Контактные соединения являются очень важным элементом электромонтажных работ, потому что надежность любой электрической установки в значительной степени определяется качеством выполнения электрического контакта.
Ко всем контактным соединениям предъявляют определенные технические требования, в том числе к электрическим параметрам, конструкции, хорошей устойчивости к механическим факторам, надежности и безопасности. В этой подборке собраны лучшие статьи сайта , в которых рассмотрены основные способы создания качественных соединений и ответвлений проводов и кабельных жил в электроустановках.
В месте соприкосновения двух проводников возникает переходное сопротивление электрического контакта , величина которого зависит от большого количества факторов: физических свойств соприкасающихся материалов, их состояния, силы сжатия в месте контакта, температуры нагрева и т.д.
Особенно неблагоприятной с точки зрения надежности электрического контакта является поверхность алюминия . Предварительно очищенная поверхность алюминия после нескольких секунд пребывания на воздухе покрывается тонкой окисной пленкой, твердой и тугоплавкой, обладающей высоким электрическим сопротивлением. Температура плавления алюминия составляет 565 - 578 о С, а его оксидной пленки - около 2000 о С.
В отличие от алюминия медь обладает лучшей проводимостью, медленно окисляется и имеет удовлетворительные механические характеристики . Окисная пленка на меди легко удаляется и незначительно влияет на качество электрического соединения.
При прямом соединении с медью алюминий образует гальваническую пару, являясь в ней отрицательным электродом. В месте контакта возникает электрохимический процесс, в результате которого алюминий разрушается.
Для соединения медных и алюминиевых проводов и жил кабелей нужно использовать специальные клеммные и болтовые соединения, которые описаны в этой статье - .
При создании контактного соединения особое внимание всегда уделяют подготовке жил проводов и кабелей
: снимают изоляцию с жил специализированным инструментом или , наждачной шкуркой, ацетоном или уайт-спритом зачищают оголенные части жил. Длина разделки должна учитывать особенности конкретного способа соединения, ответвления или оконцевания жил проводов и кабелей.
Существует большое разнообразие способов монтажа электрического контакта . Наиболее качественным соединением контактов всегда будет то, которое обеспечивает наиболее низкое значение переходного контактного сопротивления как можно более длительное время.
Основными способами выполнения контактных соединений являются сварка, пайка, опрессовка, болтовые и клеммные соединения. Каждый из перечисленных способов имеет свои достоинства и недостатки.
До внедрению в электромонтажную практику опрессовки и сварки способ соединения, ответвления и оконцевания медных жил был основным. Широко применялись способы скрутки жил небольших сечений с последующей пропайкой их мягкими оловянистыми припоями. Сейчас это способ из-за его большой трудоемкости используют редко.
Процесс пайки проводов и жил кабелей заключается в покрытии разогретых концов соединяемых жил расплавленным оловянисто-свинцовым припоем. В качестве флюса применяется канифоль, стеарин или паяльная мазь ().
Для пайки медных жил малых сечений используют трубки припоя, заполненные канифолью, или раствор канифоли в спирте, который перед пайкой наносят на место соединения. Соединение должно быть механически прочным. Пайка должна быть гладкой, без пор, загрязнений, наплывов, острых выпуклостей припоя, инородных вкраплений - , .
После пайки на контактное соединение накладывают 2-3 слоя липкой изоляционной ленты с перекрытием каждого витка. Очень желательно это место покрыть сверху еще и влагостойким лаком. Вместо изоляционной ленты на пропаянное контактное соединение можно надеть изоляционный колпачек.
Пайка также используется при оконцевании медных многопроволочных жил в кольцо. Это лучший способ оконцевания медных многопроволочных жил сечение до 2,5 мм 2 . Пропаянное кольцо должно быть равномерно покрыто припоем. Проволоки повива должны полностью входить в монолитную часть кольца, а его диаметр соответствовать диаметру винтового зажима.
Для создания качественного пропаянного контактного соединения жилы проводов (кабелей) необходимо правильно скрутить. От правильной скрутки очень сильно зависит качество пропаянного контакта. О том, как сделать хорошую скрутку смотрите здесь:
Один из самых старых способов создания контакта - использование болтовых и винтовых соединений . Они относятся к разборным контактам. Стабилизация переходного сопротивления в них осуществляется за счет затяжки винта или болта.
В последнее время, очень популярным способом соединения проводов и жил кабелей является , типа WAGO
. Существуют и другие фирмы-производители такого типа электротехнических изделий - клеммники REXANT, TRIDONIC, Klemsan, СМК и т.д.
Сварка дает монолитный и надежный контакт, поэтому она широко применяется при электромонтажных работах:
С помощью опрессовочных клещей выполняют также оконцевание жил проводов и кабелей. Для этого используют специальные наконечники под опрессовку: .
Очень часто электрикам приходится подключать электроустановку к уже существующей линии, проходящей мимо в относительной близости. Иными словами, необходимо создать ответвление проводов . В этой статье рассмотрены способы создания ответвлений с помощью специальных ответвительных сжимов, клеммных колодок и прокалывающих зажимов -
При создании соединений, оконцеваний и ответвлений жил проводов и кабелей не забывайте соблюдать правила техники безопасности, особенно это важно при использовании специального инструмента и оборудования!
Жду ваших комментариев!
Обзор подготовил Андрей Повный
Для оконцевания и соединения алюминиевых и медных жил кабелей применяют сварку, опрессовку или пайку.
Сварка состоит в сплавлении материалов жил и присадочного материала. В зависимости от требований и условий монтажа используют газовую, термитную или электрическую сварку.
Газовая пропан-воздушная и пропан-кислородная сварка применяется чаще, чем другие способы газовой сварки. Она основана на выделении тепла при сгорании горючего газа пропан-бутана в смеси с кислородом. С помощью газовой сварки в съемных металлических формах выполняют соединение и оконцевание алюминиевых жил всех сечений. Защита металла от окисления, осуществляемая газовым пламенем, обеспечивает высокое качество соединений. Обнаруженные дефекты сварки при необходимости могут быть легко устранены.
Термитная сварка основана на выделении тепла при сгорании термитных патронов и используется для соединения и оконцевания алюминиевых жил и кабелей. Этот вид сварки высокопроизводителен и не зависит от наличия на месте работ других видов энергии. Недостаток термитной сварки - трудность устранения дефектов.
Электрическая сварка основана на выделении тепла в месте контакта одного угольного электрода с торцом расплавленной жилы или двух угольных электродов между собой (непосредственно или через металлическую форму), а также в месте контакта плавящегося электрода с торцом расплавленной жилы в защитном газе. Этот вид сварки обеспечивает получение стабильного контактного соединения, однако не находит повсеместного применения из-за низкой производительности.
