Натяжная арматура
Натяжная арматура для воздушных линий электропередачи и контактной сети
Натяжная арматура (НГ) – это класс электротехнической продукции, предназначенный для крепления проводов, грозозащитных тросов и других несущих элементов воздушных линий электропередачи (ВЛ) и контактной сети железных дорог к анкерным опорам. Ее основная функция – восприятие и передача на опору механического натяжения (растягивающей нагрузки) от закрепленного элемента, исключая его продольное смещение. В отличие от поддерживающей арматуры, которая допускает скольжение провода через гирлянду изоляторов, натяжная арматура обеспечивает жесткое, неподвижное закрепление. Правильный подбор и монтаж натяжной арматуры критически важны для обеспечения механической прочности, надежности и долговечности всей линии.
Классификация и основные типы натяжной арматуры
Натяжная арматура классифицируется по нескольким ключевым признакам: тип закрепляемого элемента, конструктивное исполнение, способ соединения и материал.
1. По типу закрепляемого элемента:
- Для проводов ВЛ: Предназначена для крепления алюминиевых, сталеалюминевых (AC), а также самонесущих изолированных проводов (СИП). Конструкции различаются в зависимости от сечения и марки провода.
- Для грозозащитных тросов: Имеет усиленную конструкцию, так как тросы, как правило, стальные и подвержены более высоким механическим нагрузкам, включая вибрацию и разрыв при обрыве.
- Для контактной сети (КС): Специализированные узлы для крепления несущих тросов, контактных проводов и фиксаторов. Отличаются требованиями к износостойкости и точности регулировки натяжения.
- Натяжные зажимы (клиновые, болтовые, прессуемые): Непосредственно обжимают и удерживают провод/трос.
- Натяжные гирлянды: Состоят из натяжного зажима, соединенного с изоляторами (подвесными или стержневыми), которые, в свою очередь, крепятся к траверсе опоры.
- Соединители (орехи, плашечные зажимы): Используются для соединения двух концов провода в петле на анкерной опоре.
- Анкерные узлы и серьги: Элементы для соединения зажимов с изоляторами или траверсой.
- Корпуса и силовые элементы: Высокопрочный чугун, ковкий чугун, стальное литье, алюминиевые сплавы (силумин), стальные штамповки. Для ВЛ 35-110 кВ и выше часто применяются алюминиевые сплавы для снижения веса и исключения потерь на вихревые токи.
- Клинья, плашки, болты: Оцинкованная сталь, нержавеющая сталь.
- Защитные покрытия: Горячее цинкование – основной метод защиты стальных деталей. Для агрессивных сред (морское побережье, промышленные зоны) применяется усиленное цинкование или комбинированные покрытия (цинк-алюминий). Алюминиевые детали, как правило, анодируются.
- Подготовка провода: Очистка секции контакта от загрязнений, смазка (если предусмотрено инструкцией).
- Сборка анкерной петли: Формирование петли на конце провода с соблюдением минимально допустимого радиуса изгиба.
- Установка зажима: Правильная ориентация зажима на проводе (маркировка «Опора» должна быть обращена к опоре). Равномерная затяжка болтов динамометрическим ключом или правильное введение клина.
- Контроль: Визуальный осмотр на отсутствие перекосов, проверка расстояния от зажима до конца провода, контроль момента затяжки.
2. По конструктивному исполнению:
Конструктивные особенности и принцип действия основных типов зажимов
Натяжные клиновые зажимы (типа НК, НР, NLL, NT)
Наиболее распространенный тип для ВЛ. Состоят из корпуса (обоймы), клина и прижимной планки. Провод, образуя петлю, укладывается в канавку корпуса и зажимается движущимся клином при приложении тягового усилия. Чем больше нагрузка, тем сильнее клин втягивается в корпус, обеспечивая надежный контакт. Преимущества: простота монтажа, самозатягивающийся эффект, не требуют специального инструмента для обжатия. Недостаток: ограничение по минимальному допустимому сечению провода.
Натяжные болтовые (плашечные) зажимы (типа НБ, TAC, AN)
Состоят из корпуса с пазом и прижимной плашки, которая фиксируется мощными болтами. Провод укладывается в паз и равномерно прижимается плашкой по всей площади контакта. Требуют калиброванного момента затяжки болтов. Преимущества: высокая надежность, возможность использования для широкого диапазона сечений, в том числе для соединения проводов разных марок. Часто применяются в качестве соединителей в анкерных петлях.
Прессуемые натяжные зажимы и соединители
Представляют собой полую алюминиевую или биметаллическую гильзу, которая надевается на провод и обжимается специальным гидравлическим прессом. Обеспечивают максимальную площадь контакта и механическую прочность, равную или превышающую прочность самого провода. Применяются на ответственных линиях высокого напряжения, для соединения проводов больших сечений, а также в качестве постоянных соединителей. Требуют квалифицированного монтажа и контроля качества обжатия.
