Промежуточная подвеска

Промежуточная подвеска: конструкция, назначение и применение в воздушных линиях электропередачи

Промежуточная подвеска – это тип опорной арматуры, предназначенный для крепления провода или грозозащитного троса на промежуточной опоре воздушной линии электропередачи (ВЛ). Её ключевая функция – надёжно удерживать провод в зажиме, обеспечивая передачу механической нагрузки с провода на опору, при этом допуская определённую степень свободы для перемещения провода в зажиме. Это перемещение необходимо для компенсации механических напряжений, возникающих при изменении температуры, ветровых и гололёдных нагрузках. В отличие от натяжной подвески, которая фиксирует провод жёстко и воспринимает полное тяжение в анкерном пролёте, промежуточная подвеска не предназначена для восприятия значительной разности тяжений провода с разных сторон опоры. Она является основным, наиболее массовым видом подвески на трассе ВЛ.

Конструктивные элементы промежуточной подвески

Классическая промежуточная подвеска представляет собой гибкую систему, состоящую из нескольких стандартных элементов, соединённых в цепь. Конкретная комплектация зависит от напряжения ВЛ, типа провода, климатических условий района трассы и требований проектной документации.

• Поддерживающий зажим (гильза): Основной элемент, непосредственно удерживающий провод. Изготавливается из алюминиевых сплавов или чугуна. Конструктивно бывает глухим (провод заделывается в паз и обжимается) и болтовым (с завинчивающимися лепестками). Внутренняя поверхность часто имеет рифление для увеличения силы трения и может оснащаться мягкими вкладышами (для сталеалюминиевых проводов) или жёсткими рамками (для полых проводов СИП).
• Стройка (коромысло): Связующее звено между поддерживающим зажимом и гирляндой изоляторов. Представляет собой металлическую деталь (часто в форме коромысла), которая позволяет зажиму качаться в плоскости, перпендикулярной оси линии. Это снижает риск повреждения провода и изоляторов при неравномерной нагрузке на соседних пролётах.
• Гирлянда изоляторов: На ВЛ 35 кВ и выше применяются подвесные тарельчатые изоляторы, собранные в гирлянду. Количество изоляторов в гирлянде нормируется в зависимости от напряжения линии, степени загрязнённости атмосферы и материала опоры. Для ВЛ 6-10 кВ часто используются штыревые изоляторы, на которые зажим крепится напрямую или через крюк/штырь.
• Траверса опоры: Конструктивный элемент опоры (металлической или железобетонной), к которому через серьгу или натяжной зажим крепится верхний изолятор гирлянды.
• Соединительная арматура: Включает серьги, ушки, скобы, пальцы, которые обеспечивают шарнирное соединение элементов гирлянды между собой и с траверсой.

Принцип работы и ключевые требования

Промежуточная подвеска работает по принципу шарнирно-подвижного соединения. При изменении механического состояния провода в соседних пролётах (например, из-за ветра или обрыва) поддерживающий зажим, благодаря наличию стойки и шарниров в гирлянде, отклоняется от вертикального положения. Это отклонение позволяет перераспределить нагрузку и предотвратить возникновение недопустимых изгибающих напряжений в месте крепления провода. Провод в самом зажиме также может иметь небольшой люфт или смещение, что предохраняет его от повреждения в точке выхода из зажима.

К основным требованиям, предъявляемым к промежуточной подвеске, относятся:

• Надёжное удержание провода без проскальзывания (коэффициент запаса прочности крепления обычно не менее 2.5).
• Минимизация концентрации механических напряжений в проводе для предотвращения усталостных разрушений.
• Коррозионная стойкость всех металлических элементов (гальваническое цинкование, алюминирование).
• Электрическая надёжность, отсутствие точек неконтролируемого искрения (коронный разряд).
• Удобство монтажа и обслуживания.

Типы промежуточных подвесок и их применение

Классификация осуществляется по нескольким признакам: типу провода, количеству гирлянд, способу крепления на опоре.

1. По типу провода:

• Для голых проводов (АС, А, М): Используются стандартные поддерживающие зажимы (типа ПГ, ПГН, ПГК) с жёлобом, соответствующим диаметру провода. Часто комплектуются амортизаторами вибрации (гасителями вибрации), которые устанавливаются рядом с зажимом для подавления ветровых вибраций.
• Для самонесущих изолированных проводов (СИП): Применяются специализированные зажимы, обычно из алюминиевого сплава или композитных материалов. Конструкция включает жёсткую раму (кронштейн) для фиксации несущей нейтрали и ответвления для фазных изолированных жил. Крепление осуществляется непосредственно на стойку опоры или кронштейн (СИП-2, СИП-3) или с помощью подвесной арматуры (СИП-1, СИП-4).
• Для грозозащитных тросов: Используются зажимы типа ОП, аналогичные по конструкции, но рассчитанные на меньшие механические нагрузки.

2. По количеству гирлянд:

• Одногирляндная: Стандартное решение для большинства ВЛ 35-500 кВ. Провод подвешен на одной гирлянде изоляторов.

Двухгирляндная: Применяется на ВЛ 330 кВ и выше, в районах с тяжёлыми гололёдными и ветровыми условиями, на особо ответственных переходах. Обеспечивает повышенную механическую надёжность и резервирование.

3. По способу крепления на опоре:

• Подвес на гирлянде: Классический способ для ВЛ среднего и высокого напряжения.
• Жёсткое крепление на штыревом изоляторе: Характерно для ВЛ 6-10 кВ.
• Крепление на траверсе через пружинный или резиновый амортизатор: Применяется для снижения динамических нагрузок.

