отключения участков воздушных линий электропередачи (ВЛ) и оборудования на напряжение 10 кВ в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью. Основное функциональное назначение – создание видимого разрыва цепи для безопасного проведения работ, а также оперативные переключения в распределительных сетях.

Расшифровка условного обозначения (маркировки)

Маркировка LD КШ.Ц.П строится по единому принципу и несет полную информацию об основных конструктивных особенностях:

• LD – Линейный Дугогасительный. Указывает на принадлежность к линейной арматуре и наличие дугогасительной камеры для отключения нагрузочного тока.
• КШ – Крепление на Штырь. Определяет тип монтажа крана на опорную конструкцию (штырь изолятора ПС-10, ПС-20 или аналогичный).
• Ц – Цилиндрический хвостовик. Форма контактного ножа (ножа заземления) в месте соединения с нижним контактным стержнем.
• П – Полимерная изоляция. Материал изоляции основных токоведущих частей и опорной конструкции.

Полное обозначение включает номинальное напряжение и ток: например, LD КШ.Ц.П-10/400 УХЛ1 – кран на 10 кВ, 400 А, климатическое исполнение УХЛ1.

Конструктивные особенности и материалы

Конструкция крана LD КШ.Ц.П является модульной и включает несколько базовых узлов, от качества исполнения которых зависит надежность и срок службы.

1. Основание (рама) с опорным изолятором

Представляет собой литую или сборную металлическую раму (чаще из алюминиевого сплава) с крепежными элементами для установки на штырь. На раме жестко закреплен опорный полимерный изолятор. Полимерная изоляция (П) изготавливается из материалов на основе EPDM (этилен-пропилен-диеновый каучук) или силиконовой резины, армированных стекловолокном. По сравнению с фарфоровыми аналогами, полимерные изоляторы обладают меньшим весом, высокой стойкостью к вандализму и лучшими дугогасящими характеристиками при перекрытии.

2. Контактная система

• Неподвижный контакт (контактные стержни): Два основных стержня из меди или биметалла (медь-алюминий) для подключения линейного и нагрузочного проводов. И один стержень для заземляющего ножа. Снабжены универсальными зажимами (болтовыми или клиновыми) для подсоединения проводов сечением до 240-400 мм².
• Подвижный контакт (ножевая система): Состоит из основного ножа (токоведущего) и ножа заземления, объединенных на общей поворотной оси. Ножи изготавливаются из электротехнической меди с гальваническим покрытием (олово, никель) для защиты от окисления. Хвостовик ножа заземления имеет цилиндрическую форму («Ц»), что обеспечивает надежное скользящее соединение с нижним контактным стержнем.

3. Дугогасительная камера

Расположена в зоне размыкания основных контактов. Представляет собой набор деионных решеток из дугостойкого материала (газонаполненный пластик, фибробакелит). При размыкании под нагрузкой возникшая электрическая дуга затягивается в решетку, дробится на короткие отрезки, интенсивно охлаждается и гаснет. Это позволяет крану безопасно отключать нагрузочный ток (до номинального значения) и емкостный ток линии.

4. Приводной механизм

Рычажный механизм с изолирующей штангой (траверсой) для оперативного управления с земли с помощью стандартной оперативной штанги (крюка). Механизм обеспечивает четкую фиксацию в трех положениях: «Включено», «Отключено», «Заземлено». В некоторых модификациях предусмотрена возможность установки приводов для дистанционного управления (ПДУ-10).

Основные технические характеристики

Параметры кранов LD КШ.Ц.П регламентируются техническими условиями завода-изготовителя и общими стандартами на коммутационную аппаратуру.