При опрессовке жила вводится в трубчатую часть наконечника (гильзы), в месте соединения специальным инструментом создается давление, при котором металлы приобретают текучесть, происходит сближение проволок жилы и трубчатой части наконечника (гильзы) и образуется монолитное соединение. Создание высокого давления возможно лишь на ограниченной площади контактирующих поверхностей, поэтому контакт, полученный методом опрессовки, приобретает вид местного вдавливания. Общая площадь монолитного контакта при этом значительно меньше площади контактирующих поверхностей. Высокое качество опрессованных соединений обеспечивается правильным подбором наконечников (гильз) и инструмента. Преимуществами опрессовки по сравнению с другими способами являются достаточная производительность и независимость от внешних источников энергии, а также отсутствие тепловых воздействий на изоляцию.
Способ соединения и оконцевания жил пайкой основан на покрытии паяемого металла припоем и последующей его кристаллизации. При пайке припой нагревают до температуры его плавления, очищают поверхности соединения и сплавляют в заранее подготовленную форму.
Способы оконцевания, соединения и ответвления медных и алюминиевых жил кабелей до 1 кВ приведены в табл. 1.
Оконцевание и соединение алюминиевых жил опрессовкой производят стандартными кабельными наконечниками ТА (алюминиевыми), ТАМ (медно-алюминиевыми), штифтовыми ШП (медно-алюминиевыми) и соединительными алюминиевыми гильзами ГА, ГАО и ГМ.
Таблица 1. Способы оконцевания, соединения жил, изолированных проводов и кабелей на напряжение до 1 к В
Способ |
Сечение жил проводов и кабелей, мм 2 |
||
Оконцевание |
|||
Опрессовка с применением наконечников по ГОСТ 7386-80* Многопроволочные жилы в кольцевом нако- нечнике (пистоне) Пайка: |
4-240 1-2,-5 |
Следует: |
применять |
изгибом конца одно- проволочной жилы в кольцо |
Следует применять |
||
Соединение |
|||
Опрессовка с применением гильз по ГОСТ 23469.3-79 |
|||
с применением гильз с применением скрут- ки |
|||
Ответвленые |
|||
Пайка: с применением гильз с применением скруткой от магистрали сжимом |
|||
Магистраль |
Следует применять при ответвлении от неразрывных магистралей |
||
Сечение жил |
|||
проводов и |
|||
кабелей, мма |
|||
Алюминиевые |
|||
Оконцевание |
|||
Оцрессовка трубчатыми |
Следует применять |
||
наконечниками |
|||
Пропан-кислородная |
|||
сварка в стальных фор |
|||
пластинами из твердо |
|||
го сплава АД31Т1 |
Следует применять |
||
наконечниками типа |
|||
сплавлением в моно |
|||
Термитная сварка на |
Следует применять |
||
конечниками типа ЛС |
|||
Электродуговая сварка |
|||
плавящимся электродом |
|||
в защитном газе: |
|||
наконечниками типа А |
Следует применять То же |
Допускается |
|
наконечниками типа Л |
|||
Электродуговая свар |
|||
ка неплавящимся элект |
|||
вольфрамовым в за |
Допускается |
||
щитном газе наконеч |
применять |
||
никами типа А |
|||
угольным - наконеч |
|||
никами типа Л |
|||
Штамповка конца одно- |
|||
проволочной жилы в |
|||
форму наконечника пи |
|||
ротехническим прессом |
|||
Пайка с применением |
Следует применять |
||
наконечников типа П |
|||
Изгиб конца однопро- |
|||
волочной жилы в коль |
|||
Соединение |
|||
Опрессовка: |
|||
с применением гильз по ГОСТ 23469.2-79 |
|||
применять |
|||
Допускается |
|||
с применением гильз |
|||
Сечение жил проводов и кабелей, мма |
|||
Пропан-кислородная |
|||
сварка однопроволоч- |
применять |
||
цых жил суммарным се |
|||
Пропан-кислородная |
|||
|
в стальных формах |
Допускается |
||
жил встык |
Следует npi |
||
сплавлением по тор |
|||
цам в общий монолит |
|||
ный стержень сум |
|||
марным сечением |
|||
"Термитная сварка: |
|||
: жил встык |
Следует применять |
||
" сплавлением по тор |
|||
цам в общий моно- |
применять |
||
литный стержень сум |
|||
марным сечением |
|||
Электросварка с при |
Следует применять |
||
менением аппарата ВКЗ |
|||
рднопроволочных жил |
|||
суммарным сечением |
|||
способом полива |
Следует применять |
||
v непосредственным |
|||
сплавлением припоя |
|||
Двойной скруткой с желобом |
Допускается |
||
Электросварка контакт |
|||
ным разогревом: |
|||
угольным электродом |
|||
в клещах однопрово- |
|||
лочных жил суммар |
|||
ны М" сечением |
|||
сплавлением по тор |
|||
цам в общий монолит |
|||
ный стержень сум |
|||
марным сечением |
|||
Ответвление |
|||
Опрессовка с примене |
Допускается |
||
нием гильз типа Г АО |
применять |
||
Сечение жил проводов и кабелей,мм 2 |
|||
Пропан-кислородная |
|||
Сварка в стальных фор- |
|||
сплавлеиием по тор |
|||
цам в монолитный |
|||
: стержень суммарным |
|||
сечением |
|||
Ответвление в тройни- |
Следует применять |
||
ковой форме |
|||
Термитная сварка оп |
|||
лавлением по торцам в |
применять |
||
общий монолитный |
|||
стержень суммарным |
|||
сечением |
|||
Электросварка с приме |
Следует применять |
||
нением аппарата ВКЗ |
|||
однопроволочных жил |
|||
суммарным сечением |
|||
способом полива рас- |
|||
: плавленного припоя в |
|||
двойной скрутки с же |
Допускается |
||
непосредственным |
|||
сплавлением припоя в |
|||
Ответвления от магист |
Магистраль |
Допускается |
|
рали (сжимом в изоли |
применять |
||
рующем корпусе |
ответвление |
при ответ |
|
влении от |
|||
неразрезан |
|||
ных магист |
|||
В зависимости от сечения жилы выбирают наконечник (гильзу), инструмент и механизм. Маркировка наконечников и гильз соответствует их внутренним диаметрам и совпадает с маркировкой пуансонов и матриц, облегчая их выбор (табл. 2). С участка жилы, равного длине трубчатой части наконечника или половине длины гильзы, снимают изоляцию. Секторную жилу предварительно скругляют, а затем зачищают до металлического блеска.
