Провод алюминиевый со стальным сердечником

Вот этот самый провод — сколько раз слышал, как его называют ?просто алюминиевым?, а ведь стальной сердечник там не просто так. В прошлом году на объекте под Воркутой видел, как бригада пыталась заменить АС на чистый алюминий — потом три дня перекладывали, когда ветром опоры качнуло. Сталь ведь не для прочности на разрыв, а для провисания работает, особенно при перепадах температур. У нас в ООО Циндао Хуацян Кабель как-то пришлось пересматривать технологию намотки стального сердечника — китайские коллеги сначала сделали упор на антикоррозийное покрытие, но в условиях северных морских бризов (вспомнил Мурманск) этого оказалось мало, пришлось добавлять ингибиторы окисления в зазоры между проволоками.

Где сталь важнее алюминия

Ветровые колебания — это отдельная тема. Помню, в 2018 на трассе ЛЭП под Красноярском ставили АС 150/25, так инженер из проекта настаивал на увеличении сечения алюминия. А когда я спросил про резонансные частоты и диаметр сердечника — замолчал. Потом уже техотдел ООО Циндао Хуацян Кабель подсказал: для ветровых районов важнее не сечение, а крутка стальных проволок. Кстати, у них в каталоге есть марки с двойной свивкой сердечника — для высотных переходов через реки.

По поводу коррозии: многие забывают, что гальваническая пара алюминий-сталь требует особой изоляции. Один раз видел, как в приморской зоне за два года сердечник превратился в рыхлую труху — производитель сэкономил на цинковом покрытии. Сейчас hqcables.ru в спецификациях прямо указывает толщину цинкового слоя для разных климатических зон — от 15 мкм для континентального климата до 40 мкм для приморских промышленных районов.

А вот про температурное расширение — это вообще частая ошибка. Алюминий и сталь имеют разный коэффициент расширения, поэтому при проектировании длинных пролётов нужно учитывать не столько прочность, сколько разницу в удлинении. На ТЭЦ под Новосибирском был случай, когда после зимы на АС 95/16 появились микротрещины в месте контакта с дистанционной распоркой. Оказалось, стальной сердечник ?играл? иначе, чем ожидали проектировщики.

Что не пишут в ГОСТ

В технических условиях часто умалчивают про усталостную прочность при вибрации. Особенно для линий вдоль автомобильных дорог — там от проезжающего транспорта возникают низкочастотные колебания. Помню, на объездной вокруг Казани пришлось ставить гасители вибрации через каждые 7 метров, хотя по нормативам достаточно было через 12. Стальной сердечник в проводе алюминиевом со стальным сердечником выдерживал, но зажимы на опорах начинали разбалтываться.

Ещё момент — соединение секций. Теоретически можно сращивать опрессовкой, но на практике для ответственных объектов лучше использовать термоусадку с герметиком. В прошлом году при монтаже ЛЭП для рудника в Норильске применяли технологию ООО Циндао Хуацян Кабель — у них в комплекте идут медные гильзы с антиоксидантной пастой, хотя обычно предлагают алюминиевые. Дороже, но за три года ни одного отказа на стыках.

Кстати, про монтаж при низких температурах — ниже -20°С алюминий становится хрупким, а стальной сердечник сохраняет пластичность. Но многие монтажники продолжают гнуть провод без прогрева, потом удивляются микротрещинам. Мы как-то зимой в Якутии использовали тепловые чехлы — дорого, но дешевле, чем перекладывать линию весной.

Цифры и реалии

Сечение стали в сердечнике — это не всегда ровно 20% или 30%, как многие думают. Для АС 70/11, например, соотношение 64/8 по ГОСТ 839-80, но в реальности для ветровых районов лучше брать АС 70/9 с более плотной свивкой. В каталоге hqcables.ru есть таблица с вариантами для разных нагрузок — там видно, как меняется вес провода при сохранении общего сечения.

Про срок службы: заявляемые 25 лет — это в идеальных условиях. В промышленных зонах с агрессивной средой (например, возле химических комбинатов) стальной сердечник начинает деградировать уже через 10-12 лет. Причём первыми выходят из строя не внешние алюминиевые проволоки, а именно стальные — из-за влаги, попадающей в межпроволочное пространство.

Насчёт марки стали: большинство производителей используют сталь марки Ст3, но для северных районов нужна легированная сталь с добавлением марганца. У китайских поставщиков это часто указывается как ?сталь категории В? по их стандартам. В ООО Циндао Хуацян Кабель для поставок в арктические регионы используют сталь с низкотемпературным порогом хладноломкости до -60°С — проверяли на полигоне в Ямало-Ненецком округе.

Ошибки проектировщиков

Самая частая — неучёт гололёдных нагрузок. Для АС 120/19 допустимая толщина стенки гололёда по нормативам 10 мм, но в реальности в Сибири бывает и 25 мм. При этом стальной сердечник держит, но точки крепления на опорах не рассчитаны на такой вес. Видел, как в Забайкалье после ледяного дождя опоры устояли, но изоляторы потрескались от перекоса.

Ещё проектировщики часто забывают про переходные сопротивления в зажимах. Алюминий окисляется, контакт ухудшается — и вот уже стальной сердечник начинает работать на изгиб в точке крепления. Для длинных пролётов лучше использовать зажимы с пружинящими элементами, как в поставках ООО Циндао Хуацян Кабель для горнодобывающих предприятий — там учтены вибрации от работы тяжелой техники.

И про монтажное натяжение: если перетянуть — алюминиевые проволоки начинают нести основную нагрузку, хотя должны работать совместно со сталью. Особенно критично для АС малых сечений до 50 мм2. Как-то на объекте в Крыму пришлось ослаблять натяжение после первого года эксплуатации — провис увеличился, но зато исчезли усталостные трещины в 15 см от зажимов.

Про неочевидные нюансы

Магнитные потери в стальном сердечнике — их часто недооценивают. Для ЛЭП 110 кВ это не критично, но при частоте 50 Гц и больших токах сердечник может нагреваться дополнительно. Замеряли как-то тепловизором на подстанции под Тюменью — разница температур между алюминиевой частью и стальным сердечником достигала 7-8 градусов в пиковые нагрузки.

Транспортировка — кажется мелочью, но если стальной сердечник деформирован при перевозке, потом выправить его невозможно. Видел барабаны, где внешний слой алюминия был цел, а сердечник имел остаточную деформацию — такой провод при монтаже давал спиральную волну. Сейчас hqcables.ru использует жёсткую упаковку с деревянными щитами — дороже, но сохраняет геометрию.

И последнее — визуальный контроль. Опытный монтажник по звуку при ударе по проводу может определить качество свивки. Глухой звук — значит, есть воздушные полости, куда попадёт влага. Звонкий — плотная свивка. Такой простой метод, а спасал много раз от бракованных партий. Кстати, у китайских производителей свивка обычно плотнее, но и жёсткость выше — сложнее гнуть при монтаже.