Таблица 1. Основные технические параметры кранов серии LD КШ.Ц.П

Наименование параметра	Значение для типовых моделей	Примечания
Номинальное напряжение, кВ	10	Междуфазное, действующее значение
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	12
Номинальный ток, А	400, 630	Длительно допустимый ток через замкнутые контакты
Номинальный ток отключения, А	400, 630	Активная нагрузочная составляющая
Номинальный ток включения на заземление, кА	40 (пиковое)	Апериодическая составляющая сквозного тока КЗ
Допустимый ток термической стойкости (3 сек), кА	10; 16; 20	Действующее значение
Допустимый ток электродинамической стойкости, кА	25; 40; 50	Амплитудное значение
Сквозной ток КЗ, кА	Не менее значений тока электродинамической стойкости
Собственное время отключения, с	Не более 0,03	Без учета времени горения дуги
Степень защиты по IP	IP54 (наружное исполнение)	Защита от пыли и брызг воды
Климатическое исполнение	УХЛ1, У1, У3	Для регионов с умеренным и холодным климатом
Диапазон рабочих температур, °C	от -60 до +50	Для исполнения У1, У3
Механическая стойкость, циклов ВО	Не менее 5000	ВКЛ-ОТКЛ без тока
Масса, кг	8 – 12	В зависимости от модификации

Область применения и схемы установки

Краны LD КШ.Ц.П применяются в распределительных сетях 6-10 кВ и являются альтернативой разъединителям РЛК и РЛНД в определенных схемах.

• Вводы на трансформаторных подстанциях 10/0.4 кВ (ТП, КТП): Установка на вводе со стороны ВЛ для обеспечения видимого разрыва и безопасного заземления линии при обслуживании трансформатора.
• Секционирование воздушных линий: Разделение ВЛ на ремонтные участки для локализации отключений и повышения надежности электроснабжения.
• Подключение конденсаторных батарей, реакторов: Коммутация устройств компенсации реактивной мощности.
• Точки подключения к магистральной линии: Для ответвлений к потребителям.

Типовая схема установки на опоре: Кран монтируется на штырь изолятора, который, в свою очередь, закреплен на траверсе опоры ВЛ или на стене подстанции. К верхнему контактному стержню подключается линейный провод (от источника), к нижнему – нагрузочный провод (к потребителю или следующему участку). Нож заземления при своем включении соединяет нагрузочную сторону с контуром заземления опоры (подстанции), что является критически важной мерой безопасности для персонала.

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Монтаж должен производиться в соответствии с проектной документацией, ПУЭ и инструкцией завода-изготовителя. Основные этапы:

1. Проверка комплектности и визуальный осмотр на отсутствие повреждений изоляции и контактных частей.
2. Крепление основания крана на штырь изолятора (обычно М16, М20).
3. Подсоединение проводов ВЛ к контактным стержням с предписанным моментом затяжки.
4. Подключение гибкой медной связи от заземляющего контактного стержня к контуру заземления опоры.
5. Проверка легкости хода ножей, четкости фиксации в трех положениях, отсутствия перекосов.
6. Операции включения/отключения/заземления производятся только оперативной штангой с соблюдением мер электробезопасности.

Техническое обслуживание (ТО) проводится по графику, но не реже 1 раза в 6 лет, а также после каждого отключения тока КЗ. В объем ТО входит:

• Внешний осмотр, очистка от загрязнений.
• Проверка состояния полимерной изоляции на предмет трещин, сколов, отслоений.
• Контроль момента затяжки контактных соединений.
• Проверка и смазка (специальной консистентной смазкой) трущихся частей приводного механизма и контактных поверхностей ножей.
• Удаление окисных пленок с контактных поверхностей.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Таблица 2. Сравнение крана LD КШ.Ц.П с разъединителями РЛК и выключателями нагрузки

