Провода неизолированные гибкие

Провода неизолированные гибкие: конструкция, материалы, применение и стандарты

Провода неизолированные гибкие представляют собой класс токопроводящей продукции, предназначенной для передачи и распределения электрической энергии в условиях, требующих повышенной пластичности и устойчивости к переменным механическим нагрузкам. В отличие от жестких однопроволочных проводов, они состоят из множества тонких проволок, скрученных в жилу, что обеспечивает высокую гибкость и стойкость к вибрациям, изломам и многократным изгибам. Основные сферы применения включают воздушные линии электропередачи (особенно ответвления к вводам зданий, где требуется монтаж сложной конфигурации), гибкие токоотводы, элементы заземляющих устройств, контактные сети электротранспорта, а также внутренние соединения в распределительных устройствах и трансформаторных подстанциях.

Конструктивные особенности и технология производства

Ключевым отличием гибкого неизолированного провода является строение его токопроводящей жилы. Она формируется путем последовательной скрутки множества проволок круглого сечения. Существует два основных типа скрутки:

• Однослойная и многослойная концентрическая скрутка: Проволоки скручиваются вокруг центральной проволоки или сердечника последовательными слоями с противоположным направлением укладки в соседних слоях. Это классическая и наиболее распространенная технология.
• Пучковая скрутка: Все проволоки скручиваются в одном направлении, что обеспечивает исключительную гибкость, но может приводить к некоторой спиральности и раскручиванию конца провода.

Для предотвращения раскручивания и придания конструкции стабильности жила может быть компактирована (обжата) или уплотнена. Это увеличивает плотность металла в сечении, приближая его к площади поперечного сечения монолитной жилы, улучшает механическую стабильность и снижает диаметр готового провода.

Материалы токопроводящих жил и их характеристики

Выбор материала определяет электрические, механические и эксплуатационные свойства провода. Основные материалы и их ключевые параметры представлены в таблице.

Материал	Марка по ГОСТ	Удельное сопротивление при 20°C (Ом*мм²/м), не более	Температурный коэффициент сопротивления α (1/°C)	Основные свойства и применение
Медь	ММ (медь мягкая)	0.01724	0.00393	Наивысшая проводимость, отличная коррозионная стойкость, пластичность. Применяется в ответственных соединениях, заземлении, контактных сетях.
Алюминий	АМ (алюминий мягкий)	0.0280	0.00403	Меньшая проводимость и механическая прочность по сравнению с медью, но меньшая стоимость и вес. Широко используется в ВЛ и токоотводах.
Биметалл (сталь-медь, сталь-алюминий)	АС, АСУ, МС	Зависит от соотношения слоев	Зависит от состава	Стальной сердечник обеспечивает высокую прочность на разрыв, внешний слой из меди или алюминия – хорошую проводимость. Применяется в протяженных пролетах, где важна механическая нагрузка.
Сплав алюминиевый (АМг)	АМг	~0.032-0.035	~0.0038	Повышенная механическая прочность по сравнению с мягким алюминием при некотором снижении проводимости.

Ключевые нормативные документы (ГОСТы)

Производство и технические характеристики неизолированных гибких проводов в РФ регламентируются следующими стандартами:

• ГОСТ Р 53769-2010 (IEC 60228:2004) «Жилы токопроводящие для кабелей, проводов и шнуров». Определяет классы гибкости (1-6), где 1-й – жесткий однопроволочный, а 5-й и 6-й – гибкие и особо гибкие многопроволочные.
• ГОСТ 839-80* «Провода неизолированные для воздушных линий электропередачи». Основной стандарт для проводов марок А, АС, АСУС, ПС и т.д. Регламентирует конструкцию, механические и электрические испытания.
• ГОСТ Р 52373-2005 «Провода самонесущие изолированные и защищенные для воздушных линий электропередачи». Хотя провода изолированные, стандарт важен для понимания требований к гибким токопроводящим жилам в таких конструкциях.
• ГОСТ 22483-2012 «Жилы токопроводящие для кабелей, проводов и шнуров. Основные параметры. Технические требования». Устанавливает номинальные сечения, требования к сопротивлению.

Маркировка и расшифровка марок проводов

Марка провода несет информацию о материале, конструкции и назначении. Примеры расшифровки:

• А – провод неизолированный с алюминиевой многопроволочной жилой.
• АС – провод неизолированный со стальным сердечником и алюминиевыми проволоками (биметаллический).
• ПС – провод стальной многопроволочный.
• М – провод медный многопроволочный (например, М-25, где 25 – сечение в мм²).
• СИП-3 – Самонесущий Изолированный Провод с защитной изоляцией из сшитого полиэтилена, но с гибкой многопроволочной неизолированной несущей жилой из сплава алюминия (АМг).

Расчет и выбор сечения: основные критерии

Выбор сечения гибкого неизолированного провода является компромиссом между электрическими, механическими и экономическими факторами. Основные критерии:

• По допустимому длительному току (нагреву): Ток не должен вызывать нагрев жилы выше допустимой температуры (обычно +70°C для голых проводов на открытом воздухе). Зависит от материала, сечения, условий прокладки (свободный воздух, пучок) и температуры окружающей среды.
• По потере напряжения: Особенно критично для протяженных линий. Рассчитывается по формуле ΔU = √3 I L (Rcosφ + X*sinφ) / Uном, где R и X – удельные активное и индуктивное сопротивления провода.
• По механической прочности: Провод должен выдерживать расчетные механические нагрузки (ветер, гололед, собственный вес) с заданным запасом прочности. Определяется минимально допустимым сечением для данного района по климатическим условиям (ПУЭ, глава 2.4).
• По условиям короны (для ВЛ высокого напряжения): Для снижения потерь на коронный разряд и радиопомех необходимо, чтобы радиус провода был не меньше критического значения, что часто приводит к использованию проводов увеличенного сечения или расщепленных фаз.