Зажимы для СИП (типа NX, GWA, KVT)
Специализированные конструкции для самонесущих изолированных проводов. Обычно состоят из анкерного клина, который зажимает несущую жилу, и внешнего изолирующего корпуса из ударопрочного пластика, защищающего от атмосферных воздействий и случайного контакта. Могут иметь ушко для непосредственного крепления к крюку или траверсе.
Материалы и защитные покрытия
Материалы для натяжной арматуры выбираются исходя из требований прочности, коррозионной стойкости и электропроводности.
Ключевые технические параметры и выбор арматуры
Выбор натяжной арматуры регламентируется проектными нормами и осуществляется на основе следующих параметров:
| Параметр | Описание | Пример обозначения в каталоге |
|---|---|---|
| Номинальное сечение провода/троса | Диапазон сечений (мм²), для которого предназначен зажим. Важно соблюдать как минимальное, так и максимальное значение. | AC 70/11 — 120/19 |
| Номинальная разрушающая нагрузка (НРН) | Минимальная нагрузка (в кН), которую должен выдержать зажим без разрушения или необратимой деформации. Должна превышать максимальное расчетное натяжение провода с учетом запаса прочности. | НРН 70 кН |
| Диаметр провода/троса | Фактический диаметр, включая возможную маркировку. Особенно критично для клиновых зажимов. | d = 11.0 — 15.0 мм |
| Тип провода/троса | Конструкция (AC, A, ПС, СИП и т.д.). Для разных типов используются разные профили канавок зажима. | Для сталеалюминиевых проводов |
| Условное обозначение по каталогу | Стандартизированное обозначение, например, НК-70-1 (Натяжной зажим Клиновой, для провода сечением 70 мм², модификация 1). | НЛ-70-Д |
Монтаж и эксплуатационные требования
Монтаж натяжной арматуры – ответственная операция, выполняемая по строгим технологическим картам. Основные этапы:
Эксплуатационные требования включают регулярный визуальный осмотр в ходе обходов ВЛ на предмет коррозии, трещин в литье, ослабления болтовых соединений, смещения клина. Особое внимание уделяется точкам крепления на участках с повышенной вибрацией.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем принципиально отличается натяжная арматура от поддерживающей?
Натяжная арматура жестко и неподвижно фиксирует провод на анкерной опоре, воспринимая полное тяжение провода. Поддерживающая арматура (линейные подвесы) удерживает провод на промежуточной опоре, позволяя ему свободно перемещаться в канавке ролика или зажима при изменении температуры и механических нагрузках, предотвращая концентрацию напряжений.
Можно ли использовать натяжной зажим в качестве соединительного?
Некоторые типы болтовых зажимов (например, плашечные типа TAC) сертифицированы и применяются в качестве овальных соединителей в анкерных петлях. Однако классические клиновые натяжные зажимы (НК) для этой цели не предназначены. Для сращивания проводов на промежуточном пролете используются специальные ремонтные или соединительные зажимы другого типа.
Что происходит, если сечение провода меньше минимально допустимого для зажима?
Это недопустимо. В клиновом зажиме клин не сможет надежно обжать провод, что приведет к проскальзыванию («выстрелу») под нагрузкой. В болтовом зажиме невозможно обеспечить достаточную площадь контакта и давление, что ведет к перегреву в точке контакта, оплавлению алюминия, ослаблению соединения и возможному обрыву.
Как правильно выбрать НРН зажима?
Номинальная разрушающая нагрузка зажима должна быть не менее чем на 10-20% выше максимального расчетного натяжения провода в самых тяжелых условиях (минимальная температура, гололед, ветер). Данные берутся из механического расчета трассы ВЛ. Например, если максимальное натяжение провода составляет 50 кН, следует выбирать зажим с НРН не менее 60-70 кН.
Требуется ли обслуживание натяжной арматуры после монтажа?
Плановое техническое обслуживание в виде подтяжки болтов, как правило, не требуется, если монтаж выполнен с соблюдением всех норм. Однако арматура должна включаться в перечень элементов, подлежащих визуальному осмотру в ходе плановых обходов ВЛ для выявления повреждений от внешних воздействий (удары, коррозия).
Почему для алюминиевых проводов часто используют алюминиевые же зажимы, а не стальные?
Использование алюминиевых (силуминовых) зажимов исключает возникновение гальванической пары алюминий-сталь, которая в присутствии электролита (дождевая вода) приводит к интенсивной электрохимической коррозии алюминиевого провода. Кроме того, алюминиевые зажимы легче и не создают дополнительных потерь на вихревые токи на ВЛ высокого напряжения.
Заключение
Натяжная арматура является критически важным элементом в конструкции воздушных линий электропередачи и контактной сети, обеспечивая механическую целостность и безопасную эксплуатацию. Ее разнообразие обусловлено широким спектром условий применения, типов проводов и требований к нагрузкам. Грамотный выбор, основанный на точных технических параметрах и условиях окружающей среды, а также качественный монтаж в соответствии с инструкциями производителя – обязательные условия для создания надежных и долговечных энергетических сетей. Постоянное развитие материалов и технологий в производстве арматуры направлено на повышение коррозионной стойкости, снижение веса и упрощение монтажа при безусловном обеспечении высочайшего уровня прочности.