Наконечник или гильзу надевают на жилу. Жила должна входить в наконечник до упора, а торцы жилы должны располагаться в середине гильзы и упираться друг в друга.
Собранное оконцевание или соединение устанавливают в механизм для опрессовки, предварительно отведя пуансон от матрицы в крайнее положение, а затем выполняют опрессовку: наконечников - двузубым инструментом в один прием или однозубым - в два приема, соединительных гильз - двузубым инструментом в два приема, однозубым - в четыре приема.
Окончание опрессовки определяют по моменту упора шайбы пуансона в торец матрицы. В процессе опресоевки следят за симметричным расположением лунок по оси оконцеваиия или соединения.
После снятия механизма с опрессованного оконцеваиия пли соединения удаляют излишки кварцевазелпиовой пасты, притупляют острые грани, производят обезжиривание и изолировку.
Оконцевание и соединение медных жил сечением 16- 240 мм 2 опрессовкой производят по той же технологии, что и алюминиевых, но со следующими особенностями: кварцевазелиновую пасту не применяют; наконечник на -жиле опрессовывают только одним вдавливанием, а гильзу - двумя. Наконечник и гильзы, механизмы для опрессовки, матрицы и пуансоны выбирают в соответствии с данными табл. 3.
Оконцевание алюминиевых однопроволочных секторных жил сечением 25-240 мм 2 осуществляется методом объемной штамповки с помощью пороховых прессов ППО-95М и ППО-240. Размеры наконечников в зависимости от сечения жилы приведены в табл. 4.
Конец.жил устанавливают на матрицу порохового, пресса, при взрыве порохового заряда пуансон пресса деформирует жилу и образует наконечник с полиостью оформленной контактной поверхностью.
Оконцевание, соединение и ответвление алюминиевых жил сваркой производят наконечниками из алюминиевого сплава сечением 16- -2000 мм 2 .
Наконечники ЛА используют для оконцеваиия жил кабелей с резиновой, пластмассовой и бумажной изоляцией сваркой торца жилы с выступающей цилиндрической частью хвостовика. Наконечники ЛАС со сплошным хвостовиком применяют для оконцевания жил кабелей сваркой встык. Маркировка наконечников соответствует сечениям жил кабелей, что облегчает их выбор.
Таблица 2. Механизмы и инструмент для соединения
Сечение, и класс жил ГОСТ 22483-77* |
алюминиевый (ГОСТ 9581-80*) |
Наконечники |
штифтовой медно-алюми- ниевый (ГОСТ 23598-79*) |
251; 25CO; 25П; 351 |
|||
БОГ; БОСО; 70CO; 50П |
|||
701; 70CO; 70П; 951 |
|||
95C; 1201; 1501; 1851 |
|||
120CK; 150П; 120C |
|||
1Б0СК; 150С: |
|||
1851; 185П; 185СК; 240CO |
|||
Примечание. Обозначение токоподводящих жил: С - секторная экранированная.
В зависимости от конструкции выводов электрооборудования применяют наконечники с различным числом отверстий на контактной части.
Соединение и ответвление алюминиевых жил кабелей сваркой выполняется в стальных формах и не требует применения соединительных и ответвительных гильз.
При газовой пропан-кислородной сварке применяют набор принадлежностей НСПУ и НПГ. В качестве присадочного материала используют проволоку марки СвА5 или СвА5С в виде прутков, диаметр которых составляет при сечении свариваемых жил: 16-50 мм 2 - 2 мм, а 70-240 мм 2 - 4 мм, и оконцевания опрессовкой алюминиевых жил кабелей
Механизмы и инструмент |
||||||||
Прессы ПГЭ- Л, ПГР-20М1 |
Прессы РМП-7М, ПГЭП-2М |
Клещи ПК-1м |
Клещи ГКМ |
|||||
Матрица и пуансон НИСО |
Матрица и пуансон УСА |
Оста-точная толщина материала в месте опрессов- ки, мм |
Пуансон |
Оста-точная толщина материала в месте совки,мм |
||||
А5,4; А7 |
6,5 |
УСА-1 |
5,5 |
1А5,4 |
1А5.4; |
А5,4; |
А5.4; А |
|
многопроволочная; CO -секторная однопроволочная; CK- секторная комбированная
При отсутствии проволок в качестве присадочного материала используют проволоки жил и флюс АФ-4а или ВАМИ. Составы флюсов (% по массе) следующие: АФ-4а - хлористый натрий (28), хлористый калий (50), хлористый литий (14), фтористый натрий (8); ВАМИ - хлористый калий (50), хлористый натрий (30), криолит К-1 (20).
Сварке жил предшествуют операции по подготовке жил к оконцеванию, соединению или ответлению. Длина очищенного участка жилы от изоляции приведена в табл. 5.
Соединение жил кабелей сечением до 240 мм 2 пропан-кислородной сваркой выполняют по следующей технологии.
Таблица 11. Длина очищенного от изоляции участка жилы для различных способов сварки
Сечение жил, мм 2 |
Длина изоляции, удаляемой при |
|||
термитной |
электрической контактным разогревом |
|||
Суммарное сечение до: |
||||
На освобожденные участки жил устанавливаю г сварочные формы и закрепляют их клиновыми замками. Формы заблаговременно покрывают с внутренней стороны мелом, разведенным в воде, и просушивают. На концы жил до установки сварочных форм наносят тонкий слой флюса АФ-4А. Жилы закрепляют в охладителях, после чего пламенем горелки разогревают форму в средней части, перемещая пламя в стороны, вниз и вверх. Примерно через 20-30 с после нагрева формы до красного цвета в нее опускают присадочный пруток, который плавят, одновременно перемешивая расплавленный металл проволочной мешалкой. Сплавление присадки продолжают до заполнения литникового отверстия.
При соединении секторных однопроволочных жил их концы, освобожденные от изоляции, скругляют, а при установке сварочных форм дополнительно уплотняют асбестовым шнуром.
Сварку трех- и четырехжилых кабелей начинают с жил, расположенных снизу. При сплавлении в монолит многопроволочиых алюминиевых жил сечением до 240 мм 2 применяют съемные металлические формы, устанавливаемые вертикально. После нагревания формы до вишневого цвета пламя одного мундштука переносят внутрь формы и одновременно в форму вводят присадочный материал.
