Светильник в виде опоры ЛЭП своими руками⁠⁠

Пока я не начал свою ламповую историю, хочу поздравить с профессиональным праздником всех, чья жизнь так или иначе связана с электроэнергетикой, а всех остальных маглов поздравить с наступающим Новым годом и просто пожелать хорошего чтения.

По работе я часто и близко имею дело с сетями электроснабжения и каждый раз я очаровываюсь опорами высоковольтных ЛЭП, а именно их ажурной конструкцией, как будто сплетённой каким-то гигантским пауком-шизофреником. Особенно ярко это чувство нахлынуло, когда около семи лет назад я прочитал статью про концепты и необычные конструкции опор (ниже и далее некоторые фотки сгруппированы в карусель, так что не пропустите их).

Впечатлившись, я задумался, можно ли купить что-то подобное себе домой и приспособить под торшер. Выйдя в интернет с этим вопросом, я обнаружил множество вариантов тематических светильников различных форм и расцветок, но когда увидел их цену, жаба на моём желании поставила отрицательную резолюцию.

Тогда мне показалось, что цена обусловлена не столько сложностью изготовления, сколько охуевшестью продавца эксклюзивностью и, сделав такой светильник самостоятельно, можно прилично сэкономить. Но так как все варианты светильников собирались с помощью сварки, а варить на тот момент я умел только гречку, то идея эта была закинута в долгий ящик для реализации zmejchast’у из будущего. Шло время, попутно с курсом доллара возрастала степень прямоты моих рук, и вот, в очередной День энергетика я снова наткнулся на те же фотографии опор, снова залез на сайты интернет-магазинов, снова удивился цене, но в этот раз у меня возникло ощущение, что сделать что-то подобное самому мне уже по силам.

Однако, такие виды светильников, как на фото выше, меня раздражали неправдоподобностью и условностью своей конструкции. Хотелось, чтобы источником света был не абажур, а интерьерные лампы накаливания, и чтобы располагались они там, где в реальности подвешиваются провода (обычно эти «крылья» называют траверсами). Порывшись в интернетах и удивившись, сколько разных видов опор существует, я нашел самую красивую на мой взгляд (возможно потому, что она немного напоминает тихоходку).

Перенеся эскиз опоры в Автокад, немного подправив пропорции и определившись с высотой, я дошел до того момента когда нужно было придумать, как это можно будет собрать. Так как со сваркой я так и не подружился, оставалось соединять все на болты. Вариант хоть и трудоёмкий, но близкий к оригиналу и позволяющий при необходимости разобрать опору (пройдя весь этот путь, надеюсь, что этот момент никогда не наступит). В качестве материала решил использовать алюминиевые уголки из Оби, которые, как оказалось, есть не только без покрытия, но и уже окрашенные в черный цвет.

Конструкция опоры является пространственной – грани всех секций имеют различный наклон, из-за этого на плоском чертеже сложно учесть все размеры и нюансы соединения элементов. Поэтому я решил сделать упрощенный чертеж опоры в 3D, чтобы примерно понять размеры основных элементов и необходимое количество материала. Благо изучение основ 3D моделирования по гайдам из ютуба занимает не больше двух вечеров (если у вас есть кошка – то трёх).

Примерно посчитав объемы материалов, я получил, что только на уголки для опоры уйдет около 7 т.р. (тут начали возникать сомнения, что цена в интернетах сильно завышена). Понимая, что закосячив материал, можно эти деньги потратить в никуда, решено было потренироваться на «кошечках»: использовать обычные ПВХ-уголки, размеры которых примерно такие же, а цена на порядок меньше. И вот, закупившись уголками и винтиками, я приступил. Поначалу просто отмерял уголки такой же длины, как в модели, резал их ножницами по металлу (т.к. даже с ПВХ это оказалось удобнее всего), складывал в рамку, центрировал по линиям на линолеуме, сверлил по месту отверстия и соединял всё на болты, в общем занимался абсолютным непотребством. Сразу стало понятно, что точность изготовления таким способом проигрывает даже российскому автопрому

Обдумывая, как повысить точность сборки, я вспомнил, что в детстве видел, как мама при шитье использовала выкройки, и решил попробовать пойти тем же путём – заменить низкоточный линолеум на выкройки граней на бумаге. Это позволило быстрее отрезать уголки нужной длины (особенно правильно подрезать их края), одинаково размечать отверстия для соединения. В результате, точность сборки заметно возросла

Также в пользу тренировки на ПВХ можно добавить, что попутно вылезли моменты, которые сложно было вообще предположить до сборки, например, как уголки мешают друг другу при соединении или где и какой пропил надо делать при пересечении диагоналей.

