Арматурный прокат

Арматурный прокат в электротехнике и энергетике: классификация, применение, нормативы

Арматурный прокат в контексте электротехнической и кабельной продукции представляет собой специализированные металлические изделия, предназначенные для монтажа, крепления, натяжения и поддержания в проектном положении воздушных и кабельных линий электропередачи, контактной сети, а также для заземления. В отличие от строительной арматуры, электротехнический арматурный прокат работает в условиях постоянных механических нагрузок, вибраций, воздействия атмосферных явлений и электрического тока, что предъявляет повышенные требования к его качеству, материалу и геометрии.

Классификация и виды арматурного проката для ЛЭП и КЛ

Классификация осуществляется по функциональному назначению, месту установки и типу конструкций.

1. Арматура для воздушных линий электропередачи (ВЛ)

Предназначена для крепления проводов и грозозащитных тросов к опорам, обеспечения необходимых изоляционных промежутков и восприятия механических нагрузок.

• Натяжная арматура: Служит для закрепления проводов и тросов в натяжных зажимах на анкерных опорах и воспринимает тяжение от них. Включает:
  • Натяжные зажимы (болтовые, клиновые, прессуемые).
  • Петлевые и вильцевые серьги.
  • Соединительные планки и коромысла.
• Поддерживающая арматура: Крепит провод к промежуточным опорам через гирлянды изоляторов, обеспечивая свободное провисание. Включает:
  • Поддерживающие зажимы (глухие, роликовые).
  • Соединительная арматура гирлянд (кулачки, ушки, серьги).
• Соединительная арматура: Для соединения отрезков проводов и тросов в пролете.
  • Опрессованные соединители (муфты).
  • Болтовые зажимы (ответвительные, соединительные).
• Защитная арматура: Для защиты от вибрации (гасители вибрации), от схлестывания (спейсеры), для экранирования (экранирующие кольца, рога).
• Анкерные крепления и заземляющие устройства: Закладные детали, полосы, стержни для монтажа опор и организации контура заземления.

2. Арматура для кабельных линий (КЛ)

Применяется для крепления кабелей в кабельных сооружениях, на конструкциях, для создания натяжных и концевых муфт.

• Кабельные скобы и бандажи: Для крепления кабелей к лоткам, кабельным конструкциям.
• Кабельные подвесы (полосовые, цепные): Для подвески кабелей в туннелях, на эстакадах.
• Арматура для СИП (самонесущего изолированного провода): Специализированные натяжные и поддерживающие зажимы, анкерные кронштейны, ответвительные сжимы.

Материалы и покрытия

Выбор материала обусловлен требованиями прочности, коррозионной стойкости, электропроводности и стоимости.

Материал	Марка стали / сплав	Область применения	Преимущества	Недостатки
Углеродистая сталь	Ст3кп, Ст5, 20, 35	Неответственные узлы, заземление, скобы, кронштейны.	Низкая стоимость, хорошая свариваемость.	Низкая коррозионная стойкость, требует защиты.
Легированная сталь	09Г2С, 15ХМ, 20ХГ2Ц	Нагруженные элементы: зажимы, серьги, соединители.	Высокая прочность, стойкость к ударным нагрузкам.	Повышенная стоимость, сложность обработки.
Ковкий чугун	КЧ 30-6, КЧ 35-10	Корпуса зажимов, кронштейны, детали с сложной формой.	Хорошие литейные свойства, износостойкость.	Хрупкость, плохая работа на растяжение.
Алюминиевые сплавы	АД31, АК7, АК8	Арматура для СИП, контактной сети, детали в зонах с требованиями по весу.	Малая масса, стойкость к атмосферной коррозии, хорошая электропроводность.	Меньшая прочность по сравнению со сталью, ползучесть.
Нержавеющая сталь	12Х18Н10Т, AISI 304	Агрессивные среды, приморские районы, пищевая промышленность.	Высокая коррозионная стойкость, долговечность.	Высокая стоимость, склонность к коррозионному растрескиванию под напряжением.

Защитные покрытия: Для стальных изделий обязательны. Цинкование (горячее или термодиффузионное) – наиболее распространенный метод, обеспечивающий барьерную и катодную защиту. Также применяется окрашивание полимерными порошковыми красками для дополнительной защиты и цветовой маркировки.

Ключевые технические требования и стандарты

Качество и безопасность арматурного проката регламентируются национальными (ГОСТ) и международными (IEC, EN) стандартами.

• ГОСТ Р 58090-2018 (IEC 61854:1998): Арматура для ВЛ. Общие технические условия.
• ГОСТ 32889-2014 (EN 12436:2002): Арматура для ВЛ. Зажимы натяжные.
• ГОСТ Р 55040-2012 (IEC 61284:1997): Арматура для ВЛ. Требования и испытания.
• ГОСТ 17677-82: Светильники. Арматура для крепления.
• Серия стандартов ГОСТ Р 50571.5.52-2011/IEC 60364-5-52: Выбор и монтаж электрооборудования. Электропроводки.

