Краны БАЗ: технические характеристики, конструктивные особенности и область применения в электротехнике
Кран БАЗ (Блок Автоматического Зажима) представляет собой специализированный линейный арматурный зажим, предназначенный для ответвления проводов от магистральной линии электропередачи (ВЛ) без ее разрыва. Конструкция и принцип действия крана БАЗ основаны на создании надежного электрического и механического контакта между магистральным проводом и ответвительным проводом посредством зажимного механизма с тарельчатыми пружинами (шайбами Бельвиля). Основное функциональное назначение – создание неразрывных и разрывных ответвлений в распределительных сетях 0,4-10 кВ, а также в сетях наружного освещения.
Конструкция и принцип действия
Конструктивно кран БАЗ состоит из нескольких ключевых элементов, собранных в единый компактный узел. Основой служит корпус, изготавливаемый из коррозионностойких материалов: алюминиевых сплавов, реже – из оцинкованной стали или композитов. Внутри корпуса размещена контактная система, включающая в себя пару зажимных щек (пластин) с профилированной поверхностью, повторяющей геометрию провода. Сила сжатия этих щек создается пакетом тарельчатых пружин, которые набираются на шпильку (шток) и стягиваются гайкой.
Принцип работы заключается в следующем: при затяжке гайки специальным монтажным ключом тарельчатые пружины сжимаются, накапливая значительную упругую энергию. Эта энергия через шток передается на зажимные щеки, которые с огромным усилием обжимают магистральный провод и ответвительный проводник, вставленный в специальный паз. После монтажа пружины постоянно находятся в поджатом состоянии, обеспечивая стабильное контактное давление на проводники в течение всего срока службы, компенсируя возможную релаксацию материала провода и температурные деформации.
Классификация и типоразмеры кранов БАЗ
Краны БАЗ классифицируются по нескольким ключевым параметрам: номинальному напряжению, сечению магистрального и ответвительного проводов, материалу корпуса и конструктивному исполнению для конкретных условий монтажа.
Классификация по напряжению и сечению
Основные серии кранов БАЗ соответствуют диапазонам рабочих напряжений и сечениям проводов. Выбор типоразмера осуществляется по двум основным параметрам: сечению магистрали (M) и сечению ответвления (O).
| Тип крана БАЗ | Номинальное напряжение, кВ | Диапазон сечений магистрали, мм² | Диапазон сечений ответвления, мм² | Типовое применение |
|---|---|---|---|---|
| БАЗ-10 | до 10 | 16 — 120 | 16 — 50 | ВЛ 6-10 кВ, ответвления к ТП, КТП |
| БАЗ-1 | до 1 | 16 — 240 | 6 — 120 | ВЛ 0.4 кВ, вводы в здания, ответвления к опорам |
| БАЗ-0.4 | до 0.4 | 25 — 150 | 6 — 70 | Сети наружного освещения, бытовые ответвления |
| БАЗ-Т (тройной) | до 10 | 35 — 120 | 2 ответвления на разные секции | Создание двух ответвлений от одной точки магистрали |
| БАЗ-Н | до 1 | 16 — 95 | 6 — 50 | Ответвление с несущим тросом (для СИП) |
Классификация по материалу и исполнению
- По материалу корпуса:
- Алюминиевые сплавы (АД31, АК7): Наиболее распространены. Обладают хорошей электропроводностью, малым весом и высокой коррозионной стойкостью.
- Оцинкованная сталь: Применяются в условиях повышенных механических нагрузок или в сетях с стальными магистралями. Требуют защиты от электрохимической коррозии при контакте с алюминиевыми проводами.
- Композитные материалы (полимеры, армированные стекловолокном): Используются в качестве изолирующих крышек или в полностью изолированных конструкциях для работы в условиях сильного загрязнения.
- По конструктивному исполнению:
- Открытого типа (голые): Для монтажа на изолирующей основе (изоляторах) в воздушной среде.
- С изолирующим кожухом (крышкой): Защита от случайного прикосновения, атмосферных воздействий и птиц. Кожух не является полноценной изоляцией для работы под напряжением.
- Герметизированные (заливные): Для монтажа в грунт или в условиях прямой водяной струи. Контактный узел залит влагостойким компаундом.
