Перемычки

Перемычки в электротехнике и кабельных системах: классификация, назначение, применение

Перемычка – это проводник, предназначенный для электрического соединения двух или более точек в электрической цепи, распределительном устройстве (РУ), на шинах, сборных зажимах или между токоведущими частями оборудования. В отличие от кабеля или провода, перемычка, как правило, является жестким или гибким элементом фиксированной длины, изготавливаемым и применяемым для конкретного монтажного положения. Ее основная функция – обеспечение непрерывности электрического тока в обход разрыва цепи, создание параллельных путей, шунтирование или механическое укрепление соединений.

Классификация перемычек

Перемычки систематизируют по нескольким ключевым признакам: назначению, материалу, конструкции, способу монтажа и области применения.

1. По назначению и месту установки

• Шинные перемычки (гибкие или жесткие): Применяются для соединения шин между собой в РУ (например, между секциями сборных шин), для подключения аппаратов к шинам (выключателей, разъединителей, трансформаторов тока). Гибкие шинные перемычки компенсируют температурные расширения и вибрации, жесткие – обеспечивают высокую механическую прочность.
• Заземляющие перемычки: Специальные проводники для создания надежного соединения между заземляющим контуром и корпусами электрооборудования, дверями шкафов, подвижными частями. Часто имеют стандартизированные цвета (желто-зеленую изоляцию или неизолированные с желто-зелеными наконечниками).
• Измерительные перемычки (для шунтирования измерительных цепей): Используются для временного или постоянного шунтирования вторичных обмоток трансформаторов тока (ТТ) при замене измерительных приборов или реле, предотвращая разрыв цепи ТТ и появление опасного высокого напряжения.
• Перемычки в кабельных муфтах и переходах: Медные или алюминиевые ленточные или круглые проводники, служащие для соединения экранов, брони и жил кабелей при монтаже соединительных, ответвительных и концевых муфт.
• Монтажные перемычки внутри электрощитового оборудования (кроссировка): Короткие провода с наконечниками для соединения клемм аппаратов защиты, автоматических выключателей, рубильников между собой и с шинами распределения (например, гребенчатые шины-перемычки для ряда автоматических выключателей).
• Телекоммуникационные перемычки (патч-корды): В слаботочных системах – кабели с коннекторами для соединения портов активного сетевого оборудования с патч-панелями.

2. По материалу токоведущей части

• Медные: Наиболее распространены. Обладают высокой электропроводностью, коррозионной стойкостью, хорошей паяемостью и гибкостью. Применяются в ответственных соединениях, в цепях заземления, в электроустановках до 1000 В и выше.
• Алюминиевые: Легче и дешевле медных, но имеют худшую проводимость и склонность к окислению. Требуют применения специальных мер против электрохимической коррозии (контактной пасты, биметаллических переходных шайб или наконечников). Широко используются в ВЛ и РУ среднего и высокого напряжения.
• Биметаллические (алюмомедные): Комбинированные перемычки, где часть (например, наконечник) выполнена из меди, а токоведущая жила – из алюминия. Позволяют надежно соединять алюминиевые шины с медными выводами аппаратов без прямого контакта разнородных металлов.

3. По конструкции и гибкости

• Жесткие (шинные): Изготавливаются из плоской или профилированной (коробчатой) шины, медной или алюминиевой. Обладают высокой электродинамической стойкостью. Монтируются на опорных изоляторах.
• Гибкие: Выполняются из многопроволочных медных или алюминиевых проводов (плетеных или скрученных). Компенсируют смещения, вибрации, температурные деформации. Бывают неизолированными (голыми) и изолированными.
• Изолированные и неизолированные: Изолированные перемычки (в ПВХ, сшитом полиэтилене, резиновой оболочке) применяются в зонах возможного случайного прикосновения или в стесненных условиях. Неизолированные – в закрытых РУ, где исключено случайное прикосновение и попадание посторонних предметов.

Технические требования и параметры выбора

Выбор перемычки является критически важным этапом проектирования и монтажа. Неправильный подбор может привести к перегреву, электродинамическому разрушению, искрению и аварии.

Основные параметры:

• Номинальный ток: Длительно допустимый ток нагрузки, который перемычка может проводить без превышения допустимой температуры нагрева. Зависит от материала, сечения, способа прокладки и условий охлаждения.
• Сечение: Определяется по условиям нагрева (номинальному току) и проверяется на электродинамическую стойкость (ток короткого замыкания). Для гибких перемычек указывается суммарное сечение всех проволок.
• Электродинамическая стойкость: Способность выдерживать без повреждения механические усилия, возникающие при протекании токов короткого замыкания (ТКЗ). Для гибких перемычек проверяется по ударному току КЗ. Для жестких – проводится расчет на механический резонанс и механическую прочность.
• Термическая стойкость: Способность выдерживать нагрев от протекания тока КЗ в течение его действия без недопустимого разупрочнения материала или оплавления изоляции. Проверяется по среднеквадратичному значению тока КЗ.
• Тип и материал наконечников: Наконечники (кабельные наконечники, плоские контактные площадки) должны соответствовать материалу перемычки и шины/зажима, к которому производится подключение. Крепление – болтовое, сжимное или опрессовочное.
• Климатическое исполнение и категория размещения: Определяет стойкость к температуре, влажности, УФ-излучению (для наружных установок).