Оконцевание алюминиевых жил кабелей наконечниками ЛА производится при вертикальном положении жил горелками с однопламенными мундштуками. На вертикальную часть гильзы надевают угольную форму или кольцо из стальной полосы толщиной 1 мм. Торцы жилы покрывают флюсом. Расплавляют торцевую часть жилы и кромки гильзы наконечника. В завершающей стадии сварки в форму вводят присадочный материал до ее заполнения.
Для электрической сварки алюминиевых жил способом контактного разогрева применяют комплектные установки УСАП-2М, состоящие из трансформаторов для питания сварочного поста, электрододержателей с угольными электродами, охладителей, набора сварочных форм. Для дуговой сварки в среде аргона неплавящимся электродом используют комплект из сварочного трансформатора, осциллятора, сварочной горелки, баллона с аргоном, редуктора, манометра. Для аргонодуговой сварки плавящимся электродом на постоянном токе применяют преобразователи ПСГ-50 и монтажные ранцевые полуавтоматы ПРМ-5.
Технология электрической сварки принципиально не отличается от технологии газовой сварки. Соединение встык кабелей сечением 16-240 мм 2 производится, с предварительным сплавлением многопроволочных жил в монолитные стержни. Жилы сплавляют в монолит в стальных или угольных разъемных формах в вертикальном или слегка наклонном положении.
Проволоки жил и присадочный пруток, зачищенные до металлического блеска с помощью стальной щетки, обезжиривают органическим растворителем или бензином. В месте установки цилиндрической разъемной форг мы делают подмотку асбестовым шнуром так, чтобы конец: жилы выступал из подмотки на 10-15 мм. После закрепления формы ее верхний торец должен быть совмещен с торцом жилы. Охладитель, выполняющий роль контактного зажима, устанавливают на жилу между изоляцией и формой и присоединяют к зажиму вторичной обмотки сварочного трансформатора.
Сплавление торца жилы в монолит выполняют прикосновением к нему угольного электрода, присоединенного ко второму зажиму сварочного трансформатора. При непрерывном касании электрод перемещают по торцам проволок. После образования сварочной ванны вводят присадочный материал, жидкий металл перемешивают угольным электродом и присадочным прутком. Процесс останавливают одновременно с образованием небольшой выпуклости жидкого металла поверх формы, электрод быстро отводят, не допуская возникновения дуги, расплавленный металл еще немного перемешивают присадочным прутком, после чего следят за кристаллизацией металла. После остывания жилы снимают форму, зачищают монолитный стержень стальной щеткой и обезжиривают.
Сварку встык алюминиевых жил кабелей, подготовленных в виде монолитных стержней, производят в горизонтальном положении. На оголенные участки устанавливают охладители, закрепленные на соединительной пленке. На участки жил до монолитной части наносят подмотку из асбестовой пряжи так, чтобы обеспечивалось уплотнение при закреплении открытой желобчатой формы из стали.
Расплавление концов жил в. форме производят касанием конца электрода. Продолжительность касания не более 10 с. При переносе электрода не допускают возникновения дуги. После начала плавления и образования на дне формы слоя расплавленного металла вводят присадочный материал и расплавляют его до заполнения формы. Расплавленный металл в процессе сварки необходимо перемешивать электродом и прутком присадки.
После охлаждения соединения снимают форму, удаляют асбестовую подмотку, снимают стальной щеткой шлак и остатки флюса. Для придания соединению цилиндрической формы наружную поверхность опиливают напильником.
Оконцевание алюминиевых жил наконечниками Л А производят по технологии сплавления жил в монолитные стержни. При этом гильза наконечника служит формой для образования сварочной ванны. После расплавления торца жилы расплавляют верхние кромки гильзы наконечника на глубину не менее толщины ее стенок, а затем добавляют небольшое количество присадочного материала.
Для термитно-муфельной сварки алюминиевых жил кабелей применяют термопатроны различных конструкций. Термитный патрон ПА предназначен для соединения встык алюминиевых жил сечением_ 16-800 мм 2 и приварки наконечника ЛАС на жилах сечением 300- 800 м-м 2 . Патрон состоит из цилиндрического муфеля, стальной формы (кокиля) и двух алюминиевых колпаков или втулок. Муфель имеет сквозное отверстие по продольной оси для ввода свариваемых жил кабелей и литниковое отверстие для наблюдения за сваркой и введения присадочного материала. Кокиль устраняет непосредственный контакт жил кабеля с термитной массой муфеля, что повышает качество сварки. При сборке патрона отверстия в кокиле и муфеле совмещают. Алюминиевые колпаки или втулки защищают боковые поверхности жил от подплавления. Колпаки, надеваемые на многопроволочиые жилы, выполняют также роль бандажей. Для круглых жил сечением 300-800 мм 2 применяют разрезные цилиндрические втулки, для сварки секторных однопроволочных жил - втулки с отверстиями по форме сечения жил. Термитные патроны выбирают по макроразмерам в зависимости от сечения жил. Для термитной сварки применяют набор принадлежностей НСПУ,
Подготовительные работы при сварке алюминиевых жил сечением 16-240 мм 2 заключаются в надевании на жилы и уплотнении термитного патрона, закреплении на оголенных от изоляции участках жил охладителей и установке асбестовых экранов.
Концы жил, соединенных встык, освобождают от изоляции, зачищают до металлического блеска, покрывают пастой из флюса и на них надевают алюминиевые колпаки или втулки. Колпаки должны заходить на всю длину, что контролируют через отверстия в них.
Внутреннюю поверхность кокилей обезжиривают и покрывают мелом, разведенным водой до состояния густой ласты, что предохраняет от прилипания к стенкам кокиля; При установке термитного патрона жилу несколько отгибают в сторону, надевают на нее термитный патрон и сдвигают его по жиле на расстояние, равное длине кокиля. Затем жилу отводят в прежнее положение до совмещения с соответствующей жилой другого кабеля. Патрон перемещают в обратном направлении так, чтобы жила вошла в кокиль. При этом концы жил с надетыми на них колпаками располагают точно против литникового отверстия, а зазор между ними минимальный.
В местах входа жил в кокиль выполняют уплотнение из асбестовой пряжи, навивая ее между кокилем и жилой до упора в колпаки. Устанавливают охладители, выбирая расстояние между ними в зависимости от длины термитного патрона с учетом зазора не менее 5-8 мм; Как правило, эту работу выполняют вдвоем. Подготовительные работы завершает установка экранов из асбестового картона толщиной 3-4 мм. Экран выступает за габариты охладителей не менее чем на 10 мм и защищает от искр жилы, не участвующие в сварке.