- Rэквив проводника аналогичного сечения и длины
- Подготовка: Убедиться в соответствии типоразмера крана сечениям магистрального и ответвительного проводов. Проверить целостность корпуса, пружин и резьбы штока. Очистить провода в местах контакта от окисной пленки (для алюминия) щеткой или абразивной пастой.
- Установка на магистраль: Ослабить зажимную гайку, развести зажимные щеки. Установить кран на магистральный провод в намеченное место. Предварительно затянуть гайку вручную до соприкосновения щек с проводом.
- Установка ответвительного провода: Вставить зачищенный конец ответвительного провода в соответствующий паз корпуса. Следить за правильной ориентацией провода (обычно противоположно направлению магистрали).
- Окончательная затяжка: Используя динамометрический ключ и головку-насадку соответствующего размера, произвести окончательную затяжку гайки с усилием, указанным в технической документации на конкретный типоразмер. Критически важно не превышать это усилие, так как это может привести к поломке штока или необратимой деформации тарельчатых пружин, потере их упругих свойств.
- Контроль: Визуально проверить положение проводов в зажимах. При наличии изолирующего кожуха – установить его на место.
Технические требования и параметры
Краны БАЗ должны соответствовать строгим техническим требованиям, регламентированным национальными стандартами (ГОСТ Р 50043.1, ГОСТ 32395-2013) и техническими условиями производителей.
| Параметр | Требования и типовые значения | Метод проверки / Примечание |
|---|---|---|
| Электрическое сопротивление контакта | Не более 1.1 | Измерение микроомметром по ГОСТ 7229 |
| Термостойкость (тепловой режим) | Нагрев токоведущих частей не более +70°C при длительном токе нагрузки и не более +150°C при токе КЗ в течение 4 сек. | Испытание на нагрев в термокамере |
| Механическая прочность | Выдерживает нагрузку на растяжение не менее 60% от гарантированной прочности провода ответвления. | Статические испытания на разрывной машине |
| Коррозионная стойкость | Не менее 500 часов в солевом тумане без признаков коррозии, нарушающей работу. | Испытание по ГОСТ 9.308, ГОСТ 9.401 |
| Усилие затяжки пружин | Строго регламентировано ТУ (обычно 20-60 Нм). Перетяжка недопустима. | Контроль динамометрическим ключом при монтаже | Стойкость к циклическому нагреву | После 100 циклов «нагрев-охлаждение» (от -50°C до +80°C) контактное сопротивление не должно увеличиваться более чем на 20%. | Климатические испытания |
Технология монтажа и эксплуатации
Правильный монтаж – залог долговечной и надежной работы крана БАЗ. Работы должны выполняться квалифицированным персоналом с применением специального инструмента.
Последовательность монтажа:
Эксплуатация и обслуживание:
Краны БАЗ относятся к категории необслуживаемых арматурных элементов. Однако в рамках плановых осмотров ВЛ необходимо проводить визуальный контроль: отсутствие оплавлений, интенсивной коррозии, механических повреждений. При помощи тепловизора рекомендуется контролировать температурный режим работы контакта в пиковые нагрузки. Любые признаки перегрева (потемнение металла, термические повреждения изоляции проводов) являются основанием для демонтажа и замены крана.
Преимущества и недостатки по сравнению с альтернативными решениями
Краны БАЗ конкурируют с другими видами ответвительной арматуры: прокалывающими зажимами, обжимными гильзами (орехами), сваркой и пайкой.
| Метод ответвления | Преимущества | Недостатки | Область предпочтительного применения |
|---|---|---|---|
| Кран БАЗ | Высокая надежность и долговечность (более 30 лет). Стабильное контактное давление. Возможность повторного монтажа/демонтажа. Не требует снятия напряжения с магистрали при монтаже (с применением средств защиты). | Относительно большие габариты и вес. Требует специального инструмента для затяжки. Более высокая стоимость по сравнению с прокалывающими зажимами. | Магистральные ответвления на ВЛ 0.4-10 кВ, где критична надежность и большой ток нагрузки. Вводы в здания. Ответвления к мощным потребителям. |
| Прокалывающий зажим | Быстрый монтаж без зачистки изоляции. Малые габариты. Не требует специального инструмента (часто достаточно гаечного ключа). | Ограниченный срок службы (15-20 лет). Ограничения по току нагрузки. Невозможность визуального контроля качества контакта под изоляцией. Чувствительность к вибрациям. | Ответвления в СИП, сети уличного освещения, временные подключения, слаботочные сети. |
| Обжимная гильза («орех») | Низкая стоимость. Простота конструкции. | Низкая надежность, склонность к ослаблению контакта со временем. Негерметичность, попадание влаги приводит к интенсивной коррозии. Требует разрыва магистрали для монтажа. | Применение не рекомендуется по современным стандартам. Может использоваться как временное решение. |
| Сварка (термитная, экзотермическая) | Пожизненное, неразъемное соединение с электропроводностью, равной проводу. Высокая механическая прочность. | Требует разрыва магистрали и снятия напряжения. Необходимость в специальных расходниках и квалификации персонала. Невозможность демонтажа. Работы связаны с открытым пламенем. | Соединение и ответвление проводов в грунте (кабельные муфты), на неразборных узлах, где исключено обслуживание. |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Как правильно выбрать типоразмер крана БАЗ?