Расчёт и выбор промежуточной подвески

Выбор конкретного типа и параметров подвески является частью проектного расчёта ВЛ. Основные учитываемые факторы:

Ключевые параметры для выбора промежуточной подвески

Параметр	Влияние на выбор	Нормативный документ (пример)
Марка и сечение провода/троса	Определяет тип и размер зажима (диаметр жёлоба, момент затяжки, допустимую нагрузку).	Каталоги производителей, ГОСТ Р 55045-2012 (зажимы).
Расчётное напряжение ВЛ	Определяет длину гирлянды, тип изоляторов, требования к изоляционным расстояниям.	ПУЭ 7-е изд., Гл. 2.5.
Климатический район (ветер, гололёд, температура)	Определяет механическую нагрузку на зажим и гирлянду, необходимость применения гасителей вибрации.	СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия».
Материал и тип опоры (металл, ж/б, дерево)	Влияет на тип крепления гирлянды к траверсе (серьга, натяжной зажим).	Типовые проекты опор.
Угол поворота трассы	На угловых опорах с малыми углами поворота могут применяться промежуточные подвески с усиленными зажимами или двойным креплением.	Инструкции по проектированию ВЛ.

Расчёт включает проверку зажима на удерживающую способность (проскальзывание), проверку гирлянды и стойки на механическую прочность при комбинациях нагрузок (вес провода, ветер, гололёд), определение допустимых углов отклонения гирлянды.

Монтаж и эксплуатация

Монтаж промежуточной подвески выполняется после установки и закрепления опоры. Провод раскатывается, затем с помощью такелажного оборудования поднимается и заводится в поддерживающий зажим. Критически важно соблюдать момент затяжки болтов зажима, указанный в паспорте изделия. Недостаточная затяжка приведёт к проскальзыванию провода и повреждению его поверхности, чрезмерная – к недопустимой деформации провода (для алюминиевых и сталеалюминиевых проводов). При монтаже СИП необходимо использовать динамометрический инструмент.

В процессе эксплуатации в рамках плановых осмотров ВЛ контролируются:

• Отсутствие смещения провода в зажиме (по контрольным меткам).
• Состояние изоляторов гирлянды (трещины, сколы).
• Угол отклонения гирлянды от вертикали (не должен превышать допустимый).
• Отсутствие коррозии на металлических элементах арматуры.
• Целостность гасителей вибрации.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем принципиально отличается промежуточная подвеска от натяжной?

Промежуточная подвеска жёстко не фиксирует провод, позволяя ему перемещаться в зажиме и отклонять гирлянду. Она передаёт на опору в основном вертикальную нагрузку (вес провода, гололёд) и поперечную (ветер). Натяжная подвеска (в анкерном зажиме) жёстко зажимает провод, не допуская его осевого перемещения, и передаёт на опору продольную нагрузку – разность тяжений провода в смежных пролётах. Анкерные зажимы имеют значительно большую удерживающую силу и массу.

Можно ли использовать промежуточный зажим на анкерной опоре?

Нет, это категорически запрещено. Механическая прочность промежуточного зажима и способ крепления провода в нём не рассчитаны на восприятие значительной разности тяжений. Это приведёт к проскальзыванию провода, его повреждению и возможному обрыву.

Как определить износ промежуточной подвески?

Критическими признаками износа являются: видимая глубокая коррозия металлических деталей, особенно в местах шарнирных соединений; наличие трещин или деформаций на зажиме или стойке; смещение провода в зажиме относительно контрольных рисок; износ или разрушение алюминиевого корпуса зажима в месте контакта с проводом; поломка или ослабление пружинных элементов в гасителях вибрации.

Каковы последствия неправильного затяжки болтов поддерживающего зажима?

Слабая затяжка: Проскальзывание провода, истирание и повреждение его поверхностного слоя (для АС – повреждение алюминиевых проволок), возникновение вибрации, возможный пережог провода в точке контакта из-за микроискрения. Чрезмерная затяжка: Необратимая деформация (пережим) провода, снижение его механической прочности, локальное увеличение электрического сопротивления, риск усталостного разрушения провода у края зажима.

Как выбирается количество изоляторов в гирлянде промежуточной подвески?

Количество изоляторов нормируется ПУЭ и зависит от номинального напряжения ВЛ, материала опоры (металл/железобетон), степени загрязнённости атмосферы (светлая, загрязнённая, сильно загрязнённая зона) и высоты над уровнем моря. Например, для ВЛ 110 кВ на металлических опорах в нормальных условиях минимальное количество тарельчатых изоляторов типа ПС70-Д равно 6-7 штук. Для районов с повышенным загрязнением применяются изоляторы с увеличенной длиной пути утечки или их количество увеличивается.

Обязательна ли установка гасителей вибрации в промежуточной подвеске?

Не всегда. Необходимость установки гасителей вибрации (ГВ) определяется расчётом на ветровые вибрации проводов. Как правило, ГВ обязательны на ВЛ 35 кВ и выше с проводами сечением от 240 мм², на пролётах длиной более 120-150 м, в открытой местности. Для СИП гасители вибрации, как правило, не требуются благодаря демпфирующим свойствам изолирующей оболочки.

Заключение

Промежуточная подвеска является критически важным элементом воздушной линии электропередачи, обеспечивающим надёжное и долговечное крепление провода на большей части трассы. Её правильный выбор, основанный на точных инженерных расчётах, качественный монтаж с соблюдением всех технологических норм и регулярный контроль в процессе эксплуатации – обязательные условия для обеспечения бесперебойной и безопасной работы энергосистемы. Современные тенденции направлены на унификацию арматуры, применение коррозионно-стойких покрытий, внедрение композитных изоляторов и специализированных решений для новых типов проводов, таких как СИП, что в целом повышает надёжность и снижает эксплуатационные затраты.