Цепи серии ТНК
Цепи серии ТНК: конструкция, характеристики и применение в электротехнических установках
Цепи серии ТНК представляют собой специализированный вид кабельной арматуры, предназначенный для надежного и безопасного подвешивания силовых кабелей, кабелей связи, волоконно-оптических линий, а также различного трубопровода на несущих тросах (канатах) в воздушных линиях. Основное функциональное назначение – создание промежуточных точек крепления, обеспечивающих фиксацию кабеля к несущему тросу с заданным шагом, предотвращающим провисание, перетирание и повреждение от ветровых и механических нагрузок. Конструктивно цепи ТНК являются сборными, состоящими из отдельных звеньев, что обеспечивает гибкость монтажа и регулировку длины подвеса.
Конструктивные особенности и составные элементы
Цепь ТНК формируется из штампованных стальных звеньев овальной формы, соединенных между собой. В зависимости от типа, в состав цепи могут входить специализированные звенья, выполняющие конкретные функции:
- Базовые (рядовые) звенья: Стандартные элементы, формирующие основную длину цепи. Изготавливаются из оцинкованной стали для защиты от коррозии.
- Концевые (замыкающие) звенья: Звенья специальной формы, предназначенные для соединения цепи с крюком или скобой, закрепленной на несущем тросе. Имеют увеличенное ушко для удобного заведения крепежного элемента.
- Звено с язычком: Ключевой элемент для фиксации кабеля. Язычок, отштампованный как часть звена, после обхвата кабеля заводится в прорезь на противоположной стороне звена, создавая надежное замковое соединение без необходимости использования дополнительного крепежа.
- Распорные звенья (в некоторых модификациях): Применяются для обеспечения заданного расстояния между параллельно прокладываемыми кабелями, предотвращая их контакт.
- Воздушные линии связи (ВЛС) и волоконно-оптические линии передачи (ВОЛП): Подвеска кабелей связи и оптических кабелей на опорах с использованием несущего стального троса.
- Кабельные воздушные линии электропередачи (КВЛ): Крепление самонесущих изолированных проводов (СИП) и силовых кабелей к несущему тросу.
- Прокладка инженерных коммуникаций: Подвес трубопроводов малого диаметра, защитных кожухов и других технологических линий.
- Оснащение тоннелей, эстакад и производственных помещений: Организация кабельных трасс в условиях, где невозможна или нецелесообразна прокладка в земле или по конструкциям.
- Универсальность и регулируемость длины: Возможность сборки цепи непосредственно на объекте под требуемые размеры.
- Простота монтажа и демонтажа: Не требуются специальные инструменты. Фиксация кабеля звеном с язычком происходит быстро и надежно.
- Гибкость и подвижность: Цепная подвеска компенсирует температурные деформации и вибрации, не создавая жестких напряжений в кабеле.
- Надежность и долговечность: Оцинкованная сталь обеспечивает срок службы до 25 лет и более в умеренном климате.
- Экономичность: Относительно низкая стоимость и возможность многократного использования.
- Ручной труд при сборке: Для массовой прокладки на длинных трассах монтаж цепей более трудоемок по сравнению с использованием ленточных подвязок или готовых спиральных подвесов.
- Вероятность перекручивания: При неправильном монтаже цепь может перекрутиться, что создает нерасчетные механические нагрузки.
- Ограниченная стойкость в агрессивных средах: В промышленных или приморских районах с высокой агрессивностью атмосферы срок службы может сократиться, требуя применения цепей с усиленным покрытием.
- Подготовка: Определение шага подвеса (обычно от 0.5 до 1.5 метра в зависимости от веса кабеля и климатических условий). Подготовка необходимого количества звеньев всех типов.
- Крепление к тросу: На несущий трос с заданным шагом устанавливаются анкерные крюки или скобы (например, типа ПКС). В них заводится концевое звено собираемой цепи.
- Формирование длины цепи: К концевому звену последовательно соединяются необходимое количество рядовых звеньев для достижения требуемой длины подвеса.
- Крепление кабеля: Нижняя часть цепи обхватывается вокруг кабеля, и язычок звена с язычком плотно заводится в соответствующий паз до характерного щелчка, обеспечивая фиксацию. Важно не допускать пережатия изоляции кабеля.
- Контроль: Проверяется равномерность натяжения всех цепей в пролете, отсутствие перекручиваний и надежность замыкания всех звеньев с язычком.
- Запрещается наращивание цепи путем сращивания или сварки звеньев в полевых условиях.
- Не допускается использование цепей с дефектами: трещинами, отсутствием покрытия, разошедшимися завальцовками.
- При подвеске пучка кабелей должны использоваться распорные звенья для предотвращения их схлестывания.
Сборка цепи нужной длины производится на месте монтажа путем последовательного соединения необходимого количества звеньев разного типа. Это позволяет адаптировать подвес под конкретные условия трассы (пролет, стрела провеса, диаметр кабеля).