Монтаж, соединение и оконцевание

Правильный монтаж гибких проводов критически важен для надежности. Особое внимание уделяется соединениям и оконцеванию.

• Соединение: Для неразъемных соединений применяют опрессовку в гильзах (алюминиевых, медных, биметаллических) с помощью гидравлических прессов, либо сварку (термитную, контактную). Болтовые сжимы (например, типа «орех») используются для разъемных соединений, но требуют регулярного обслуживания и подтяжки.
• Оконцевание: Для подключения к шинам, аппаратам или другим жестким выводам необходимо использовать кабельные наконечники (гильзовые, штыревые), обжатые или припаянные на конец гибкой жилы. Это предотвращает распушение жилы, обеспечивает надежный электрический контакт и равномерное распределение тока.
• Анкеровка: При монтаже на опорах ВЛ используются поддерживающие и натяжные гирлянды изоляторов, арматура (зажимы поддерживающие, натяжные). Конструкция арматуры должна соответствовать типу провода и не вызывать его повреждения в точке крепления.

Контроль качества и основные испытания

Приемка партии проводов включает в себя:

• Проверка геометрических размеров: Измерение диаметра отдельных проволок и общего сечения.
• Измерение электрического сопротивления постоянному току: Наиболее важный электрический тест. Сопротивление всей жилы или единицы длины не должно превышать значений, указанных в ГОСТ.
• Механические испытания: Определение предела прочности при растяжении, испытание на скручивание и изгиб для проволок, проверка целостности скрутки.
• Химический анализ материала: Проверка соответствия состава сплава или чистоты металла заявленным требованиям.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между проводом А и АС?

Провод марки А – цельнометаллический, из алюминиевых проволок. Провод АС – комбинированный: центральный сердечник из оцинкованных стальных проволок для восприятия механической нагрузки, вокруг которого навиты проволоки из алюминия, выполняющие токопроводящую функцию. АС применяется на пролетах большой длины и в районах с тяжелыми климатическими условиями (гололед, ветер).

Как правильно выбрать сечение гибкого провода для заземления?

Сечение защитного проводника (PE) регламентируется ПУЭ гл. 1.7. Оно должно быть не менее значений, приведенных в таблице 1.7.5 (например, при сечении фазного проводника до 16 мм² – равен ему, от 35 до 400 мм² – не менее половины). Для гибких проводов, используемых в качестве заземляющих спусков или соединений с заземлителями, также критична стойкость к механическим повреждениям и коррозии. Часто применяется медный гибкий провод (например, М-25, М-35).

Можно ли использовать гибкий неизолированный провод внутри помещений?

Да, но только в специально предназначенных для этого электроустановках, например, для гибких перемычек внутри распределительных устройств (РУ) и комплектных распределительных устройств (КРУ), для соединений сборных шин, где требуется обход препятствий. В общих случаях электропроводки внутри помещений использование голых проводов запрещено ПУЭ (Глава 2.1), требуется изоляция.

Как бороться с окислением алюминиевых гибких проводов в местах контакта?

Окисная пленка на алюминии имеет высокое сопротивление. Меры борьбы:
1. Механическая зачистка и немедленное нанесение контактной смазки (пасты) на основе кварца или цинка, которая разрушает окисную пленку и предотвращает ее повторное образование.
2. Использование переходных биметаллических шайб или гильз (алюминий-медь) при соединении с медными элементами.
3. Применение специальной арматуры для алюминиевых проводов с зажимами, рассчитанными на постоянное давление и компенсацию ползучести алюминия.
4. Регулярная профилактическая подтяжка болтовых соединений в первые годы эксплуатации.

Что означает класс гибкости 5 или 6 по ГОСТ Р 53769?

Класс гибкости характеризует способность жилы к изгибу без повреждения. Класс 5 – гибкие жилы (многопроволочные). Класс 6 – повышенной гибкости (как правило, с большим количеством более тонких проволок в жиле). Для неизолированных проводов, используемых на ВЛ, чаще применяется класс 5. Класс 6 может быть востребован для особо гибких токоотводов или внутриаппаратных соединений.

Как рассчитать фактическое сечение провода по диаметру?

Для многопроволочной жилы необходимо измерить диаметр одной элементарной проволоки (d) и подсчитать количество проволок (n). Формула для расчета сечения (S): S = (π d² / 4) n. Более точный метод – взвешивание отрезка провода известной длины с последующим расчетом через плотность материала (для меди 8.89 г/см³, для алюминия 2.7 г/см³).

Каковы преимущества компактированных гибких проводов?

Компактирование (обжатие) многопроволочной жилы после скрутки дает следующие преимущества: уменьшение общего диаметра провода (экономия материала, снижение ветровой нагрузки), повышение механической стабильности и защищенности поверхности от атмосферных воздействий, лучшее заполнение монтажных гильз и наконечников, снижение тенденции к впитыванию влаги в межпроволочное пространство.