Ответвительные зажимы

Ответвительные зажимы: классификация, конструкция, применение и нормативная база

Ответвительный зажим (ответвительный сжим) – это электроустановочное изделие, предназначенное для создания надежного электрического и механического контакта с основной токопроводящей жилой (проводом, кабелем, шиной) без ее разрыва, с целью подключения к ней отводящего проводника. Основная сфера применения – устройства воздушных линий электропередачи (ВЛ) и распределительных сетей (ВЛ 0,4-10 кВ), монтаж вводов в здания, подключение уличного освещения, а также создание ответвлений в различных электротехнических конструкциях и щитовом оборудовании.

Классификация ответвительных зажимов

Ответвительные зажимы систематизируют по ряду ключевых признаков, определяющих их область применения и технические характеристики.

1. По способу монтажа и конструкции:

• Прокалывающие (проникающие): Контактные элементы имеют острые зубцы или проколы, которые при затяжке болтового соединения проникают через оксидный слой и поверхностные загрязнения проводника, обеспечивая стабильный контакт. Не требуют зачистки изоляции на магистральном проводе, что значительно ускоряет монтаж и повышает герметичность соединения.
• Непрокалывающие (зажимные): Требуют предварительной зачистки изоляции на магистральном проводе. Контакт осуществляется за счет давления пластин или скоб на оголенную жилу. Часто используются для ответвлений с голых проводов или шин.

2. По материалу корпуса и токоведущих элементов:

• Корпус: Изготавливается из самозатухающих полимеров (полиамид, полипропилен), устойчивых к УФ-излучению, атмосферным осадкам и широкому температурному диапазону (-60°C до +80°C и выше). Цвет обычно оранжевый (для ВЛ) или черный.
• Токоведущая система: Выполняется из электротехнического алюминия, реже – из медных сплавов или биметаллических пластин (для соединения разнородных металлов, например, алюминия и меди). Проколы и контактные пластины часто имеют антикоррозионное покрытие (олово, цинк).
• Болтовое соединение и пружинные элементы: Болты, гайки, шайбы – из оцинкованной или нержавеющей стали. В зажимах с постоянным давлением используются пружинные шайбы Гровера или тарельчатые пружины, компенсирующие температурные деформации проводников и предотвращающие ослабление контакта.

3. По количеству подключаемых ответвлений:

• Однофазные (одноответвительные).
• Многоответвительные (двух-, трех- и более) – позволяют подключить несколько отводящих линий к одной магистрали.

4. По номинальному напряжению и току:

• Для ВЛ 0,4 кВ (низковольтные).
• Для ВЛ 6-10 кВ (средневольтные).
• Для ВЛ 20-35 кВ (редко, требуют специального исполнения).

Конструктивные особенности и принцип действия

Типичный прокалывающий ответвительный зажим состоит из следующих элементов:

• Корпус: Состоит из основания и крышки, скрепляемых болтами. Имеет каналы для укладки магистрального и ответвительного проводов.
• Токоведущая арматура: Внутри корпуса расположены две контактные пластины с прокалывающими зубцами, ориентированными навстречу друг другу. Между пластинами находится паз для магистрального провода.
• Зажимной механизм: Стальные болты, проходящие через корпус и контактные пластины. При затяжке пластины сближаются, зубцы протыкают изоляцию и врезаются в жилу магистрального провода, а с другой стороны зажимается зачищенный конец ответвительного провода.
• Герметизирующие элементы: В комплект часто входят герметизирующие ленты или пасты для заполнения полостей, а сама конструкция после затяжки обеспечивает влагозащищенное соединение.

Принцип действия основан на создании высокого удельного давления в зоне контакта, разрушающего барьерные пленки на металле, и поддержании этого давления в течение всего срока службы за счет упругих элементов.

Основные технические параметры и выбор зажима

Выбор ответвительного зажима осуществляется на основе строгого соответствия параметров сети и характеристик изделия.

Таблица 1. Ключевые параметры для выбора ответвительного зажима

Параметр	Описание	Типовые значения/примеры
Номинальное напряжение (Uн)	Максимальное действующее значение напряжения сети, для которой предназначен зажим.	0.4 кВ, 10 кВ, 20 кВ, 35 кВ
Номинальный ток (Iн)	Длительно допустимый ток, который зажим может проводить без превышения допустимой температуры.	63 А, 100 А, 200 А, 400 А, 630 А
Сечение магистрального провода	Диапазон сечений провода (кабеля), на который рассчитан зажим. Превышение или занижение недопустимо.	16-95 мм², 95-240 мм², 120-300 мм² (для СИП – указывается тип: СИП-1, СИП-2 и т.д.)
Сечение ответвительного провода	Диапазон сечений отводящего провода.	6-35 мм², 16-95 мм²
Климатическое исполнение и категория размещения	Определяет стойкость к температуре, влажности, УФ-излучению.	УХЛ1, У1 (для умеренного климата на открытом воздухе)
Степень защиты (IP)	Уровень защиты от проникновения твердых тел и воды.	IP54, IP65 – для уличного применения
Момент затяжки	Критически важный параметр, обеспечивающий надежный контакт без повреждения деталей. Контролируется динамометрическим ключом.	Обычно 20-25 Н·м (точно по инструкции производителя)

Нормативная база и стандарты

Производство и применение ответвительных зажимов регламентируется национальными и международными стандартами:

• ГОСТ Р 50043.1-2012 (МЭК 61238-1:2003): «Соединители для силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на номинальное напряжение от 3,6/6 кВ до 20,8/36 кВ. Общие требования и методы испытаний». Хотя стандарт ориентирован на соединители, многие требования применимы и к ответвительным зажимам для СИП.
• ГОСТ Р 50446-2016 (МЭК 61914:2009): «Крепежные изделия для электрических установок. Кабельные хомуты и скобы для электрических установок». Регламентирует механическую прочность.
• Серия ТУ 16-90 и ТУ 3449-001-… : Технические условия конкретных производителей, разработанные на основе ГОСТ.
• Правила устройства электроустановок (ПУЭ 7 изд.): Глава 2.4 «Воздушные линии электропередачи напряжением до 1 кВ», Глава 2.5 «Воздушные линии электропередачи напряжением выше 1 кВ». Устанавливают требования к механической прочности и надежности контактных соединений.