ПВХ-уголок позволял без проблем подрезать себя без разборки конструкции, а алюминиевые уголки уже можно будет вырезать по готовым ПВХ уголкам, как по шаблонам. И тут меня осенило и сыграло основную роль для конечного результата – ведь уже сейчас можно сделать такие шаблоны из бумаги для каждого уголка, а не одну выкройку на всю конструкцию. Правда их все нужно вычертить, выверить и вырезать. Этот манёвр стоил мне двух месяцев вечерних просмотров стримчиков жизни, но в результате из смеси терпения, энтузиазма, знаний геометрии и детских навыков в склеивании из бумаги пирамидок, получились вот такие наборы шаблонов

Каждая деталь вырезалась из бумаги, сгибалась и по ней уже вырезался сам уголок. Конечно, в процессе выявлялись косяки в чертежах, а также несколько раз переделывались сложные места соединения, как например диагональные раскосы нижних секций. Но проблема просраных полимеров решалась просто покупкой новых уголков. В результате начала получаться вот такая красота

Сначала я сомневался, добавлять ли раскосы на траверсы, т.к. в стесненных условиях это было очень геморройно. Но для теста решил попробовать хотя бы на верхних, где пустоты кажутся достаточно большими. Ну и на фото ниже видно, как это сильно влияет на внешний вид.

Также пришлось немного подкорректировать размер центральной прямоугольной секции в сторону увеличения, иначе сборка, если только вы до этого не собрали уже пару кораблей в бутылках, очень усложнялась даже при работе пинцетом.

Далее нужно было понять, как крепить лампы. Я купил несколько разных видов патронов (если на эту фразу сюда пришли работники ФСБ, то привет вам), покрутил их в руках и проще всего оказалось приладить к опоре такие, что имеют плоский торец крепятся на двух болтиках. Тем более по цвету они плюс-минус похожи на современные полимерные изоляторы, а прижимные гайки – на их юбки.

Вариант рабочий, но душа требовала чего-то другого. В качестве альтернативы возникла идея сделать изоляторы более похожими по виду на реальные, для чего отлить их из гипса. Форму я заколхозил из пластилина на основе печеньки и даже изготовил опытный образец.

Один из друзей предложил спрятать это в Соборе Парижской Богоматери и больше никому не показывать использовать достижения современной науки и заказать печать изоляторов на 3D-принтере. Идеей я проникся, но по цене получилось, что печать комплекта из 12 изоляторов обойдется примерно в 4000 рублей, что опять же было отклонено жабой. И вот, как и с выкройками для уголков, в один момент эти две идеи соединились и я подумал: «Почему бы вместо всего комплекта не заказать только одну форму-опалубку для заливки изолятора из гипса»? Поколдовав еще один вечер, получилась такая модель

Форма плотно надевалась на 32-мм трубу, которая идеально совпала по диаметру с патроном (обожаю сантех, он подходит ко всему на свете), а крест переворачивался и надевался на форму, центрируясь с помощью выступов лучей (ниже есть фото всего процесса). Я подумал, что гипс при высыхании будет давать усадку и легко вываливаться из формы, но он этого делать не хотел даже с учетом предварительного смазывания поверхности мылом. Поэтому пришлось форму распилить на две части. Для цвета я добавлял несколько капель колера, а для армирования – закладывал три кольца народу эльфов из капроновых ниток. На мой взгляд получилось неплохо и гораздо лучше чем в первом случае.

Таким образом, все этапы тренировки были пройдены и подошло время перекрестится и приступать к сборке из алюминиевых уголков. Нарезать их я поначалу планировал с помощью китайского дремеля. Даже специально купил себе его, тем более что давно собирался, так как вещь полезная. Однако попробовав отрезать уголок им, понял, что во первых это не так быстро и ровно, как было в моих фантазиях, а во вторых процессу сопутствует много шума и грязи. Решил попробовать отрезать ножницами по металлу и на удивление, они даже уголок 20х20х1,5 мм взяли без особых проблем, правда немого выгибали отрезанные края. Поэтому пришлось подправлять их с помощью плоскогубцев, предварительно обмотав их губки изолентой, чтобы не повредить краску. Края уголков также немного зашлифовывал напильником и подкрашивал маркером с краской, чтобы они не блестели. Отверстия кернил сталистым саморезом и сверлил на 1 мм больше винтиков, этот зазор прощал небольшие отклонения в положении отверстий и длине уголков. Собирать секцию лучше всего до конца не закручивая гайки. Подтянуть их можно будет ближе к концу, когда производится калибровка по вертикали.

Нижнюю диафрагму я потом убрал, без нее смотрится лучше. Первые две секции из-за достаточно больших размеров дались относительно легко. Единственным сложным местом было Ж-образное соединение раскосов, тут пришлось повозиться дремелем. А вот третья секция вызвала больше всего проблем из-за большого количества деталей, стесненных условий и необходимости одновременно со сборкой закладывать проводку к лампам. Я предполагал вместо круглых отверстий в нижнем креплении траверс сделать овальные, чтобы рядом с винтом можно было продеть провода, но промахнулся с размером и ширины отверстий не хватило. Выяснилось это уже когда всё вокруг меня было покрыто равномерным слоем мата, поэтому я забил на увеличение отверстий, и решил снять верхний слой изоляции провода, чтобы он пролез. Это не очень хорошее решение, т.к. из за одного слоя изоляции есть повышенная вероятность однажды получить 220В себе на вход, поэтому, в целях безопасности я заземлил корпус, о чем расскажу ниже. Главная магистраль провода пропускалась вдоль граней через специальные пропилы в горизонтальных диафрагмах. Так провод и хорошо фиксировался, и был скрыт от глаз. Все скрутки пропаивались и изолировались. Кабель использовал 2х0,5 мм2, чего в принципе достаточно и для полной мощности ламп, а с учетом того, что светильник должен был работать на минимальной яркости через диммер – было за глаза.