Основные параметры контроля:

• Механическая прочность на разрыв (MUTS): Минимальная разрушающая нагрузка, которую должна выдержать арматура.
• Усталостная прочность: Способность выдерживать циклические нагрузки от ветра и вибрации.
• Электрическое сопротивление контакта: Критично для соединительной арматуры и заземления.
• Коррозионная стойкость: Испытания в соляном тумане (например, 500 часов для цинкового покрытия).
• Геометрические параметры и взаимозаменяемость.

Особенности выбора и монтажа

Выбор конкретного типа арматуры осуществляется на основе проекта, который учитывает:

• Тип и сечение провода/кабеля: Диаметр, материал (Al, Cu, AAAC, AC), тип изоляции.
• Расчетные нагрузки: Вес провода, гололед, ветровое давление, тяжение в различных режимах (нормальном, аварийном, монтажном).
• Климатические условия района строительства: Температурный диапазон, агрессивность среды (промзона, морское побережье).
• Тип опоры и изолятора: Материал опоры (железобетон, металл, дерево), тип гирлянды (подвесной, штыревой).
• Класс напряжения ВЛ: Определяет необходимые изоляционные расстояния и размеры арматуры.

Ошибки при монтаже: Несоблюдение моментов затяжки болтов, использование арматуры не по назначению или с несоответствующим проводом, повреждение защитного покрытия при монтаже, отсутствие контроля электрического сопротивления соединений.

Тенденции и инновации

• Композитные материалы: Арматура из стекло- и углепластиков для снижения веса, исключения коррозии и создания изолирующих элементов.
• Умная арматура: Встраивание датчиков для мониторинга натяжения, температуры, вибрации в реальном времени (Smart Grid).
• Унификация и модульность: Создание систем арматуры, позволяющих быстро адаптировать узлы крепления под разные условия.
• Повышение коррозионной стойкости: Развитие покрытий на основе алюмо-цинковых сплавов (Zalutite), полимерных композиций с повышенным сроком службы.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается арматура для ВЛ 0.4 кВ и 110 кВ?

Арматура для ВЛ 110 кВ и выше рассчитана на значительно более высокие механические нагрузки (тяжение проводов большего сечения, более severe климатические условия) и имеет увеличенные размеры. Она проходит более строгие испытания на усталость. Кроме того, для высоковольтных линий критичны требования к коронному разряду, поэтому арматура часто имеет специальные обтекаемые формы и экранирующие элементы.

Как правильно подобрать натяжной зажим для провода АС 120/19?

Необходимо руководствоваться типом провода (АС – алюминиевый со стальным сердечником) и его расчетным диаметром (для АС 120/19 это 14.4 мм). В каталоге производителя выбирается зажим, предназначенный именно для провода АС, с диапазоном допустимых диаметров, включающим 14.4 мм. Далее проверяется соответствие минимальной разрушающей нагрузки (MUTS) зажима расчетному тяжению провода в линии с учетом запаса прочности (как правило, не менее 2.5).

Каков срок службы оцинкованной арматуры и от чего он зависит?

Срок службы качественной горячеоцинкованной арматуры в нормальных атмосферных условиях составляет 25-30 лет. Он напрямую зависит от толщины цинкового покрытия (обычно 50-120 мкм), агрессивности среды (в промышленных или приморских зонах срок сокращается в 1.5-2 раза), наличия механических повреждений покрытия при транспортировке и монтаже.

Можно ли использовать строительную арматуру для монтажа заземления?

Использование строительной арматуры (рифленой, класса А-III) для контура заземления не рекомендуется, хотя и практикуется. Гладкая арматура (круглая, класса А-I) предпочтительнее из-за большего контакта с грунтом. Оптимальным решением является применение специализированной оцинкованной полосы или круглой стали, предназначенной для заземления (по ГОСТ Р 50571.5.54 или ГОСТ 32829), так как ее сечение, коррозионная стойкость и электропроводность нормированы для данных целей.

Что такое «усталостная прочность» арматуры и почему она важна?

Усталостная прочность – это способность материала выдерживать многократное циклическое нагружение без разрушения. Для арматуры ВЛ основными источниками циклических нагрузок являются ветровые пульсации и вибрации проводов (ветровые и от дождя). Недостаточная усталостная прочность приводит к образованию микротрещин и последующему разрушению детали (например, серьги или зажима) под рабочей нагрузкой, что вызывает обрыв провода. Испытания на усталость – обязательный пункт для сертификации ответственной арматуры.

Как маркируется арматурный прокат?

Маркировка включает: наименование или условное обозначение типа изделия (например, НГ-2 – натяжной зажим), номинальное сечение провода, для которого предназначено изделие, минимальную разрушающую нагрузку (в кН), марку материала, товарный знак производителя, год изготовления. Маркировка наносится несмываемым способом на саму деталь или на прикрепленную бирку.