Муфель патрона поджигают термитной спичкой, удерживаемой специальным держателем, трением ее в торец в месте, отмеченном кружком. По мере горения спичку перемещают по поверхности муфеля, как бы натирая его. Одновременно с воспламенением муфеля- начинают сплавлять в кокиль присадочный пруток, медленно подавая его вниз по мере плавления. Легкий контакт прутка с раскаленными стенками литникового отверстия кокиля способствует ускорению процесса. После образования жидкой ванны в литниковое отверстие вводят проволочную мешалку, тщательно промешивая расплавленный металл для более полного выхода сопутствующих газов.
Момент полного расплавления жил определяют по касанию мешалкой дна кокиля. Как правило, это происходит через 10-15 с после окончания горения муфеля. Сплавление присадочного прутка продолжают до заполнения литниковой трубки.
После кристаллизации металла, не ожидая его полного остывания, шлак муфеля скалывают, а кокиль удаляют.
Оконцевание, соединение и ответвление алюминиевых и медных жил кабелей сечением 16-240 мм 2 пайкой производят медными штампованными наконечниками П, медными соединительными гильзами ГП или медными ответвительными гильзами ГПО. При соединении жил разных сечений используют гильзы, имеющие ступенчатые внутренние диаметры.
Пайка алюминиевых жил осуществляется с их предварительным облуживанием и последующим наплавленаем припоя непосредственно в форму или наконечник, а также без предварительного облуживания с поливом расплавленного припоя в форму. Пайка медных жил осуществляется с. обязательным применением флюса поливом расплавленного металла в гильзу. Соединение и ответвление алюминиевых жил кабелей сечением 16-240 мм 2 способом полива предварительно расплавленного припоя в тигель производится в разъемных формах. При этом применяют припои ЦА-15 и ЦО-12. Количество припоя при его предварительном расплавлении в тигле не превышает 7-8 кг. Тигель с припоем нагревают примерно до 700 °С, что определяется погружением алюминиевой проволоки, которая начинает плавиться.
При пайке поливом выполняют следующие технологические операции. С концов жил кабеля снимают изоляцию с таким расчетом, чтобы между изоляцией и формой (гильзой) оставался промежуток в 10 мм. Соединяемым жилам придают круглую форму. В специальном шаблоне концы жил обрезают под углом 55° ножовкой.
Обработанные концы жил укладывают в разъемные формы с зазором между торцами 2 мм. Во избежание вытекания припоя зазоры между жилой и формой уплотняют подмоткой из асбестовой пряжи. Формы располагают в горизонтальном положении. У места пайки устанавливают тигель с предварительно расплавленным припоем, а между тиглем и местом пайки - металлический лоток. Тепло, выделяемое расплавленным припоем, не создает дополнительного нагрева изоляции жил, а излишки припоя стекают обратно в тигель. Припой заливают через литниковое отверстие формы. Места соединения дополнительно прогревают горячим припоем, механическим скребком удаляют оксидную пленку со скошенных поверхностей жил под слоем припоя и одновременно доливают припой по мере его усадки. С боков форм снимают подтеки припоя. Длительность пайки в форме не должна превышать 1-1,5 мин. Перед соединением жил кабеля каждой фазы тигель с расплавленным припоем подогревают.
Ответвления жил выполняют аналогично соединениям с применением разъемных форм соответствующей конструкции. После снятия форм удаляют заусенцы, острые углы и неровности с места пайки. Бумажную изоляцию жил и места спая прошпаривают горячим составом марки МП.
Соединение и ответвление алюминиевых многопроволочных жил непосредственным сплавлением припоя производят с соблюдением следующей технологии. После удаления изоляции на длине 50, 60 или 70 мм соответственно для жил сечением 16-35, 50-95 и 120-150 мм 2 выполняют ступенчатую разделку. Пламенем газовой горелки концы жил нагревают до температуры плавления припоя, затем, удаляя оксидную пленку, на всю поверхность конца жилы наносят слой припоя и тщательно растирают его металлической кисточкой до полного облуживания. Устанавливают формы и вводят в них концы жил. Пространство между жилой и формой уплотняют асбестовым шнуром.
Для защиты изоляции от пламени с обеих сторон надевают защитные экраны, а при жилах большого сечения - охладители.
Форму с введенными в нее облуженными концами жил прогревают пламенем газовой горелки, начиная от середины. Одновременно в пламя вводят припой, который, расплавляясь, заполняет всю форму. Расплавленный припой Перемешивают, нагрев прекращают, после чего легким постукиванием по форме его уплотняют остывшего соединения снимают экраны, охладители, формы, удаляют неровности.
Оконцевание алюминиевых жил кабелей пайкой осуществляется с помощью медных наконечников П. При этом используется припой марки ЦО-12. Концы жил готовят с помощью шаблона, срезая их под углом 55°. Для удобства очистки поверхности жилы от оксидной пленки наконечники устанавливают скошенной стороной к контактной части. Нижнюю часть наконечника герметизируют замазкой из мела и глины, замешанной на воде, и обматывают асбестовой пряжей. Пайку наконечника выполняют в пламени газовой горелки. Один электромонтажник удаляет скребком оксидную пленку и наплавляет припой, а другой - непрерывно нагревает место оконцевания.
Соединение медных жил сечением 16-240 мм 2 выполняют пайкой способом полива припоя марки ПОССу или ПОС в соединительных гильзах ГП. При выполнении соединения внутреннюю поверхность гильз и поверхность жил (после обрезки торцов) зачищают до металлического блеска. Соединяемые концы жил покрывают флюсом и вставляют их в гильзу. Во избежание вытекания припоя между; торцом гильзы и краем изоляции подматывают асбестовую пряжу. Готовое к пайке соединение, располагают строго горизонтально, при этом торцы жил соприкасаются в середине гильзы, а заливочное отверстие находится сверху. Все последующие операции аналогичны операциям присоединения алюминиевых жил способом полива предварительно расплавленным припоем.
Технология пайки ответвительных гильз отличается от пайки соединительных гильз расположением жил кабеля в вертикальной плоскости.
Оконцевание медных жил кабеля пайкой осуществляется с помощыо медных наконечников П. Токопроводящие жилы, имеющие секторную форму, скругляют. После обезжиривания на концы жилы, освобожденной от изоляции, наносят слой флюса. При нагреве в пламени газовой горелки облуживают конец жилы, на который затем надевают наконечник. Дальнейшие операции аналогичны операциям при оконцевании алюминиевых жил.
Соединение алюминиевых жил с медными выполняют в медных гильзах. Концы алюминиевых жил предварительно облуживают припоем А, а затем оловянно-свинцовым припоем, а концы медных жил - оловянно-свинцовым припоем. После облуживания медных гильз пайку жил выполняют оловянно-свинцовым припоем по технологии, рассмотренной ранее.