Технические характеристики и классификация
Основным классифицирующим параметром цепи ТНК является диаметр прутка, из которого изготовлены звенья. От этого параметра напрямую зависят механическая прочность, вес и допустимая нагрузка цепи. Наиболее распространенные типоразмеры представлены в таблице.
| Тип цепи | Диаметр прутка, мм | Внутренние размеры звена (примерно), мм | Масса 1 метра цепи, кг | Минимальная разрушающая нагрузка, кН (тс) | Рекомендуемая рабочая нагрузка, кН |
|---|---|---|---|---|---|
| ТНК-2 | 2 | 12 x 24 | 0.2 | 1.96 (0.2) | 0.39 |
| ТНК-3 | 3 | 15 x 30 | 0.5 | 4.41 (0.45) | 0.88 |
| ТНК-4 | 4 | 18 x 36 | 0.9 | 7.85 (0.8) | 1.57 |
| ТНК-5 | 5 | 21 x 42 | 1.4 | 12.26 (1.25) | 2.45 |
| ТНК-6 | 6 | 24 x 48 | 2.0 | 17.66 (1.8) | 3.53 |
Материал: Звенья изготавливаются из низкоуглеродистой стали марки Ст3кп или аналогичной, с обязательным горячим цинкованием для защиты от атмосферной коррозии. Цинковое покрытие должно соответствовать ГОСТ 9.307-89.
Допустимая нагрузка: Рабочая (эксплуатационная) нагрузка на цепь не должна превышать 20-25% от минимальной разрушающей нагрузки, указанной в технических условиях. Это обеспечивает необходимый запас прочности с учетом динамических нагрузок, обледенения и ветра.
Область применения и нормативная база
Цепи ТНК нашли широкое применение в различных отраслях:
Применение цепей ТНК регламентируется рядом отраслевых стандартов и документов, включая «Правила устройства электроустановок (ПУЭ)» (глава 2.4, 2.5), СНиП 3.05.06-85 «Электротехнические устройства», а также ведомственными инструкциями по строительству линейно-кабельных сооружений связи.
Преимущества и недостатки по сравнению с альтернативными решениями
Преимущества цепей ТНК:
Недостатки:
Технология монтажа и основные требования
Монтаж подвеса с использованием цепей ТНК выполняется в следующей последовательности:
Критически важные требования:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальное отличие цепи ТНК от ленточных кабельных стяжек (хомутов)?
Цепь ТНК – это несущий элемент подвеса, рассчитанный на постоянные значительные механические нагрузки в течение десятилетий. Ленточные стяжки (чаще из пластика) выполняют в основном фиксирующую функцию для группировки кабелей на уже существующих конструкциях и имеют ограниченный срок службы (5-10 лет) из-за старения пластика под УФ-излучением. Цепь – металлическое, долговечное решение для наружной прокладки на тросе.
Как правильно выбрать типоразмер цепи ТНК для конкретного кабеля?
Выбор осуществляется на основе расчета. Необходимо знать полный вес кабеля (с учетом возможного обледенения) на единицу длины, шаг подвеса и климатический район. По этим данным вычисляется нагрузка на одну точку крепления. Типоразмер цепи выбирается так, чтобы эта нагрузка не превышала 20-25% от разрушающей нагрузки цепи. Для стандартных задач часто используют эмпирическое правило: для кабелей связи и ВОЛС – ТНК-2, ТНК-3; для силовых кабелей малого и среднего сечения – ТНК-4, ТНК-5; для тяжелых кабелей или труб – ТНК-6.
Можно ли использовать цепи ТНК для подвеса СИП?
Да, можно, но с важной оговоркой. Для подвеса самонесущих изолированных проводов (СИП) к несущему тросу цепи ТНК применяются. Однако необходимо использовать специальные диэлектрические вставки или звенья из пластика между цепью и кабелем, если несущий трос заземлен. Это предотвращает electrochemical corrosion в точке контакта алюминия СИП с оцинкованной сталью цепи, а также перетирание изоляции. Более предпочтительным и современным решением для СИП часто являются специализированные диэлектрические спиральные подвесы.
Какой запас длины цепи необходимо предусматривать относительно расстояния между тросом и кабелем?
Цепь не должна быть натянута в струну. Рекомендуется, чтобы в состоянии покоя (без ветра, при среднегодовой температуре) цепь имела небольшой провис, образуя так называемую «цепную линию». Это обеспечивает компенсацию температурных сжатий/удлинений и демпфирование вибраций. Обычно фактическая длина цепи берется на 5-10% больше прямого расстояния между точками крепления на тросе и кабеле.
Как бороться с коррозией цепи в условиях морского побережья или промышленной зоны?
Стандартное горячее цинкование может быть недостаточным. В таких случаях следует применять цепи с усиленным цинковым покрытием (толщиной от 50 мкм и выше) или с дополнительным покрытием, например, полимерным. Также необходимо проводить регулярные визуальные осмотры с периодичностью раз в 2-3 года. Альтернативой может быть использование цепей, изготовленных из нержавеющей стали марки AISI 304 или AISI 316, хотя их стоимость значительно выше.
Существуют ли аналоги цепей ТНК в зарубежной практике?
Да, функциональные аналоги широко распространены. В Европе и США используются так называемые «cable clevis chains» или «messenger chains». Они могут иметь не овальную, а более вытянутую (каплевидную) форму звена и часто поставляются не россыпью, а готовыми отрезками фиксированной длины с концевыми звеньями под конкретный тип скобы. Принцип действия и назначение идентичны. Выбор между отечественной ТНК и импортным аналогом часто определяется требованиями проекта и экономической целесообразностью.