Таблица 1: Пример выбора сечения медных гибких перемычек по току (для условий прокладки на воздухе, температура +35°C)

Сечение, мм²	Допустимый длительный ток, А (примерно)	Типовое применение
16	100	Вводные перемычки в этажных щитах, заземление
35	150	Соединения в ВРУ, перемычки на шинах РУ-0.4 кВ
70	250	Перемычки между секциями шин, подключение аппаратов
120	350	Ответственные соединения в РУ, гибкие связи на трансформаторах
240	500	Главные перемычки в мощных РУ, соединения с силовыми трансформаторами

Примечание: Точные значения определяются по ПУЭ, ГОСТ и расчетным условиям. Для алюминия при том же сечении ток снижается примерно в 1.3 раза.

Особенности монтажа и эксплуатации

Качество монтажа перемычек напрямую влияет на надежность всей электроустановки.

• Подготовка поверхности: Места контакта на шинах и наконечниках перемычек должны быть зачищены от окислов, изоляции и загрязнений. Для алюминиевых соединений обязательна обработка кварцевазелиновой или специальной токопроводящей пастой.
• Крепление: Болтовые соединения должны выполняться с предписанным моментом затяжки (используется динамометрический ключ). Недостаточная затяжка ведет к перегреву, чрезмерная – к деформации и разрушению наконечника. Применяются пружинные шайбы (гроверы), стопорные шайбы.
• Компенсация усилий: Гибкие перемычки должны быть установлены с небольшим провисом для компенсации температурных расширений и предотвращения натяжения. Направление изгиба должно быть таким, чтобы в рабочем состоянии усилие не стремилось вывернуть наконечник из зажима.
• Зазоры и расстояния: При монтаже неизолированных перемычек в РУ должны строго соблюдаться минимально допустимые расстояния до заземленных частей и частей, находящихся под напряжением другой фазы, согласно ПУЭ и нормам проектирования.
• Маркировка: Перемычки, особенно в многофазных цепях, должны иметь цветовую или буквенно-цифровую маркировку в соответствии с правилами (желтый, зеленый, красный для фаз A, B, C; синий для нуля; желто-зеленый для PE).

Нормативная база

Проектирование, изготовление и монтаж перемычек регламентируется следующими основными документами:

• Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ, главы 1.7, 2.1, 3.4, 4.2): Определяют требования к сечениям, условиям прокладки, заземлению, защите.
• ГОСТ Р 50571.5.54-2013 (МЭК 60364-5-54:2011): Заземляющие устройства и защитные проводники.
• ГОСТ 10434-82: Соединения контактные электрические. Общие технические требования.
• Стандарты на конкретную продукцию: ГОСТ на гибкие медные шины, кабельные наконечники и т.д.
• Инструкции заводов-изготовителей электрооборудования.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос 1: Чем принципиально отличается перемычка от кабеля?

Перемычка – это, как правило, готовый элемент фиксированной длины и конфигурации, предназначенный для соединения двух конкретных точек в пределах одного распределительного устройства или между соседними аппаратами. Кабель – это универсальный протяженный проводник для передачи энергии или сигналов на расстояние, прокладываемый по трассам. Перемычка часто является частью конструкции РУ.

Вопрос 2: Можно ли использовать многожильный провод в качестве перемычки в силовом щите?

Да, но только если это специально предназначенный для таких целей гибкий провод (например, ПВ3, ПуГВ) с соответствующим сечением, и его концы обязательно должны быть оконцованы кабельными наконечниками под опрессовку или пайку. Запрещено вставлять многожильный провод без наконечника в винтовой зажим – это приводит к его частичному облому, плохому контакту и перегреву.

Вопрос 3: Как правильно выбрать сечение перемычки для шунтирования вторичной цепи ТТ?

Сечение должно быть не менее сечения штатных проводов вторичной цепи (обычно 2.5 мм² по меди). Сама перемычка должна быть установлена на специальные зажимы (клеммы) для шунтирования, расположенные до места разрыва цепи. Монтаж производится при замкнутых вторичных цепях ТТ.

Вопрос 4: Что такое «гребенчатая шина» и является ли она перемычкой?

Гребенчатая шина (comb busbar) – это монолитная шина из меди или латуни с отводами, выполненными в виде «зубьев» с фиксированным шагом. Она служит перемычкой для одновременного подключения ряда однофазных или трехфазных автоматических выключателей к питающим шинам. Ее использование повышает надежность, сокращает время монтажа и улучшает компановку щита по сравнению с набором отдельных проводов-перемычек.

Вопрос 5: Каковы риски использования алюминиевых перемычек для соединения медных шин?

Основной риск – интенсивная электрохимическая коррозия в месте контакта двух разнородных металлов в присутствии влаги и под током. Это приводит к увеличению переходного сопротивления, сильному нагреву и, в конечном итоге, к разрушению соединения. Для такого подключения необходимо использовать либо биметаллические переходные шайбы/наконечники, либо специальные тарельчатые шайбы с антикоррозионным покрытием и пастой, либо выполнять соединение через переходную стальную оцинкованную пластину.

Вопрос 6: Как часто нужно проводить ревизию и подтяжку болтовых соединений перемычек?

Периодичность ревизии устанавливается местной инструкцией по эксплуатации и ПТЭЭП. Как правило, в рамках планово-предупредительных ремонтов (ППР) – не реже одного раза в год, а для ответственных соединений на высоких токах – раз в полгода. Особое внимание уделяется после первых 2-3 месяцев эксплуатации нового соединения (этап «приработки»), а также после отключений оборудования токами КЗ.

Заключение

Перемычки, несмотря на кажущуюся простоту, являются важнейшими элементами любой электроустановки, определяющими ее электрическую и механическую целостность. Грамотный выбор типа, материала и сечения перемычки, соблюдение технологии монтажа и требований нормативных документов – обязательные условия для обеспечения бесперебойного, безопасного и долговечного функционирования систем распределения и передачи электроэнергии. Пренебрежение этими правилами ведет к повышенным эксплуатационным рискам, внеплановым остановам и авариям.