Контроль качества контактных соединений при монтаже кабельных муфт и заделок обеспечивает наделенную работу кабельных сетей. Он ведется непрерывно при выполнении подготовительных работ, в процессе изготовления контактного соединения и после окончания работ.
При выполнении контактных соединений опрессовкой контроль их качества осуществляется внешним осмотром. Критериями оценки являются: соосное и симметричное расположение местных вдавливаний относительно середины гильзы или хвостовика наконечника; отсутствие кривизны опрессованного соединителя (более 3 % его длины); отсутствие на поверхности соединителя трещин и других механических повреждений; соответствие остаточной толщины после местного вдавливания нормам. Измерение остаточной толщины после местного вдавливания выполняют с помощью штангенциркулей или штриховых приборов.
.Размеры контактных лапок, получаемых на однопроволочных жилах пороховыми прессами, контролируют штангенциркулем.
Контроль качества сварных соединений осуществляется внешним осмотром. Соединения считаются непригодными, если обнаруживают пережоги проволок наружного повива, наружные газовые или шлаковые раковины глубиной более 2-3 мм, нарушения целостности металла шва.
При осмотре обращают внимание на степень заполнения припоем зазора между наконечником (гильзой) и токопроводящей жилой. В соединении не допускаются трещины, следы перегрева, остатки флюса.
После соединения токопроводящих жил или окольцевания изолируют места соединений. Изолирование выполняют лентами кабельной бумаги, сматываемой с роликов или рулонов. Ролики и рулоны доставляют с кабельного завода в запаянных металлических банках, заполненных маслоканифольным составом. Токопроводящую жилу между соединительной гильзой и бумажной заводской изоляцией обматывают лентой с бумажного ролика или пряжей. Пряжу также доставляют в банках, запаянных и заполненных маслоканифольным составом.
Перед употреблением пряжу, бумажные ролики или рулоны подогревают до 70-80 °С в специальном разогревателе или в ведре с трансформаторным маслом. В герметически закрытых заводских банках разогревать комплекты не допускается из-за опасности взрыва. Также не допускается разогревание банок на жаровне, пламени газовой горелки или паяльной лампы, так как возможна порча пряжи и особенно бумаги. Ролики и пряжу вынимают из банок чистыми металлическими крючками.
Лентами, сматываемыми с бумажных роликов, выравнивают изоляцию на жиле до размеров заводской, т.е. бумажными лентами заполняют пространство между ступенями изоляции на жилах, если наружный диаметр соединительной гильзы меньше, чем диаметр жилы. Если диаметр гильзы больше диаметра жилы, при помощи лент с бумажных роликов на участке, равном ширине бумажного рулона, наматывают изоляцию так, чтобы она была цилиндрической и в концах обмотки плавно переходила на жилу в виде сигары,
Бумажную ленту роликов и рулонов накладывают на место соединения жил плотно и ровно, с тем чтобы под слоями не оказалось воздушных промежутков, которые могут привести к пробою изоляции кабеля.
Намотку первого слоя ленты производят, начиная с левого торца заводской бумажной изоляции. Затем выполняют поворот и наматывают второй слой ленты в обратном направлении. Чтобы при повороте на ленте не образовалась складка, на ней делают вырез на половину длины ленты длиной 100-200 мм. Если бумага при па- мотке легла неплотно, ее удаляют и делают намотку новой бумагой. При подмотке роликами поверхность изолируемых жил периодически прошпаривают разогретой массой МП-1. После обмотки жил рулонами жилы сжимают и обматывают в несколько слоев лентами с ролика шириной 50 мм, а затем перевязывают хлопчатобумажной пряжей, взятой из банки.
Кабельную массу перед заливкой в муфту освобождают от тары, в которой она доставляется с завода, помещают в специальное ведро и осторожно разогревают на жаровне или в электрическом разогревателе. Разогревать массу в заводской упаковке без вскрытия крышки не разрешается, так как может получиться взрыв. Кабельную массу нагревают постепенно. Температуру контролируют термометром. Во время нагрева массу тщательно перемешивают чистой металлической мешалкой (деревянной нельзя, так как из. нее в массу может попасть влага). При недостаточном или небрежном перемешивании или при пользовании загрязненной мешалкой кабельная масса может пригореть и загрязниться. Доводить массу до кипения нельзя -она при этом портится. Закипевшая, пригоревшая или вспыхнувшая кабельная масса для заливки муфт непригодна. Вспыхнувшую массу тушат (закрывают крышки и покрывают ведра мешковиной, смоченной в воде).
Перед заливкой муфты или перед прошпаркой небольшое количество кабельной массы должно сливаться для очистки носика ведра от возможного загрязнения его мусором или пылью.
Муфты заливают битумной кабельной массой в несколько приемов во избежание образования внутри массы пустот. При этом перед заливкой их обязательно прогревают» так как к холодным муфтам кабельная масса может не прилипнуть и тогда между корпусом муфты и остывшей массой получаются пустоты, в которые засасывается влага. Попадание же в муфту влаги приводит к порче бумажной изоляции и пробою кабеля при включении его под напряжение.
Заливку чугунных соединительных, ответвительных и концевых муфт битумной массой производят в три приема; первая заливка не более 50 % объема муфты, вторая-до 75% после затвердевания первоначально влитой массы до киселеобразного состояния и третья-до полного объема после затвердевания первых двух порций. В промежутках между заливками входное отверстие, через которое заливают массу, закрывают чистой тряпкой.
Эпоксидные компаунды представляют собой смеси на основе эпоксидных смол и используются при монтаже соединительных и концевых муфт кабелей с бумажной и пластмассовой изоляцией.
Эпоксидные смолы применяют совместно с отвердителями, при введении которых они переходят из жидкого в твердое неплавкое состояние. В этом виде смолы не растворяются в воде. Для необходимого изменения свойств в эпоксидный компаунд вводят пластификаторы (для улучшения пластических свойств), наполнители (для увеличения массы компаунда и приближения его коэффициента линейного расширения к коэффициентам линейного расширения металлов), разбавители и ускорители. После введения добавок эпоксидный компаунд представляет собой жидкость, вязкость которой определяется температурой и количеством наполнителя (молотый пылевидный кварц К.П-2 или К.П-3, прокаленный по специальной технологии для удаления влаги, органических и механических примесей). Если к компаунду добавить отвердитель и полученную смесь перемешать, в ней начнется экзотермический процесс полимеризации, в результате которого эпоксидный компаунд отвердеет. Процесс полимеризации в зависимости от марки эпоксидного компаунда, его массы и температуры окружающей среды длится от нескольких часов до нескольких суток. Для кабельных муфт и заделок применяют эпоксидные компаунды холодного отверждения российского производства К-176 и К-115, а также компаунд Э-2200 (производства Чехии). Наиболее благоприятный для них интервал температур 10-25°С. При температуре ниже 0°С эти компаунды не полимеризуются, при температуре более 25 °С экзотермический разогрев оказывает отрицательное воздействие на качество муфт и заделок, способствуя появлению в них пор и других недопустимых дефектов. Поэтому при температурах ниже 10 или выше 25 °С применение эпоксидного компаунда названных марок сопровождается соответственно искусственным подогревом или охлаждением в зоне монтажа.
