Зажимы ЗОИ
Зажимы ЗОИ: конструкция, назначение и применение в электроэнергетике
Зажимы типа ЗОИ представляют собой линейный арматурный узел, предназначенный для ответвления проводов от магистральной воздушной линии электропередачи (ВЛ) без нарушения ее целостности. Данные зажимы относятся к категории сжимов ответвительных и являются одним из наиболее распространенных и проверенных временем элементов в сетях 0,4-10 кВ. Их основная функция – создание надежного электрического и механического контакта между магистральным и ответвительным проводом, обеспечивая длительную и безопасную эксплуатацию в условиях атмосферных воздействий.
Конструктивные особенности и материалы
Конструкция зажима ЗОИ является неразборной и представляет собой литой корпус, состоящий из двух основных частей: плашки (основания с пазами для проводов) и прижимной крышки. Обе детали отливаются из высокопрочного алюминиевого сплава, обладающего высокой электропроводностью и коррозионной стойкостью. Соединение плашки и крышки осуществляется с помощью одного или двух стальных оцинкованных болтов (винтов) с пружинной шайбой (гровером) и резьбовой вставкой. Ключевой особенностью является наличие в корпусе специальной втулки из оцинкованной стали, которая предотвращает срезание резьбы в более мягком алюминиевом сплаве при многократных затяжках.
Внутренняя поверхность плашки и крышки имеет профилированные канавки (рифление). Это рифление выполняет несколько функций: увеличивает площадь реального контакта, разрушает оксидную пленку на поверхности провода при монтаже и создает дополнительное сопротивление выдергиванию провода за счет механического зацепления.
Принцип действия и монтаж
Принцип работы зажима ЗОИ основан на создании большого контактного давления на проводники, обеспечиваемого силой затяжки болта. Провода укладываются в пазы плашки, после чего крышка устанавливается сверху и фиксируется болтом. При затяжке происходит пластическая деформация проводов, они заполняют все неровности канавок, а в зоне контакта создается высокое удельное давление. Это приводит к формированию переходного сопротивления, стабильного во времени и значительно меньшего, чем сопротивление аналогичного участка целого провода. Монтаж осуществляется без снятия напряжения с магистрали с использованием изолирующих штанг, что является критически важным для бесперебойного энергоснабжения.
Основные типоразмеры и технические характеристики
Типоразмер зажима ЗОИ определяется диапазоном сечений подключаемых проводов. Наиболее распространенные типы приведены в таблице.
| Тип зажима | Диапазон сечений магистрального провода, мм² | Диапазон сечений ответвительного провода, мм² | Номинальный ток, А | Количество болтов |
|---|---|---|---|---|
| ЗОИ-1 | 16 — 50 | 16 — 50 | 200 | 1 |
| ЗОИ-2 | 16 — 70 | 16 — 70 | 250 | 1 |
| ЗОИ-3 | 70 — 120 | 16 — 95 | 315 | 2 |
| ЗОИ-4 | 95 — 185 | 16 — 120 | 400 | 2 |
| ЗОИ-5 | 95 — 240 | 16 — 150 | 500 | 2 |
Область применения и нормативная база
Зажимы ЗОИ применяются на воздушных линиях электропередачи класса напряжения 0,4 кВ, 6 кВ и 10 кВ. Они используются для подключения ответвлений к индивидуальным домовладениям, трансформаторным подстанциям, уличному освещению, а также для соединения проводов в пролете (сращивания). Их использование регламентировано действующими ПУЭ (Правила устройства электроустановок), а также серией стандартов ГОСТ. Основной стандарт, определяющий технические условия – ГОСТ Р 50043.2-2014 (МЭК 61238-1:2003) «Соединения разборные для силовых кабелей с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение от 0,6/1 кВ до 20 кВ. Часть 1. Соединения разборные с винтовым зажимом для силовых кабелей с медными или алюминиевыми жилами». Конструкция зажимов также должна соответствовать требованиям по механической прочности и климатическому исполнению (категории размещения У1, ХЛ1 по ГОСТ 15150).
Преимущества и недостатки
Преимущества зажимов ЗОИ:
- Надежность и долговечность: Проверенная конструкция обеспечивает стабильный контакт на протяжении десятилетий.
- Возможность монтажа под напряжением: Безопасный монтаж с применением специального инструмента.
- Универсальность: Один типоразмер охватывает широкий диапазон сечений.
- Коррозионная стойкость: Алюминиевый сплав и оцинкованная сталь устойчивы к атмосферным воздействиям.
- Хорошая ремонтопригодность узла ответвления: Зажим можно раскрутить, заменить провод и установить заново.
- Зависимость качества контакта от человеческого фактора: Недостаточный или чрезмерный момент затяжки болта напрямую влияет на переходное сопротивление.
- Необходимость периодического обслуживания: В условиях вибрации и термоциклирования существует риск ослабления затяжки, что требует проведения плановых обходов и подтяжки.
- Относительно большие габариты и масса по сравнению с некоторыми современными моделями зажимов.
- Невозможность визуального контроля состояния контакта под крышкой без демонтажа.
