Чугунные звездочки

Чугунные звездочки: конструкция, назначение и применение в электротехнических и кабельных сетях

Чугунная звездочка (также известная как опорная звездочка, распорная звездочка, разделительная звездочка или тройниковая подставка) – это специализированное крепежно-монтажное изделие, предназначенное для фиксации, разделения и поддержания необходимого расстояния между изолированными проводами или кабелями на траверсах опор воздушных линий электропередачи (ВЛ) и открытых распределительных устройств (ОРУ). Конструктивно изделие представляет собой цельнолитую деталь из серого или высокопрочного чугуна, имеющую центральное отверстие для крепления к траверсе болтом и три или более симметрично расположенных ответвления (лучей) с пазами или канавками для укладки проводов. Основная функция – предотвращение схлестывания и перехлеста проводов при ветровых нагрузках, а также обеспечение стабильного геометрического расположения фаз.

Материалы и технология производства

Для изготовления звездочек применяется чугун марок СЧ10, СЧ15 по ГОСТ 1412-85 или аналогичный по своим механическим характеристикам. Данный материал выбран благодаря оптимальному сочетанию прочности, жесткости, литейных качеств, устойчивости к атмосферной коррозии и стоимости. Изделия производятся методом литья в песчано-глинистые формы или в кокиль с последующей механической обработкой (расточка центрального отверстия, зачистка заусенцев) и антикоррозионным покрытием. Покрытие, как правило, представляет собой грунтовку ГФ-021 или ей подобную, окрашенную в черный цвет. Для агрессивных сред возможно нанесение более стойких покрытий, например, горячего цинкования.

Конструктивные особенности и типоразмеры

Конструкция звездочки определяется количеством и сечением удерживаемых проводов, а также типом траверсы. Наиболее распространены трехлучевые звездочки для разделения проводов одной фазы (при расщеплении) или для крепления трех отдельных проводов на компактной траверсе. Существуют также четырех- и шестилучевые модификации.

Ключевые конструктивные элементы:

• Центральная ступица: Массивная часть с отверстием под крепежный болт (обычно М16, М20). Может иметь цилиндрическую или фланцевую форму для увеличения площади опоры.
• Лучи (ответвления): Радиально расходящиеся от ступицы ребра. Каждый луч имеет одну или несколько канавок (пазов) определенного радиуса для фиксации провода. Пазы часто имеют рифленую или насеченную поверхность для улучшения сцепления с проводом и предотвращения его продольного смещения.
• Ребра жесткости: Усиливающие перемычки между лучами, предотвращающие их излом под нагрузкой.

Основные технические параметры и выбор

Выбор чугунной звездочки регламентируется проектной документацией и осуществляется на основе следующих параметров:

• Количество и диаметр удерживаемых проводов/кабелей.
• Расчетные механические нагрузки (ветровые, гололедные).
• Тип и габариты траверсы (ширина полки, диаметр отверстия).
• Климатическое исполнение и категория размещения (У, ХЛ для умеренного и холодного климата).

Примерная таблица типоразмеров чугунных звездочек (наиболее распространенные)

Тип звездочки (условное обозначение)	Количество лучей / пазов	Диаметр удерживаемого провода, мм (диапазон)	Диаметр крепежного отверстия, мм	Масса, кг (приблизительно)	Типовое применение
ЗЧ-3-120/150	3 / 3	120 — 150	18	4.2	Крепление одного расщепленного провода АС120/150 на траверсе ВЛ 35-110 кВ.
ЗЧ-3-95/120	3 / 3	95 — 120	18	3.8	Крепление проводов АС95/120.
ЗЧ-3-Универсал	3 / 6 (по 2 паза на луч)	50 — 185	20	5.5	Универсальное крепление различных по сечению проводов на ОРУ.
ЗЧ-4-70/95	4 / 4	70 — 95	18	4.5	Крепление четырех проводов на компактных линиях или для двух расщепленных фаз.

Монтаж и эксплуатация

Монтаж чугунных звездочек производится на этапе сборки опоры или во время реконструкции ВЛ. Порядок работ:

1. Проверка комплектности и целостности звездочки (отсутствие литейных раковин, трещин).
2. Установка звездочки на траверсу. Крепежный болт (обычно оцинкованный) пропускается через отверстие в траверсе и ступице звездочки, после чего снизу устанавливается плоская и пружинная шайба (гровер) и накручивается гайка.
3. Затяжка гайки с требуемым моментом для обеспечения надежной фиксации и предотвращения проворачивания.
4. Укладка проводов в соответствующие пазы на лучах звездочки. Провод должен плотно лежать в пазу, не выскальзывая из него.
5. Фиксация провода в пазу с помощью бандажа из оцинкованной стальной проволоки или специальных зажимов, если это предусмотрено конструкцией звездочки.

Эксплуатация не требует специального обслуживания. В ходе плановых обходов ВЛ необходимо визуально контролировать отсутствие трещин в теле звездочки, целостность антикоррозионного покрытия и надежность крепления как самой звездочки к траверсе, так и проводов в ее пазах.

