Звездочки под расточку
Звездочки под расточку: конструкция, назначение и применение в электротехнических соединениях
Звездочка под расточку (также известная как клеммная звездочка, контактная звездочка, токопроводящая звездочка или наконечник под расточку) – это специализированный кабельный наконечник, предназначенный для оконцевания многопроволочных жил кабелей и проводов с последующим их болтовым соединением через отверстие, требующее точной подгонки по диаметру. Ключевая особенность данного типа наконечников – наличие предварительно сформированной контактной части в виде кольца или плоской площадки с отверстием, диаметр которого меньше диаметра посадочного болта. Это отверстие требует механической доработки (расточки) непосредственно на месте монтажа для обеспечения плотной, беззазорной посадки на соединительный элемент.
Конструктивные особенности и материалы
Звездочка состоит из двух основных частей: обжимной гильзы и контактной площадки. Обжимная гильза, как правило, имеет круглое или шестигранное сечение, изготавливается из электролитической меди (марки М1, М2) или алюминия (А5, А7) и предназначена для опрессовывания на многопроволочной жиле. Контактная площадка представляет собой плоский или незначительно выпуклый диск («звездочку») с центральным отверстием. Толщина диска и диаметр отверстия строго нормированы. Для защиты от коррозии на медные наконечники часто наносят гальваническое покрытие оловом или серебром. Алюминиевые наконечки могут иметь покрытие для предотвращения окисления или быть использованы в паре с биметаллическими переходными вставками при соединении с медной шиной.
Принцип действия и необходимость расточки
Отверстие в звездочке изначально имеет диаметр, меньший, чем номинальный диаметр резьбы соединительного болта (например, отверстие 12.5 мм под болт М14). Это инженерное решение преследует несколько важных целей:
- Компенсация технологических допусков: Фактический диаметр болтов, шпилек, а также их положение на шинах или аппаратах могут иметь отклонения в пределах допусков. Расточка на месте позволяет точно подогнать отверстие под конкретный крепежный узел.
- Обеспечение максимальной площади контакта: При расточке до нужного диаметра достигается плотное прилегание внутренней поверхности отверстия к телу болта или шпильки по всей окружности, что минимизирует переходное контактное сопротивление.
- Устранение зазоров и предотвращение вибрационного ослабления: Плотная посадка исключает возможность микроперемещений наконечника относительно болта, которые под действием вибрации и электродинамических сил могли бы привести к ослаблению контакта, его нагреву и разрушению.
- Вводные и секционные разъединители на подстанциях высокого (6-10 кВ) и среднего (до 35 кВ) напряжения.
- Присоединение силовых кабелей к выводам силовых трансформаторов, масляных и вакуумных выключателей.
- Сборка шинных мостов и перемычек в распределительных устройствах (РУ), где требуется точная подгонка по месту.
- Подключение мощных электродвигателей и генераторов к шинам или аппаратам управления.
- Заземляющие соединения главной заземляющей шины (ГЗШ) с проводниками большого сечения.
- Подготовка кабеля: Снятие изоляции на длину, равную глубине гильзы наконечника. Скручивание жил не допускается, их необходимо распушить и очистить.
- Подбор наконечника и инструмента: Выбор звездочки по материалу и сечению, подбор матриц для пресс-клещей или гидравлического пресса, подбор развертки по диаметру посадочного болта.
- Опрессовка: Установка гильзы на жилу и обжим с помощью пресс-клещей. Критерием качества является полное закрытие всех ячеек матрицы. Для контроля часто используется калиброванный шаблон.
- Расточка отверстия: Наконечник устанавливается на посадочное место. С помощью развертки, смазанной маслом, отверстие аккуратно дорабатывается до момента плотной посадки на болт. Стружка и металлическая пыль должны быть тщательно удалены.
- Установка и затяжка: Наконечник устанавливается на болт с обязательной установкой подходящих шайб (часто стопорных). Болт затягивается динамометрическим ключом с моментом, указанным в технической документации на оборудование или по нормативным таблицам.
- Контроль: Визуальный осмотр на отсутствие перекоса, проверка момента затяжки, при возможности – тепловизионный контроль в рабочем режиме.
- Высокая надежность и долговечность соединения за счет максимальной площади контакта.
- Устойчивость к вибрациям и электродинамическим нагрузкам.
- Возможность точной подгонки под существующие конструкции, что незаменимо при ремонте и модернизации.
- Широкая номенклатура по сечениям и материалам.
- Трудоемкость монтажа, требующая дополнительной операции (расточки) и специального инструмента.
- Зависимость качества от квалификации монтажника.
- Более высокая стоимость по сравнению со стандартными наконечниками с готовым отверстием.
- Невозможность повторного использования после демонтажа, если потребуется изменение диаметра отверстия.