Тип аппарата	Преимущества	Недостатки
Кран LD КШ.Ц.П	Три положения в одном аппарате (ВКЛ, ОТКЛ, ЗАЗ). Компактность. Наличие дугогасительной камеры для отключения нагрузки. Полимерная изоляция, устойчивая к механическим повреждениям. Простота монтажа на штырь.	Ограниченная отключающая способность (только номинальный ток). Ручное (местное) управление, требующее подъема персонала к месту установки или использования штанги. Требует регулярного ТО контактов.
Разъединитель РЛК, РЛНД	Более высокие показатели стойкости к токам КЗ. Проще конструкция. Возможность дистанционного управления с приводом ПР.	Отсутствие дугогасительной камеры – запрещено отключать нагрузку. Отсутствие встроенного положения заземления (требуются отдельные заземляющие ножи). Фарфоровая изоляция хрупкая и тяжелая.
Выключатель нагрузки (ВН)	Высокая отключающая способность, возможность дистанционного и автоматического управления. Встроенные предохранители для защиты от КЗ.	Значительно более высокая стоимость. Большие габариты и масса. Сложность монтажа и обслуживания. Требует ячейковой установки.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос 1: Чем принципиально отличается кран LD от обычного разъединителя?

Главное отличие – наличие дугогасительной камеры, которая позволяет крану LD безопасно разрывать нагрузочный ток (до 400 или 630 А). Обычный разъединитель (РЛК) предназначен только для размыкания обесточенной цепи для создания видимого разрыва. Отключение нагрузки разъединителем приводит к длительному горению дуги, расплавлению контактов и аварии.

Вопрос 2: Можно ли использовать кран LD КШ.Ц.П для отключения тока короткого замыкания?

Нет, категорически запрещено. Кран не является защитным аппаратом. Для отключения токов КЗ в цепи должны быть установлены плавкие предохранители (ПКТ, ПК) или силовые выключатели, оснащенные релейной защитой. Кран рассчитан лишь на термическую и электродинамическую стойкость к сквозным токам КЗ в течение короткого времени, пока не сработает основная защита.

Вопрос 3: Что означает климатическое исполнение У1, УХЛ1, У3 и как правильно выбрать?

Это обозначения по ГОСТ 15150:

• УХЛ1 – для макроклиматических районов с умеренным и холодным климатом, работа в закрытых помещениях с искусственным климатом.
• У1 – для умеренного климата на открытом воздухе.
• У3 – для умеренного климата на открытом воздухе, но с дополнительной стойкостью к воздействию морского тумана или повышенной влажности.

Для большинства регионов России при установке на опоре ВЛ выбирают исполнение У1 или У3.

Вопрос 4: Как часто необходимо обслуживать контактные поверхности крана?

Периодичность ТО устанавливается местной инструкцией по эксплуатации, но обязательной является проверка и обслуживание контактов после каждого отключения тока короткого замыкания, а также в плановом порядке не реже одного раза в 2-3 года для сетей с высокой нагрузкой или в агрессивной среде. Признаком необходимости обслуживания является повышенный нагрев контактов, контролируемый пирометром или термоиндикаторными наклейками.

Вопрос 5: Допустима ли установка крана LD в горизонтальном положении?

Нет. Кран LD КШ.Ц.П предназначен для строго вертикального монтажа на штыре. Горизонтальная или наклонная установка приведет к нарушению работы дугогасительной камеры, неправильной работе механизма фиксации и, как следствие, к аварийному режиму работы и отказу. Для горизонтального монтажа существуют иные модели линейной арматуры.

Вопрос 6: Каков средний срок службы крана LD КШ.Ц.П?

Номинальный срок службы, заявленный производителями, составляет 25-30 лет. Реальный ресурс напрямую зависит от условий эксплуатации (нагрузка, климат, загрязненность), качества монтажа и регулярности проведения технического обслуживания. Наиболее уязвимым элементом при отсутствии ухода являются подвижные контакты и механизм.

Заключение

Кран LD КШ.Ц.П является проверенным, надежным и функциональным аппаратом для распределительных сетей 10 кВ. Его конструкция, объединяющая функции разъединителя, выключателя нагрузки и заземляющего ножа, обеспечивает безопасность персонала и оперативность переключений. Правильный выбор по току и климатическому исполнению, квалифицированный монтаж и соблюдение регламента технического обслуживания являются залогом многолетней и безотказной работы данного оборудования. При проектировании новых сетей или модернизации существующих, краны LD следует рассматривать как оптимальное решение для точек секционирования, вводов на ТП и других узлов, где требуется коммутация под нагрузкой с последующим видимым разрывом и заземлением.