Арматура токопроводов и шин

Арматура токопроводов и шин — это комплекс вспомогательных устройств и деталей, предназначенных для соединения, оконцевания, ответвления и крепления проводников в электрических установках. От ее качества и правильного выбора зависит надежность, долговечность и безопасность всей электроустановки.

1. Назначение и классификация арматуры

Основные функции арматуры:

• Электрическое соединение: Обеспечение надежного электрического контакта с минимальным переходным сопротивлением.
• Механическое крепление: Фиксация шин и проводников в заданном положении, восприятие механических нагрузок (ветровых, электродинамических при КЗ).
• Защита: Предотвращение коррозии, искрения, перегрева.
• Компенсация: Компенсация температурных расширений проводников.

Классификация арматуры:

1. По назначению:
   • Соединительная
   • Концевая
   • Ответвительная
   • Крепежная
   • Защитная
2. По напряжению:
   • Для низкого напряжения (до 1000 В)
   • Для высокого напряжения (свыше 1000 В)
3. По материалу проводника:
   • Для медных шин и проводов
   • Для алюминиевых шин и проводов
   • Для сталеалюминиевых проводов
4. По конструкции:
   • Литая
   • Прессуемая
   • Винтовая

2. Арматура для шинных проводников

Шинные проводники (шины) широко используются в распределительных устройствах (РУ), щитах и сборных шинах.

2.1. Соединительная арматура для шин

• Соединительные накладки (плашки): Предназначены для соединения шин встык.
  • Материал: Алюминий (АД0, АД31) или медь (М1).
  • Исполнение: Прямые, угловые, тройниковые.
  • Крепление: Болтовое, обычно стальными оцинкованными болтами.
• Компенсаторы шинные: Гибкие элементы (обычно из тонких латунных или медных листов), устанавливаемые в местах соединения шин для компенсации их линейных температурных расширений.

2.2. Крепежная арматура для шин

• Опорные изоляторы: Служат для крепления и изоляции шин от земли и конструкций. Бывают фарфоровые, полимерные, стеклянные.
• Шинодержатели (кронштейны): Металлические конструкции, фиксирующие шины на опорных изоляторах.
  • Рамные: Жестко фиксируют шину.
  • Плашечные: Позволяют шине скользить при температурном расширении.

3. Арматура для гибких токопроводов (проводов)

Гибкие токопроводы используются в воздушных линиях электропередачи (ЛЭП) и гибких связях в РУ.

3.1. Соединительная арматура

• Опрессовочные гильзы: Полые трубки, которые обжимаются (опрессовываются) специальным инструментом вокруг соединяемых проводов.
  • Материал: Алюминий (для алюминиевых проводов), медь (для медных), алюмомедь (для соединения алюминия с медью).
  • Типы: Соединительные (для наращивания), ответвительные (для отводов).
• Зажимы болтовые: Позволяют осуществлять соединение без специального обжимного инструмента.
  • Петлевые зажимы: Для подключения ответвлений к магистральной линии.
  • Зажимы типа «Ожерелье»: Для соединения и ответвления проводов.

3.2. Концевая арматура

• Натяжные зажимы: Служат для крепления проводов ВЛ к изоляторам и восприятия натяжения.
  • Поддерживающие зажимы: Удерживают провод в промежуточных точках (например, ПГ-2).
  • Анкерные зажимы: Жестко закрепляют провод в анкерных точках (например, НАКС).
• Концевые наконечники: Используются для оконцевания многопроволочных жил кабелей и проводов при подключении их к аппаратам или шинам.
  • Материал: Медь (типы ПМ, НКИ), алюминий (типы ПА, НАИ), алюмомедные (типы ПАМ).
  • Способы крепления: Опрессовка, сварка, пайка, болтовое соединение.

4. Арматура для СИП (Самонесущего Изолированного Провода)

СИП имеет свою специализированную арматуру, учитывающую его конструкцию.

• Прокалывающие зажимы: Ключевой элемент для СИП. Иглы зажима прокалывают изоляцию, обеспечивая контакт, без необходимости ее зачистки. Герметичны.
• Анкерные зажимы: Для крепления несущей нейтрали жилы СИП.
• Поддерживающие зажимы: Для фиксации СИП на опорах.
• Соединители: Для соединения жил СИП между собой.

5. Материалы для арматуры

• Алюминий и его сплавы (АД0, АД31, АК7): Основной материал для арматуры, работающей с алюминиевыми проводниками. Легкий, коррозионностойкий.
• Медь (М1): Используется для арматуры медных шин и кабелей. Высокая электропроводность.
• Сталь оцинкованная: Для болтов, гаек, шайб, элементов крепления. Прочная, но должна быть защищена от коррозии.
• Чугун ковкий: Для силовых деталей натяжной и ответвительной арматуры ВЛ.
• Сплавы цинка (силумин): Для литой арматуры.

Важно: Для соединения алюминиевых и медных элементов должна использоваться биметаллическая арматура или переходные пластины, предотвращающие электрохимическую коррозию.

6. Требования к арматуре и монтажу

1. Электрические требования:
   • Низкое переходное сопротивление.
   • Электрическая прочность (отсутствие пробоя).
   • Коррозионная стойкость.
2. Механические требования:
   • Прочность на разрыв (для арматуры ВЛ).
   • Устойчивость к вибрации и ветровым нагрузкам.
   • Надежность болтовых соединений (правильный момент затяжки).
3. Климатические требования:
   • Устойчивость к УФ-излучению, перепадам температур, осадкам.
4. Требования к монтажу:
   • Опрессовка: Должна выполняться специальным инструментом (гидравлическими пресс-клещами) с использованием правильной матрицы.
   • Болтовые соединения: Должны затягиваться с регламентированным моментом, указанным в документации. Часто используются пружинные шайбы (гроверы) для предотвращения самоотвинчивания.
   • Защита контактов: Для алюминиевых соединений часто применяется кварцевазелиновая паста для предотвращения окисления.

7. Дефекты и неисправности

• Ослабление болтовых соединений: Приводит к увеличению переходного сопротивления, перегреву и «выгоранию» шин.
• Некачественная опрессовка: Недообжатая гильза имеет плохой контакт; пережатая – может повредить проводник.
• Электрохимическая коррозия: Возникает при прямом контакте меди и алюминия.
• Механические повреждения: Трещины в изоляторах, деформация шинодержателей.
• Перегрев контактов: Обнаруживается при тепловизионном контроле.

Заключение

Арматура токопроводов и шин, несмотря на свою вспомогательную роль, является критически важным элементом любой электроустановки. Ее правильный выбор, соответствующий материалу проводника, сечению, условиям эксплуатации и механическим нагрузкам, а также качественный монтаж – это залог долговечной, безопасной и бесперебойной работы системы электроснабжения. Пренебрежение к «мелочам» в виде арматуры часто приводит к серьезным авариям, пожарам и длительным перерывам в электроснабжении.