Преимущества и недостатки по сравнению с альтернативными способами ответвления

Преимущества прокалывающих зажимов:

• Монтаж без снятия изоляции с магистрали, что исключает ошибки, связанные с некачественной зачисткой, и снижает время работ.
• Высокая степень защиты соединения от влаги и коррозии за счет герметичной конструкции.
• Автоматическая компенсация температурных деформаций проводников (в моделях с пружинами).
• Стабильное переходное сопротивление на протяжении всего срока службы (до 30 лет и более).
• Возможность работы под напряжением (при соблюдении техники безопасности и использовании специального инструмента).

Недостатки:

• Более высокая стоимость по сравнению с простыми скрутками или зажимами «орех».
• Одноразовость: повторное использование после демонтажа, как правило, невозможно.
• Требовательность к соблюдению момента затяжки.

Сравнение с альтернативами:

• Скрутка с пайкой/сваркой: Требует высокой квалификации, занимает много времени, соединение неразъемное, подвержено коррозии без дополнительной защиты.
• Зажим типа «орех»: Требует зачистки магистрали, имеет более низкую степень защиты (IP), со временем может ослабнуть, требует периодической подтяжки.
• Винтовые клеммные колодки: Не предназначены для уличного применения, негерметичны, подвержены коррозии.

Особенности монтажа и эксплуатации

Правильный монтаж – залог долговечности соединения. Последовательность операций:

1. Подготовка: Убедиться в соответствии зажима сечениям проводов. Зачистить изоляцию с ответвительного провода на длину, указанную на корпусе зажима. Магистральный провод не зачищать.
2. Установка: Открыть крышку зажима (выкрутив болты). Уложить магистральный провод в предназначенный для него паз. Уложить зачищенный ответвительный провод в противоположный паз.
3. Затяжка: Установить болты и равномерно затягивать их крестообразно динамометрическим ключом до достижения указанного момента. Прекратить затяжку при срезании контрольной головки (если она есть) или по достижении момента.
4. Фиксация: После затяжки рекомендуется зафиксировать ответвительный провод к магистрали с помощью бандажной ленты или дополнительного хомута для снятия механической нагрузки с зажима.

Эксплуатационный контроль включает визуальный осмотр на предмет трещин, оплавлений, коррозии болтов, а также, при возможности, тепловизионный контроль в местах массовых соединений для выявления перегрева.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос 1: Можно ли использовать один и тот же зажим для соединения алюминиевого и медного проводов?

Да, но только если зажим специально предназначен для этого. В его конструкции должны быть биметаллические пластины или специальное покрытие контактных зон, предотвращающее электрохимическую коррозию. Обычные алюминиевые зажимы для этого не подходят.

Вопрос 2: Почему нельзя повторно использовать прокалывающий зажим после демонтажа?

При первичной затяжке прокалывающие зубцы деформируются, принимая форму жилы. После ослабления они уже не смогут обеспечить первоначальное удельное давление и герметичность. Кроме того, могла быть нарушена целостность изоляционного корпуса.

Вопрос 3: Какой момент затяжки является правильным и что будет, если его превысить?

Правильный момент затяжки указан в технической документации производителя (обычно в диапазоне 20-25 Н·м). Превышение момента может привести к срыву резьбы, растрескиванию корпуса, пережатию и повреждению жилы провода, что влечет за собой уменьшение сечения и локальный перегрев. Недостаточный момент – причина высокого переходного сопротивления и, как следствие, перегрева и оплавления.

Вопрос 4: Требуется ли обслуживание ответвительных зажимов в процессе эксплуатации?

Современные прокалывающие зажимы с пружинными шайбами рассчитаны на работу без обслуживания в течение всего срока службы. Зажимы старого типа (например, «орехи») требуют периодической проверки и подтяжки соединений.

Вопрос 5: Чем отличаются зажимы для ВЛ 0,4 кВ и 10 кВ?

Зажимы для 10 кВ имеют более длинную путь утечки (расстояние по поверхности корпуса между токоведущими частями), обеспечивающую стойкость к поверхностным перекрытиям. Их изоляционный корпус выполнен из материалов с лучшими диэлектрическими характеристиками и часто имеет ребристую форму для увеличения пути утечки. Конструктивно они также рассчитаны на большие сечения и токи.

Вопрос 6: Можно ли монтировать зажимы на провода под напряжением?

Да, но только с применением специального изолированного инструмента (динамометрические ключи с изолирующими рукоятками) и при строгом соблюдении мер безопасности, предписанных для работ под напряжением. Монтаж должен выполнять квалифицированный персонал, имеющий соответствующий допуск.

Заключение

Ответвительные зажимы, особенно прокалывающего типа, являются высокотехнологичным и надежным решением для создания неразъемных соединений в распределительных сетях. Их правильный выбор, основанный на соответствии техническим параметрам сети, и монтаж с соблюдением регламента (прежде всего, момента затяжки) гарантируют долговечность, безопасность и бесперебойность электроснабжения. Применение качественных зажимов, сертифицированных по актуальным стандартам, позволяет минимизировать эксплуатационные расходы за счет снижения потерь в контактах и исключения аварий, вызванных их перегревом.