Зажимы PS

Зажимы PS: конструкция, типы, применение и монтаж в электротехнических и кабельных системах

Зажимы типа PS (от англ. Parallel Splice – параллельное соединение) представляют собой класс механических соединителей, предназначенных для электрического и механического соединения двух или более проводников (шин), расположенных параллельно друг другу. Основное функциональное назначение – создание надежного, долговечного и отвечающего требованиям нормативной документации контактного соединения в системах заземления, токопроводящих шинных линиях, а также при монтаже и ремонте воздушных линий электропередачи (ВЛ). Данные изделия являются ключевым элементом в обеспечении непрерывности и низкого переходного сопротивления цепи.

Конструктивные особенности и материалы

Конструкция зажима PS является типичной для большинства механических соединителей шин. Она включает в себя следующие основные элементы:

• Корпус (тело зажима): Изготавливается из высокопрочного алюминиевого сплава (чаще всего АД31, АД0 по ГОСТ или аналогов), обладающего хорошей электропроводностью, коррозионной стойкостью и оптимальным соотношением прочности и веса. В некоторых исполнениях для особо ответственных соединений или для работы с медными шинами может применяться медь или биметаллические элементы.
• Каналы для проводников: В корпусе выполнены один или несколько параллельных пазов (каналов) определенного сечения, в которые укладываются соединяемые шины или проводники.
• Стягивающие болты (шпильки): Как правило, изготавливаются из оцинкованной или нержавеющей стали высокой прочности (класс 8.8, А2/А4). Их функция – создание необходимого контактного давления. Часто используются два или более болта, расположенных перпендикулярно оси проводников.
• Прижимные пластины (плашки): Равномерно распределяют давление от болтов на поверхность проводника, предотвращая его деформацию и обеспечивая максимальную площадь контакта.
• Гайки и шайбы: Стандартные или стопорные гайки, часто в комплекте с пружинными или плоскими шайбами для предотвращения самоотвинчивания под воздействием вибрации и термоциклирования.

Классификация и типы зажимов PS

Зажимы PS классифицируются по нескольким ключевым параметрам, что определяет их выбор для конкретной задачи.

1. По количеству и типу соединяемых проводников

• PS-G (PS-Г): Зажим для соединения двух проводников (основной тип).
• PS-T (PS-Т): Т-образный зажим для ответвления (подключения) одного проводника от основного (магистрального).
• PS-K (PS-К): Крестообразный зажим для соединения четырех проводников в одной точке.
• PS-M (PS-М): Многофункциональный зажим с несколькими каналами, позволяющий выполнять различные схемы соединений (например, два вводных проводника и несколько отводов).

2. По номинальному сечению подключаемых шин

Зажимы производятся под строго определенный диапазон сечений. Важно подбирать зажим в соответствии с геометрическими параметрами шины (ширина х толщина).

Типоразмер зажима PS	Диапазон сечений подключаемых шин, мм²	Типовые размеры шин (ШхТ), мм	Номинальный ток (примерный), А
PS-50/8	до 50	20×4, 25×3, 30×2.5	200-250
PS-95/12	70-95	30×4, 40×3, 50×2.5	350-400
PS-150/15	120-150	40×4, 50×3, 60×2.5	450-550
PS-240/20	185-240	60×4, 80×3, 100×2.5	650-800
PS-400/30	300-400	80×5, 100×4, 120×3	900-1200

3. По материалу и покрытию

• Алюминиевые (Al): Для соединения алюминиевых шин. Требуют применения кварцевазелиновой пасты или иного контактного смазочного материала для защиты от окисления.
• Медные (Cu): Для соединения медных шин.
• Биметаллические (Al-Cu): Для соединения алюминиевых и медных шин между собой. Имеют специальный переходной элемент (чаще всего диффузионно-сварная пластина) для предотвращения гальванической коррозии.
• Покрытие: Для защиты от атмосферных воздействий зажимы могут иметь анодированное покрытие (для Al) или покрытие из горячего цинка (для стальных деталей).

Области применения

Зажимы PS нашли широкое применение в различных отраслях электроэнергетики и строительства:

• Контуры заземления: Соединение горизонтальных заземлителей (полосовая сталь) между собой и с вертикальными электродами (уголок, стержень). Является предпочтительной альтернативой сварке, так как позволяет проводить регулярную ревизию и замер сопротивления.
• Шиновые сборки РУ (распределительных устройств) 0.4 кВ: Соединение секций главных и распределительных шин, выполнение ответвлений.
• Воздушные линии электропередачи (ВЛ) 0.4-10 кВ: Ремонт и соединение алюминиевых и сталеалюминиевых проводов, создание ответвлений от магистрали к вводам.
• Системы молниезащиты (МЗ): Монтаж токоотводов и соединение элементов молниеприемной сетки.
• Железнодорожная и городская электрифицированная инфраструктура: Монтаж контактной сети, систем тягового электроснабжения.

Технические требования и стандарты

Качество и параметры зажимов PS регламентируются 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 кабельные соединения, он задает общие рамки по электрическим и механическим испытаниям.
• ГОСТ 10434-2014: Соединения контактные электрические. Общие технические требования. Классификация, общие требования к соединениям шин, проводников, требования к контактным поверхностям, допустимые температуры.
• ПУЭ (Глава 2.1, 2.3, 1.7): Правила устройства электроустановок определяют требования к соединениям и ответвлениям проводов и кабелей, в том числе в цепях заземления.
• Стандарты производителей: Такие как ТУ 3449-007-45647814-2006 или аналоги, которые детализируют характеристики конкретных изделий.