Со сборкой траверс проблем не возникло, всё делается точно так же как и с пластиковым уголком. Небольшие заморочки вызвало устройство разъёмов для подключения ламп. Я развёл их по разные стороны раскоса, но мне сильно не понравилось, что их конструкция выполнена так, что по центру остаётся оголенный участок. В последствии это место я обмотал изолентой и всё убрал в черную трубку. Хотя сейчас уже думаю, что не стоило заморачиваться с разъемным соединением, а можно было просто спаять провода и закрыть термоусадкой.

Дальше я закрепил диммер между первой и второй секцией, выровнял завалы и общую геометрию с помощью лазерного уровня и затянул все гайки. И вот, долгожданный момент пуска. Оно работает!

Общий вес опоры получался около 4,5 кг. Площадь опирания на пол достаточно маленькая, поэтому, чтобы на полу не оставалось следов, нужны были какие-то ножки. Их я хотел тоже сделать аутентичными, чтобы были похожи на настоящие сваи, при этом через одну из ножек нужно было пропустить провод питания, который желательно иметь возможность выдернуть, и, как уже писал ранее, оставалась задача с заземлением всей конструкции. Самым простым вариантом мне показалось использование гнезда и кабеля питания системного блока. В результате раздумий, как это всё выполнить, я, также как и с изоляторами, решил сделать форму для отливки ножек из бетона. Она получилась гораздо замороченнее (и немного с религиозным оттенком), т.к. пришлось сделать полость под разъем и пирамидальное «седло» для закладного уголка, чтобы он располагался примерно под тем же углом, что и ноги нижней секции. Вместо центрирующих выступов в этой форме были отверстия, куда я вкручивал винты, чтобы крест не смещался относительно стакана. В поперечную планку на кресте вкручивались два винта, замоноличивались в бетон и на них потом прикручивался разъем.

В строительном магазине был куплен цемент М500 и серпянка для армировки. Обычные ножки просто заливались раствором, а в большую ножку я заложил дополнительно «колбасу» из пластилина, чтобы потом его выковырять и на его место заложить провод. Каждую ножку я выдерживал в форме около суток, предварительно убрав в целлофановый пакет, чтобы бетон не пересыхал. Затем снимал опалубку, подчищал косяки, снова убирал в пакет и выдерживал в нем уже неделю для набора прочности. Ну и завершении я прикрутил все ножки к опоре, проложил внутрь кабель и припаял его к разъему. Также обратно от заземляющего контакта разъема провёл кусок провода и прикрутил его через кабельный наконечник под один из болтов ножки, хорошо зачистив место соединения. Мультиметром проверил сопротивление от заземлителя до некоторых винтиков на опоре – все они имели хороший контакт с землёй. Так что есть надежда, что если изоляцию пробьёт, то защита отработает.

Ну и фото полностью собранной опоры

Итого, на разработку и доработку чертежей, как я уже писал, ушло около пары месяцев в режиме 5-6 часов в неделю. Сборка опоры из ПВХ с переделками заняла около двух недель по 3-4 часа в неделю. Сборка из алюминиевого уголка заняла полноценную 8-часовую рабочую неделю (я как раз был на больничном). На материалы ушло порядка 10 т.р., основные из них приведены ниже. Также печать форм обошлась суммарно в 1 т.р.

Ну и тут конечно большой вопрос, сэкономил ли я в результате или нет. Скорее всего, если бы я делал не себе, а кому-нибудь, я бы взял не меньше тех же 50 т.р., т.к. пришлось применять знания моделирования и черчения, тратить много времени на нарезку и сборку даже без учета разработки чертежей. Для тех, кто решится это повторить хотя бы из ПВХ уголка, я приложил сканы шаблонов и файлы для 3D-печати форм для заливки тут. Но предупреждаю, что там далеко не инструкция от ИКЕИ. Чертежи я делал для себя, поэтому чтобы с ними разобраться, нужна будет определенная смекалка. Тем, кто решится, я желаю удачи и терпения (хотя по факту это, хоть и заморочено, но не особо сложно), а всем остальным - интересных инженерных историй, еще раз всех поздравляю с наступающим Новым годом и отдельный привет передаю своей кошке Бусе, сопровождавшей меня на всём протяжении процесса, а также zmejchast'у из прошлого.

Для тех, кто дочитал до конца, бонусом кошка с ножом. Пусть в следующем году она защищает вас от неприятных людей и нарезает за вас лук, чтобы вы не плакали.