В настоящее время разработаны новые марки эпоксидных компаундов (УП-5-199 и УП-5-199-1) и отвердителей (УП-0636, УП-583 и УП-0633М), пе требующих местного подогрева в диапазоне температур от -40 до НИ0°С. Новые компаунды полимеризуются в течение 1-3 ч после заливки.
Эпоксидные компаунды в отвержденном состоянии обладают высокими диэлектрическими и физико-механическими свойствами, хорошей адгезией к металлам и другим материалам, отличаются стойкостью к изменению температурных условий, воздействию агрессивных сред, влажности, вибрационным нагрузкам. Они противостоят воздействию большинства органических растворителей, слабых кислот и щелочей, масел, бензина, солнечной радиации.
12. Составляющие эпоксидных компаундов и отвердителей
эпоксидный компаунд |
Отвер-дитель |
Количество отвердителя (на 100 мас ч.-компаунда без наполнителя) при температуре |
|
Диэтилентриамин |
|||
Полиэтилепполиамин |
|||
Э-2200 (ЧССР) |
ДЭТА или ПЭПА |
||
Электрическая прочность образца толщиной 1 мм при частоте 50 Гц составляет не менее 20-25 кВ/мм.
Эпоксидные компаунды различного состава применяют с отвердителями определенных марок в необходимом количестве. При этом количество отвердителя зависит также от температуры окружающей среды, в которой выполняются кабельные работы (табл. 12).
Условные обозначения кабельных сетей на планах приведены в табл. 13.
Пайку применяют в тех случаях, когда отсутствует возможность применения сварки и опрессовки. Пайку производят с помощью пропано-кислородной горелки. Пайку однопроволочных жил 2,5 - 10 мм2 можно выполнять также с помощью паяльника.
Пайка алюминиевых жил сечением до 10 мм2
Соединение и ответвление выполняют пропаянной скруткой, оконцевание - оформлением в кольцо.
Однопроволочный алюминиевые жилы 2,5 - 10 мм2. Пайку соединений и ответвлений выполняют путем двойной скрутки с желобком. С жил удаляют изоляцию, зачищают до металлического блеска. Затем нагревают соединение пламенем пропан-кислородной горелки до начала плавления припоя.
Палочкой припоя А, введенной в пламя, потирают желобок с одной стороны. По мере прогрева соединения жилы начинают облуживаться и желобок заполняется припоем. Аналогично облуживают жилы и заполняют припоем желобок с другой стороны.
Соединяемые жилы и места скрутки облуживают припоем также с внешних поверхностей. После остывания место соединения изолируют.
Пайка однопроволочных и многопроволочных медных жил 1,5 - 10 мм2.
Соединение и ответвление проводов с медными жилами выполняют пропаянной скруткой (без желобка). Изоляцию с конца жилы удаляют на длине 20 - 35 мм, зачищают жилу наждачной бумагой до металлического блеска, скручивают соединяемые жилы и пропаивают их паяльником или в ванночке с расплавленным припоем ПОССу 40-0,5 (могут примеяются припои и других марок, например, ПОССу 40-2, ПОССу 61-0,5). При пайке применяют флюс - канифоль или спиртовой раствор канифоли. Место пайки после остывания изолируют.
Оконцевание многопроволочных медных жил 1 - 2,5 мм2 выполняют в виде кольца с последующей полудой. Для этого снимают изоляцию с конца жилы на длине 30-35 мм, зачищают ее до металлического блеска наждачной бумагой, круглогубцами выгибают конец жилы в виде кольца, покрывают его канифолью или раствором канифоли в спирте и погружают на 1 - 2 с в расплавленный припой ПОССу 40 - 0,5. После остывания изолируют жилу до кольца.
Пайка многопроволочных алюминиевых жил сечением 16 - 150 мм2.
Перед пайкой соединений и ответвлений снимают с конца жилы
изоляцию на длине 50- 70 мм. Перед снятием бумажной изоляции у места ее обреза
накладывают нитяной бондаж, затем плоскогубцами ослабляют повив проволок жилы и
тканью, смоченной в бензине, удаляют пропиточный состав. Жилы с резиновой и
пластмассовой изоляцией этой операции не требуют.
Жилу секторной формы скругляют с помощью пресса. Многопроволочные жилы можно скруглять с помощью универсальных плоскогубцев. Очищенный от изоляции конец жилы разделывают ступенями. На край изоляции навивают несколько витков шнурового асбеста.
Подогревают жилы пламенем пропан-бутановой горелки или паяльной лампы. после начала плавления палочки припоя А, введенной в пламя наносят его на всю ступенчатую поверхность повива проволок и на их торцы, при этом для полного облуживания проволок поверхность жилы тщательно натирают стальной кисточкой. На этом процесс облуживания жилы заканчивается.
После этого подматывают на жилу у предполагаемого края формы асбестовый шнур. Укладывают концы жил в разъемную форму. Укрепляют форму на жилах специальными замками или проволочными бандажами и надевают на жилы защитные экраны, а при больших сечениях жил устанавливают охладители. Нагревают форму пламенем, начиная со дна средней части и далее по всей поверхности, до начала плавления припоя, пруток которого вводят в пламя и сплавляют в литниковое отверстие до заполнения припоем формы до верха.
Расплавленный припой перемешивают крючком из стальной проволоки и удаляют с поверхности ванны расплавленного металла шлаки, легким постукиванием по форме производят уплотнение припоя. После остывания соединения или ответвления снимают экраны и форму и опиливают место пайки, затем покрывают его влагостойким лакоми изолируют.
Оконцевание алюминиевых жил пайкой
Оконцевание алюминиевых жил пайкой выполняют наконечниками. При этом размер наконечника берут по сечению на одну ступень выше (для жилы 50 мм2 берут наконечник 70 мм2) для лучшего проникновения припоя в зазор между жилой и наконечником.