Процесс расточки выполняется с помощью ручного или механизированного инструмента – развертки соответствующего диаметра. Запрещается использование абразивного инструмента (например, напильника) или рассверливания, так как это может привести к образованию заусенцев, биэллиптичности отверстия и ухудшению качества контакта.
Область применения
Звездочки под расточку находят применение в ответственных соединениях, где предъявляются высокие требования к надежности и долговечности контакта:
Классификация и стандарты
Звездочки под расточку классифицируются по нескольким ключевым параметрам, которые отражаются в их маркировке.
| Критерий классификации | Типы / Материалы | Стандарты (примеры) | Примечание |
|---|---|---|---|
| По материалу | Медные (Cu), Алюминиевые (Al), Биметаллические (Al-Cu) | ГОСТ 7386-80, ГОСТ 9581-80 | Биметаллические исключают гальваническую коррозию в разнородных соединениях. |
| По типу контактного отверстия | С круглым отверстием под расточку, С овальным отверстием (для компенсации смещения) | ТУ 34.13-31038-91, DIN 46237 | Овальное отверстие упрощает монтаж при неточном позиционировании. |
| По способу крепления жилы | Опрессовываемые (под обжим), Паяные, Болтовые | ГОСТ 7386-80 (опрессовываемые) | Опрессовываемые – наиболее распространенный и надежный тип. |
| По номинальному сечению | От 16 мм² до 2000 мм² и более | Серия стандартов | Должно соответствовать сечению присоединяемой жилы. |
Технология монтажа
Правильный монтаж является критически важным для обеспечения надежности соединения. Последовательность операций следующая:
Преимущества и недостатки
Преимущества:
Недостатки:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем звездочка под расточку принципиально отличается от обычного кабельного наконечника с кольцом?
Обычный наконечник с кольцом (например, тип К) имеет готовое отверстие стандартного диаметра (под болт М8, М10 и т.д.), которое не требует доработки. Звездочка же имеет отверстие меньшего диаметра, предназначенное для точной подгонки под конкретный крепежный элемент на месте монтажа, что обеспечивает более качественный контакт в ответственных узлах.
Можно ли вместо расточки просто рассверлить отверстие дрелью?
Нет, это категорически запрещено. Сверление приводит к образованию заусенцев, неточному диаметру и нарушению соосности. Развертка обеспечивает чистую, цилиндрическую поверхность отверстия с высокой степенью точности и шероховатости, что является необходимым условием для создания надежного электрического контакта.
Как правильно выбрать диаметр развертки?
Диаметр развертки должен точно соответствовать номинальному диаметру болта или шпильки, на которую будет устанавливаться наконечник. Для болта М12 используется развертка на 12 мм, для М14 – на 14 мм и т.д. Допускается использование развертки с минимальным припуском (например, 13.9 мм под болт М14) для более тугой посадки.
Требуется ли применение смазки при расточке?
Да, применение смазочно-охлаждающей жидкости (Литол, ВНИИНП-232, обычное машинное масло) обязательно. Это снижает усилие резания, предотвращает налипание стружки на режущие кромки развертки и позволяет получить более чистую поверхность отверстия.
Какой момент затяжки болта необходимо применять для звездочек?
Момент затяжки не определяется типом наконечника. Он регламентируется техническими условиями на оборудование (выключатель, разъединитель) или общими нормами для болтовых соединений шин (например, по ПУЭ, РД 34.45-51.300-97). Затяжка всегда должна производиться динамометрическим ключом в соответствии с этими данными. Примерные значения для медных и алюминиевых соединений приведены в нормативных таблицах в зависимости от диаметра болта.
Допустимо ли использование одной звездочки для соединения двух кабелей?
Нет, для подключения двух или более кабелей к одному болтовому выводу следует использовать специальные двойные или тандемные наконечники, либо соединять кабели через переходную шину. Установка двух отдельных звездочек на один болт приводит к неравномерному распределению давления и ухудшению контакта.
Нужно ли обслуживать такое соединение после монтажа?
Да, как и любое болтовое контактное соединение, оно подлежит периодическому контролю в рамках планово-предупредительных ремонтов (ППР). Контроль включает визуальный осмотр на отсутствие следов перегрева (побежалости, оплавления), проверку момента затяжки и, при наличии оборудования, тепловизионный контроль под нагрузкой.
Заключение
Звездочки под расточку представляют собой специализированный, высоконадежный тип кабельных наконечников, предназначенный для использования в наиболее ответственных силовых соединениях в электроэнергетике. Их применение оправдано в случаях, где критически важна точность посадки, максимальная площадь контакта и устойчивость к механическим и электродинамическим воздействиям. Несмотря на относительную трудоемкость монтажа, требующую квалификации и специального инструмента, они обеспечивают бесперебойную работу энергообъектов на протяжении десятилетий. Правильный выбор материала, сечения, соблюдение технологии опрессовки, расточки и затяжки являются обязательными условиями для реализации всех преимуществ данного типа соединений.