Преимущества и недостатки по сравнению с альтернативными решениями

Преимущества:

• Высокая механическая прочность и жесткость: Чугун хорошо работает на сжатие, обеспечивая стабильность расстояния между проводами.
• Долговечность: Срок службы коррелирует со сроком службы опоры (50 лет и более) при условии сохранения защитного покрытия.
• Устойчивость к ультрафиолету и температурным перепадам: В отличие от некоторых полимерных изделий, чугун не стареет под солнцем и не теряет свойств при экстремальных температурах.
• Хорошая электроизоляционная стойкость: Сам материал является диэлектриком, что исключает дополнительные потери.
• Экономическая эффективность: Низкая стоимость сырья и технологии литья.

Недостатки:

• Большая масса: Увеличивает нагрузку на траверсу и усложняет монтаж вручную.
• Хрупкость при ударном воздействии: Чугун плохо переносит удары (например, при транспортировке или монтаже).
• Потенциальная коррозия: При повреждении лакокрасочного покрытия возможно развитие поверхностной ржавчины, что ухудшает внешний вид, но редко критично для прочности.
• Относительно сложная форма: Требует наличия модельной оснастки для производства, что делает нерентабельным мелкосерийное изготовление нестандартных исполнений.

Области применения в электроэнергетике

Чугунные звездочки применяются в следующих ключевых областях:

• Воздушные линии электропередачи 6-220 кВ: Для разделения проводов в расщепленных фазах на линиях 35 кВ и выше, а также для фиксации нескольких отдельных фаз на компактных траверсах.
• Открытые распределительные устройства (ОРУ) подстанций: Для упорядоченной прокладки и фиксации ошиновки (соединительных проводов между аппаратами и шинами) на поддерживающих конструкциях.
• Траверсы уличного освещения: Иногда используются для разделения кабелей питания светильников.
• Конструкции контактной сети электрифицированного транспорта.

Нормативная документация и стандарты

Производство и применение чугунных звездочек основывается на ряде нормативных документов:

• ГОСТ 1412-85: Чугун с пластинчатым графитом для отливок. Марки.
• СЕРИЯ 3.407-115: Альбом чертежей «Детали крепления стальных конструкций опор ВЛ».
• СТО 56947007-29.120.70.101-2011: Нормы проектирования ВЛ 35-750 кВ.
• ПУЭ 7-е издание: Правила устройства электроустановок (разделы, касающиеся прокладки проводов).
• Технические условия (ТУ) предприятия-изготовителя: Конкретизируют параметры, контроль качества и испытания.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем чугунная звездочка принципиально отличается от полимерной?

Чугунная звездочка – жесткое, неразборное, тяжелое изделие с высокой механической и термической стабильностью. Полимерная (из стеклонаполненного полиамида или полипропилена) – как правило, легче, может быть разборной, обладает диэлектрическими свойствами, но имеет ограничения по температуре эксплуатации (может «поплыть» при КЗ), подвержена старению под УФ-излучением и имеет меньшую прочность на сжатие.

Можно ли использовать одну звездочку для проводов разных сечений?

Да, но только если конструкция звездочки это предусматривает (например, универсальные модели с несколькими пазами разного радиуса на одном луче). Использование провода меньшего диаметра, чем рассчитан паз, приведет к ненадежной фиксации и потребует дополнительного бандажирования.

Как правильно выбрать диаметр крепежного болта?

Диаметр болта определяется диаметром отверстия в ступице звездочки и толщиной металла траверсы. Стандартные размеры – М16, М18, М20. Болт должен быть оцинкованным (ГОСТ 7798-70) и комплектоваться двумя гайками, плоскими и пружинными шайбами для предотвращения самоотвинчивания от вибрации.

Требуется ли заземление чугунной звездочки?

Нет. Чугунная звездочка является изолирующей деталью и не находится в гальваническом контакте с проводом под напряжением (провод лежит в пазу, часто имеется дополнительный бандаж). Ее заземление не требуется и не предусмотрено правилами.

Что делать, если в теле звездочки обнаружена трещина?

Эксплуатация звездочки с трещиной недопустима, так как это свидетельствует о потере механической прочности. Такая звездочка подлежит немедленной замене в плановом или аварийном порядке.

Допустимо ли повторное использование звездочек при реконструкции ВЛ?

Да, после тщательного осмотра. Необходимо очистить изделие от загрязнений, оценить состояние металла (отсутствие трещин, сколов), проверить целостность резьбы в крепежном отверстии (при ее наличии) и обновить антикоррозионное покрытие. При малейших сомнениях в целостности изделие следует заменить новым.

Существуют ли аналоги чугунных звездочек для СИП?

Для самонесущих изолированных проводов (СИП) применяются принципиально иные арматура и аксессуары, выполненные из алюминиевых сплавов или устойчивых к УФ полимеров, например, спиральные разделители или специальные крепления к стойкам. Чугунные звездочки для СИП не используются.