Недостатки и ограничения:
Сравнение с современными аналогами (типа ОВ, «Scotch» и др.)
На рынке представлены альтернативные решения, такие как зажимы типа ОВ (ответвительный винтовой), прокалывающие зажимы (например, Scotchlok от 3M, Tridon) и обжимные гильзы.
| Параметр | Зажим ЗОИ | Прокалывающий зажим (изолированный) | Обжимная гильза (орех) |
|---|---|---|---|
| Принцип контакта | Винтовое давление с рифлением | Прокалывающие зубцы с постоянным усилием | Радиальное обжатие |
| Необходимость зачистки провода | Обязательна | Не требуется | Обязательна |
| Зависимость от момента затяжки | Высокая | Низкая (затяжка до срыва головки) | Низкая (обжим динамометрическим инструментом) |
| Герметичность соединения | Нет (требует дополнительной изоляции) | Да (встроенная герметизирующая масса) | Нет (требует дополнительной изоляции) |
| Скорость монтажа | Средняя | Высокая | Низкая (требует специнструмента) |
| Стоимость | Низкая | Высокая | Средняя |
Таким образом, ЗОИ остается экономически выгодным и надежным решением для массового применения, особенно в условиях планового технического обслуживания. Прокалывающие зажимы выигрывают в скорости и простоте монтажа, а также в герметичности, но их стоимость существенно выше.
Рекомендации по монтажу и обслуживанию
1. Подготовка провода: Зачистить изоляцию на длине, равной длине плашки зажима. Очистить оголенные жилы от оксидной пленки щеткой или абразивной лентой.
2. Затяжка: Производить затяжку болта динамометрическим ключом в соответствии с рекомендациями производителя. Типовой момент затяжки для болтов М8 в зажимах ЗОИ составляет 10-12 Н·м. Недостаточная затяжка ведет к перегреву, чрезмерная – к повреждению резьбы или обрыву жил.
3. Защита: После монтажа место соединения необходимо изолировать, например, липкой лентой из ПВХ или полиэтилена, либо термоусаживаемой трубкой. Это защищает от влаги и случайного замыкания.
4. Обслуживание: В рамках плановых ТО (технического обслуживания) ВЛ рекомендуется проводить тепловизионный контроль узлов ответвления и, при обнаружении перегрева, выполнять подтяжку контактов с восстановлением изоляции.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается ЗОИ от ЗОИП?
Зажим ЗОИП – это модификация базового зажима ЗОИ, где буква «П» означает «пружинный». В конструкции ЗОИП вместо стандартного болта используется болт со встроенной тарельчатой пружиной (пружиной Бельвиля). Эта пружина обеспечивает постоянное давление на контактную группу при температурных деформациях проводов (расширении/сжатии) и вибрации, компенсируя ослабление затяжки. Это более современное и надежное решение, практически исключающее необходимость обслуживания.
Можно ли использовать зажим ЗОИ для соединения медных проводов?
Прямое соединение алюминиевых и медных проводов в одном зажиме недопустимо из-за возникновения гальванической пары, ведущей к интенсивной электрохимической коррозии. Для подключения медного ответвления к алюминиевой магистрали необходимо либо использовать биметаллические (медно-алюминиевые) переходные гильзы, которые затем зажимаются в ЗОИ, либо применять специальные зажимы с антикоррозионной пастой или прокладками, нейтрализующими этот эффект.
Какой момент затяжки является правильным для зажима ЗОИ?
Точное значение момента затяжки должно быть указано в технической документации производителя конкретного зажима. В общем случае, для большинства зажимов ЗОИ с болтом М8 рекомендуемый момент составляет 10-12 Н·м. Для зажимов с двумя болтами затяжку следует производить крест-накрест, равномерно. Использование динамометрического ключа обязательно для обеспечения стабильного качества контакта.
Требуется ли дополнительная фиксация провода в зажиме?
Конструкция ЗОИ не предусматривает отдельной механической фиксации провода на разрыв. Зажим рассчитан на передачу механической нагрузки только через контактное давление. Поэтому при монтаже ответвления необходимо обеспечить отсутствие натяжения провода. Провод должен иметь легкую слабину. Основную механическую нагрузку на оттяжку должен нести отдельный поддерживающий или натяжной зажим, установленный на опоре.
Как часто нужно проводить ревизию и подтяжку зажимов ЗОИ?
Периодичность проверки определяется графиком планово-предупредительного ремонта (ППР) для конкретной ВЛ, но обычно составляет 1 раз в 2-3 года для линий 0,4 кВ. Первую проверку рекомендуется провести через 6-12 месяцев после монтажа, так как происходит наибольшая усадка и деформация материала провода. Наиболее эффективным методом контроля является тепловизионная съемка, которая позволяет дистанционно выявить перегретые контакты.
Можно ли использовать один зажим ЗОИ для ответвления двух проводов?
Нет, это категорически запрещено. В один паз зажима должен быть уложен только один проводник. Попытка установить два провода в один канал приведет к ненадежному контакту, неравномерному распределению давления, локальному перегреву и, как следствие, к оплавлению зажима и обрыву линии.