Разъемы LANS

Разъемы LANS: технические характеристики, конструкция и применение в электроэнергетике

Разъемы LANS (сокр. от английского «Loadbreak, Air, Narrow, Saddle» – разъединительный, воздушный, узкий, седловой) представляют собой класс высоковольтных разборных соединителей, предназначенных для коммутации и соединения кабельных линий с оборудованием распределительных сетей среднего напряжения (как правило, от 6 до 24 кВ). Они являются ключевым элементом в системах кабельных вводов для компактных распределительных устройств (КРУ, КСО), трансформаторных подстанций, а также в качестве проходных или концевых разделок. Основное назначение – обеспечение надежного электрического контакта, визуальной индикации заземления и возможности безопасного оперативного переключения под нагрузкой (функция Loadbreak) или без нагрузки (функция Deadbreak) с использованием изолирующей штанг-удлинителя.

Конструктивные особенности и принцип действия

Конструкция разъема LANS является эволюцией более ранних конусных разъемов типа «Ель» (или «Елка»). Она оптимизирована для работы в стесненных условиях ячеек КРУ. Разъем состоит из двух основных частей: вилки (кабельного наконечника) и розетки (приемного контакта, устанавливаемого на оборудование).

    • Вилка (Cable Plug): Изготавливается из электротехнической меди или алюминия с покрытием. Включает в себя контактный стержень с дугогасительным наконечником из специальных материалов (например, вольфрам-медь), изолирующий корпус из EPDM или силиконовой резины, обеспечивающий герметизацию и равномерное распределение электрического поля, экранирующий слой, а также седловой зажим для подключения к шине или кабелю. На корпусе расположено кольцо для захвата штангой и контакт для подключения переносного заземления.
    • Розетка (Receptacle или Socket): Устанавливается на шину или вал оборудования (например, на проходной изолятор трансформатора, выключателя нагрузки). Содержит контактную гильзу (патрон) с пружинящими ламелями, обеспечивающими постоянное давление на вилку. Розетка монтируется внутри изоляционного барьера (панели) ячейки КРУ.
    • Изолирующий барьер (Barrier или Mounting Panel): Пластина из литого эпоксидного изолятора, в которую вмонтированы розетки. Барьер обеспечивает изоляцию между фазами и между фазой и землей, а также служит монтажной панелью.

    Принцип коммутации под нагрузкой (Loadbreak) основан на внутреннем дугогашении. При отключении дуга, возникающая между контактами, гасится внутри специальной дугогасительной камеры вилки и розетки, где газы, выделяющиеся при горении дуги, создают избыточное давление, способствующее деионизации и прерыванию дугового разряда.

    Ключевые технические характеристики и стандарты

    Разъемы LANS производятся в соответствии с международными стандартами, главным из которых является IEC 60502 / IEC 60420 (для разъединителей под нагрузкой). Российское применение также регулируется сериями ГОСТ. Основные параметры включают:

    • Номинальное напряжение: 6, 10, 20, 24, 35 кВ.
    • Номинальный ток: 200А, 400А, 630А, 1250А (наиболее распространены 400А и 630А).
    • Ток термической стойкости (1с или 3с): до 16-25 кА в зависимости от модели.
    • Ток динамической стойкости (пиковый): до 40-63 кА.
    • Степень защиты: обычно IP68 при замкнутом соединении.
    • Испытательное напряжение промышленной частоты и импульсное.

    Типы и модификации разъемов LANS

    Классификация осуществляется по нескольким признакам:

    1. По функциональному назначению

    ТипОбозначениеНазначение и особенности
    Разъединительный под нагрузкойLBS (Loadbreak Switchable)Позволяет производить коммутацию под нагрузкой. Имеет дугогасительную систему. Стандарт для большинства ячеек КРУ.
    Разъединительный без нагрузкиDBS (Deadbreak Separable)Предназначен только для соединения/разъединения при обесточенной цепи. Не имеет дугогасителей. Часто используется для соединения кабелей.
    ПроходнойFeed-throughИспользуется для перехода с одной стороны барьера на другую (например, через стенку шкафа).
    Трансформаторный вводBushingУпрощенная розетка, устанавливаемая непосредственно на бак трансформатора.

    2. По материалу изоляции

    МатериалПреимуществаНедостатки
    EPDM (Этилен-пропиленовый каучук)Высокая стойкость к трекингу, озону, УФ-излучению. Хорошие механические свойства. Широкий температурный диапазон.Может быть чувствителен к некоторым маслам.
    Силикон (SiR)Отличная гидрофобность, стойкость к высоким температурам, хорошие восстанавливающие свойства поверхности.Ниже механическая прочность на разрыв по сравнению с EPDM, более высокая стоимость.

    3. По типу экранирования

    • Неэкранированные: Применяются в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, где требования к равномерности электрического поля ниже. Более компактны и дешевы.
    • Экранированные: Имеют слой полупроводящего материала или металлический экран по всей поверхности изоляции. Обеспечивают равномерное распределение электрического поля, исключают частичные разряды. Обязательны для сетей с эффективно заземленной нейтралью и на напряжение 20 кВ и выше.