Ключевые требования включают: низкое переходное сопротивление (не более сопротивления участка соединяемого проводника той же длины), механическую прочность (способность выдерживать определенное усилие на разрыв), стойкость к коррозии, термостойкость (способность выдерживать нагрев при протекании номинального и кратковременного аварийного тока без потери свойств).

Технология монтажа и контроль качества соединения

Правильный монтаж – залог долговечности и надежности соединения. Последовательность операций:

1. Подготовка проводников: Концы шин (проводов) должны быть выровнены, очищены от окисной пленки (для Al – стальной щеткой, для Cu – щеткой или мелкой шкуркой) и обезжирены.
2. Обработка контактных поверхностей: На очищенную поверхность алюминиевых проводников и внутренние каналы алюминиевого зажима необходимо нанести тонкий слой кварцевазелиновой или специальной токопроводящей пасты (например, ЭКС, ЭПК). Это предотвращает повторное окисление и стабилизирует переходное сопротивление.
3. Установка проводников: Шины укладываются в каналы зажима вплотную друг к другу, без зазоров.
4. Затяжка болтов: Затяжку необходимо производить динамометрическим ключом с моментом, указанным в технической документации производителя зажима. Критически важно не превышать и не занижать этот момент. Затяжка производится крест-накрест для равномерного прилегания.
   

   Диаметр болта, мм	Класс прочности 8.8	Класс прочности А2-70 (нерж.)
   M8	20-25 Н·м	12-15 Н·м
   M10	40-50 Н·м	25-30 Н·м
   M12	70-80 Н·м	45-50 Н·м

5. Контроль: После монтажа визуально проверяется правильность установки. Рекомендуется измерение переходного сопротивения микроомметром (например, МИКО-1). Значение не должно превышать сопротивление целого участка шины. В эксплуатации обязательна периодическая проверка температуры соединения тепловизором.

Преимущества и недостатки по сравнению с альтернативными методами соединения

Преимущества зажимов PS:

• Высокая скорость и простота монтажа без необходимости специального оборудования (кроме динамометрического ключа).
• Возможность демонтажа и повторного использования (в большинстве случаев).
• Отсутствие «горячих» работ (в отличие от сварки), что повышает безопасность.
• Стабильное, контролируемое контактное давление.
• Пригодность для работы в полевых условиях.
• Возможность визуального и инструментального контроля качества соединения.

Недостатки:

• Более высокая стоимость по сравнению со сварным соединением (если рассматривать только стоимость материалов).
• Требуют периодического контроля затяжки (особенно в вибрационных условиях), хотя применение стопорных шайб и гаек нивелирует этот риск.
• Занимают больше места, чем сварной шов или опрессованная гильза.
• Требуют строгого соблюдения технологии монтажа (очистка, момент затяжки).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем зажим PS отличается от зажима типа «орех» (ответвительный сжим)?

Зажим PS предназначен для соединения проводников «торец в торец» или параллельно, является полноценным соединителем, рассчитанным на полный номинальный ток магистрали. «Орех» – это, как правило, ответвительный сжим для подсоединения отвода к магистрали без ее разрыва, и его токовые характеристики часто ниже.

Можно ли соединять медные и алюминиевые шины в одном зажиме PS?

Да, но только с использованием специального биметаллического зажима PS, который имеет переходной вкладыш или покрытие, предотвращающее прямой контакт меди и алюминия. Использование обычного алюминиевого зажима для такого соединения недопустимо из-за интенсивной электрохимической коррозии.

Как часто нужно проводить ревизию и подтяжку болтовых соединений PS?

Первичную проверку момента затяжки рекомендуется проводить через 1-3 месяца после монтажа (после прохождения первого цикла нагрева-остывания). В дальнейшем, в рамках планово-предупредительных ремонтов (ППР) электроустановки, соединения осматривают и, при необходимости, подтягивают не реже 1 раза в 2-3 года. В зонах сильной вибрации – чаще. Надежнее всего контролировать состояние бесконтактным методом – тепловизионным обследованием.

Что делать, если сечение шины не точно соответствует типоразмеру зажима?

Необходимо выбирать зажим, диапазон сечений которого включает вашу шину. Использование зажима на большее сечение с «докладкой» дополнительного материала (обрезков шин) запрещено. Если шина немного уже, она должна занимать центральное положение в канале. Критически важно, чтобы толщина шины соответствовала ширине канала зажима.

Каков срок службы зажимов PS?

При правильном подборе, монтаже и эксплуатации в рекомендованных климатических условиях срок службы зажимов PS составляет 25-30 лет и более. Основными факторами старения являются коррозия и ослабление затяжки под воздействием термоциклов.

Заключение

Зажимы PS являются универсальным, технологичным и надежным решением для создания разъемных соединений шин и проводников в электроустановках различного напряжения и назначения. Их эффективность напрямую зависит от корректного выбора типоразмера и материала, а также от неукоснительного соблюдения технологии монтажа, включающей очистку поверхностей, применение специальных паст и затяжку регулируемым моментом силы. Понимание конструкции, классификации и нормативных требований к данным изделиям позволяет специалистам обеспечивать высокую надежность и безопасность контактных соединений на протяжении всего жизненного цикла электрооборудования.