Выбор осуществляется по двум основным критериям: сечению магистрального провода и сечению ответвительного провода. В техническом паспорте или каталоге производителя представлены таблицы соответствия. Например, для магистрали АС 70 и ответвления АВВГ 4х25 мм² подойдет кран БАЗ-1 с индексом, например, 70/25. Всегда необходимо учитывать материал провода (алюминий, сталь, медь).
2. Можно ли использовать кран БАЗ для соединения медного и алюминиевого провода?
Да, но с критически важным условием. Необходимо использовать краны БАЗ со специальными антикоррозионными покрытиями контактных щек (например, лужение) или применять биметаллические переходные шайбы/вкладыши. Прямой контакт алюминия и меди в присутствии влаги приводит к интенсивной гальванической коррозии, разрушению контакта и перегреву.
4>3. Каков срок службы крана БАЗ и от чего он зависит?
Номинальный срок службы качественного крана БАЗ, изготовленного по ГОСТ, составляет не менее 30 лет. Фактический срок зависит от условий эксплуатации: климатической зоны (аггрессивность среды), величины и стабильности нагрузки, качества первоначального монтажа (соблюдение момента затяжки). Регулярные тепловизионные осмотры позволяют прогнозировать остаточный ресурс.
4. Что будет, если перетянуть зажимную гайку при монтаже?
Превышение момента затяжки приводит к необратимой деформации (сплющиванию) тарельчатых пружин. Они теряют свои упругие свойства и перестают компенсировать температурные деформации и релаксацию металла провода. В результате контактное давление падает, соединение начинает греться, что в конечном итоге приводит к аварии (оплавлению, обрыву). Использование динамометрического ключа – обязательное требование.
5. Как демонтировать кран БАЗ для переноса ответвления?
Демонтаж возможен. Необходимо отключить и заземлить линию. С помощью ключа ослабить зажимную гайку до полного разжатия щек. Извлечь ответвительный провод, затем снять кран с магистрали. После демонтажа необходимо проверить состояние пружин и резьбы штока. При отсутствии повреждений и коррозии кран может быть установлен повторно с соблюдением всех правил монтажа.
6. Чем отличается кран БАЗ от крана БП?
Кран БП (Блок Пружинный) – это более ранняя и упрощенная конструкция, где пружинная система часто менее совершенна. Краны БАЗ являются дальнейшим развитием конструкции БП и характеризуются, как правило, более надежной и мощной пружинной системой, лучшими материалами корпуса, унифицированными типоразмерами. В современной практике предпочтение отдается кранам БАЗ как более соответствующим актуальным стандартам.
Заключение
Кран БАЗ остается одним из наиболее надежных, проверенных временем решений для создания неразрывных ответвлений в воздушных распределительных сетях среднего и низкого напряжения. Его конструкция, основанная на принципе постоянного пружинного давления, обеспечивает стабильные электрические и механические характеристики на протяжении десятилетий. Правильный выбор типоразмера в соответствии с сечениями проводов, строгое соблюдение технологии монтажа с контролем момента затяжки и проведение плановых визуальных и тепловизионных осмотров являются обязательными условиями для реализации всех преимуществ данного типа линейной арматуры. В условиях модернизации распределительных сетей краны БАЗ продолжают занимать свою устойчивую нишу, особенно на ответственных участках, где приоритетом является долговечность и бесперебойность электроснабжения.