    Комплектующие и аксессуары

    Для полноценной работы системы на основе разъемов LANS требуется ряд дополнительных элементов:

    • Заглушки (Cap) и колпачки (Plug): Для изоляции розетки или вилки при отключенном состоянии, обеспечивают защиту от прикосновения и загрязнения.
    • Переносные заземлители (Portable Earthing Device): Предназначены для безопасного заземления отключенной цепи через специальные контакты на вилке.
    • Индикаторы напряжения (Voltage Indicator): Устанавливаются на розетку для визуальной индикации наличия напряжения на шинах.
    • Адаптеры (Adapter): Позволяют соединять разъемы разных типов или поколений (например, LANS на «Елку»).
    • Изолирующие крышки и кожухи: Для дополнительной защиты в особых условиях.

    Процесс монтажа и эксплуатации

    Монтаж разъемов LANS требует строгого соблюдения технологических инструкций. Основные этапы:

    1. Подготовка кабеля: Снятие оболочек, разделка концов, зачистка экрана с формированием радиуса изгиба. Нанесение полупроводящего слоя при необходимости.
    2. Установка вилки: Опрессовка контактного наконечника на жилу кабеля. Послойная сборка изолирующего корпуса с соблюдением чистоты поверхностей и нанесением специальной контактной смазки на внутренние поверхности и контактный стержень.
    3. Подключение к розетке: Совмещение вилки с розеткой и приложение осевого усилия до характерного щелчка или до совпадения контрольных меток. Подключение выполняется с помощью изолирующей оперативной штанги.
    4. Эксплуатационный контроль: Визуальный осмотр на предмет повреждений изоляции, проверка момента затяжки болтовых соединений, контроль температуры термографическим методом в процессе работы.

    Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами соединений

    КритерийРазъемы LANSЦельно-литые муфтыРазъемы типа «Ель»
    Оперативность переключенийВысокая (разъединение/соединение за минуты)Низкая (требуется демонтаж муфты)Средняя
    Требования к пространствуМалые (узкая конструкция)Большие (необходимость изгиба кабеля)Средние
    Возможность коммутации под нагрузкойЕсть (для LBS)НетОграниченная, устаревшая конструкция
    СтоимостьВысокаяСредняяНиже средней
    Надежность и ресурсВысокие (до 100-200 циклов коммутации)Очень высокие (неразъемное соединение)Средние (износ контактов, чувствительность к влаге)

    Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

    1. В чем принципиальная разница между разъемами LBS и DBS?

    Разъем LBS (Loadbreak) оснащен внутренней дугогасительной камерой и рассчитан на разрыв номинального тока нагрузки. Разъем DBS (Deadbreak) такой системы не имеет и может быть разъединен только при отсутствии тока в цепи (предварительно нагрузка должна быть отключена выключателем). Использование DBS для разрыва нагрузки приведет к возникновению дуги на открытом воздухе, оплавлению контактов и серьезной аварии.

    2. Можно ли соединять разъемы LANS разных производителей?

    Теоретически разъемы, соответствующие стандарту IEC 60502, должны быть взаимозаменяемы. Однако на практике из-за различий в допусках, материалах и конструкции дугогасительных узлов производители настоятельно не рекомендуют смешивать продукцию разных брендов. Это может привести к ухудшению контакта, нарушению дугогашения и потере гарантии.

    4. Как правильно выбрать момент затяжки болтового соединения на седловом зажиме?

    Момент затяжки строго регламентирован инструкцией производителя (обычно в диапазоне 25-50 Н·м в зависимости от размера и материала). Недостаточный момент приводит к увеличению переходного сопротивления и перегреву. Превышение момента может вызвать деформацию проводника, повреждение изоляции или срыв резьбы. Обязательно использование калиброванного динамометрического ключа.

    5. Как часто необходимо проводить техническое обслуживание разъемов LANS?

    Плановый визуальный осмотр и термографический контроль рекомендуется проводить не реже 1 раза в 6-12 месяцев, а также после каждой операции коммутации под нагрузкой. Полное техническое обслуживание с разборкой, очисткой контактов, заменой смазки и проверкой характеристик следует выполнять в соответствии с регламентом производителя, но не реже чем каждые 5-8 лет или после достижения определенного количества циклов коммутации (обычно 50-100).

    6. Что указывает на необходимость замены разъема LANS?

    • Видимые повреждения изоляции (трещины, отслоения, потеря гидрофобности).
    • Перегрев, выявленный при термографии (температура более чем на 20°C превышает температуру аналогичных соединений или шины).
    • Затрудненное соединение/разъединение, заедание механизма.
    • Превышение паспортного количества циклов коммутации.
    • Наличие следов дугообразования или оплавления на поверхности.

Заключение

Разъемы LANS являются современным, надежным и безопасным решением для построения гибких и удобных в эксплуатации распределительных сетей среднего напряжения. Их правильный выбор, основанный на параметрах сети (напряжение, ток, режим нейтрали), монтаж с соблюдением всех технологических норм и регулярное профессиональное обслуживание являются залогом долговечной и безотказной работы электротехнического оборудования. Понимание конструкции, типов и особенностей применения данных разъемов является необходимым знанием для инженерно-технического персонала, занимающегося проектированием, монтажом и эксплуатацией кабельных линий и распределительных устройств.

Войти

Зарегистрироваться

Сбросить пароль

Пожалуйста, введите ваше имя пользователя или эл. адрес, вы получите письмо со ссылкой для сброса пароля.