Внутреннюю поверхность гильзы наконечника зачищают стальной щеткой и облуживают, затем надевают наконечник на жилу так, чтобы центральная проволока (первая ступень жилы) выступала из шейки наконечника на 5 - 6 мм. Для уплотнения на жилу у горловины наконечника наматывают асбестовый шнур и закрепляют на жиле экран.
Пламя горелки направляют на верхнюю торцевую часть гильзы наконечника и выступающую из него первую ступень повива жилы и нагревают их до начала плавления припоя. Палочку припоя сплавляют в наконечник до заполнения всего пространства между жилой и гильзой наконечника.
После остывания и снятия экрана и асбестовой подмотки место пайки покрывают влагостойким лаком и изолируют жилы до 3/4 высоты гильзы наконечника.
Оконцевание медных многопроволочных жил 1,5 - 240 мм2
Оконцевание медных многопроволочных жил 1,5 - 240 мм2 выполняют с применением штамованных наконечников. С конца жилы снимают изоляцию на длине, равной длине гильзы наконечника плюс 10 мм. Секторную жилу скругляют плоскогубцами. тканью, смоченной бензином, удаляют с конца жилы пропиточный состав, покрывают его флюсом или паяльным жиром и облуживают. На жилу надевают наконечник, у нижнерго торца которого накладывают бандаж из двух-трех слоев асбеста.
Подогревают наконечник пламенем пропан-кислородной горелки или паяльником и заливают предварительно расплавленный припой ПОССу 40-0,5, наблюдая за тем, чтобы припой проник между проволоками жилы. Сразу после этого тканью, смазанной паяльной мазью, сгоняют и разглаживают подтеки припоя на поверхности наконечника. асбестовый бандаж снимают и на его место накладывают изоляцию.
Соединение алюминия с медью пайкой
Соединение алюминиевых жил 16-240 мм2 с медными выполняют точно также, как соединение пайкой двух алюминиевых жил.
Алюминиевую жилу подготавливают к пайке ступенчатой разделкой или со скосом под углом 55 градусов к горизонтали. Медную жилу готовят так же, как и при пайке медных жил.
Концы алюминиевых жил должны быть облужены сначала припоем А, а затем припоем ПОССу, а концы медных жил и медные соединительные гильзы - припоем ПОССу.
Оконцевание алюминиевых жил медными наконечниками
Оконцевание алюминиевых жил медными наконечниками выполняют так же, как и оконцевание алюминиевыми наконечниками. Медный наконечник предварительно облуживают припоем ПОССу 40-0,5.
Оконцевание производят также с подготовкой конца алюминиевой жилы со скосом под углом 55 градусов. В этом случает конец подготовленной алюминиевой жилы вводят в гильзу наконечника скосом в сторону его контактной части так, чтобы жила была утоплена в гильзе наконечника на 2 мм. Зазоры уплотняют непосредственным оплавлением припоя ЦО-12 на скошенную поверхность жилы. Оксидную пленку с торца жилы удаляют скребком под слоем припоя.
Токопроводящие жилы проводов и кабелей во время монтажа и ремонта соединяют следующими способами: сваркой, пайкой и опрессовкой. Для резьбового контактного соединения используют металлические (медные, алюминиевые) наконечники, которыми оконцовывают токоведущие жилы.
Для сварки жил применяют бездуговую сварку способом контактного разогрева, дуговую полуавтоматическую сварку в среде аргона плавящимся электродом и ручную дуговую сварку в среде аргона неплавящимся электродом. Дуговую сварку используют при большой теплоемкости жил - для многопроволочных жил крупных сечений (алюминиевых до 1500 мм² и медных до 300 мм²), а также для монолитных алюминиевых жил сечением до 240 мм².
Для сварки соединений и ответвлений однопроволочных жил сечением до 10 мм² применяют сварку электродами или аппаратом ВКЗ-1.
Сварку по торцам многопроволочных жил сечением до 240 мм² проводят в стальных или угольных формах, используя ранее выпускавшиеся комплектные установки серии У САП или трансформаторы мощностью около 2 кВт, угольные электроды и охладители для предохранения изоляции от перегрева. Вторичное напряжение трансформаторов должно быть в пределах 8-12 В.
Для повышения качества сварки необходимо надежно удалить окислы с поверхности свариваемых металлов. Особенно это относится к алюминиевым жилам. Окислы удаляют флюсами, например, АФ-4а и ВАМИ (при сварке алюминиевых жил). Сварное соединение защищают водостойкими лаками.
Сварные соединения считаются непригодными, если возникают: пережоги наружного повива, нарушения целости металла шва при перегибах соединения или усадочные раковины глубиной более одной трети диаметра жилы.
Наибольшее применение в монтажной практике нашли пропано-воздушная и пропано-кислородная газовые сварки. Все способы газовой сварки имеют общие технологические особенности.
Газовое сварочное пламя сильно рассеивает теплоту. В связи с этим возникает опасность повреждения изоляции. Поэтому при сварке широко применяют защитные экраны из листового асбеста. Воздействие концентрированного газового сварочного пламени на отдельные проволоки жилы часто приводит к их пережогу. Поэтому при сварке используют сварочные цельные или разборные стальные, а также угольные формы, надеваемые на жилы проводов и являющиеся косвенными нагревателями жил: факелы пламени направляют не на жилы, а на поверхность форм. Материал жил нагревается теплоизлучением внутренних поверхностей форм.
Сильный нагрев при сварке может служить причиной перегрева изоляции. Поэтому применяют массивные стальные охладители, которые плотно устанавливают на оголенные жилы поблизости от зоны сварки.
Применение флюсов является нежелательным, так как остатки флюса после сварки удалить из многопроволочных жил трудно. Оставаясь на проволоках, флюсы способствуют коррозии и разрушению соединения. Для получения хорошего качества наплавленного металла шлаки удаляют стальным стержнем - мешалкой.
Термитная сварка основана на высокой теплотворной способности специального горючего состава - термита (по массе Fe 2 O 3 - 72,5 %, Аl - 18 %, Mg - 4,5 % и 40 %-го ферромарганца - 5 %). Из термита прессуют толстостенные полые цилиндры - муфели, составляющие основу термопатронов. Для поджигания муфеля термопатрона служат специальные термитные спички, создающие температуру около 1000° С. Горит термитный патрон при температуре около 2800еС.
Рис. 32. Термитные патроны ПА (а
), ПАТ (б
), ПАС (в
), М (г
):
1 - муфель; 2 - жила; 3 - втулка для монолитных секторных жил; 4 - кокиль; 5 - присадок; 6 - колпачок; 7 - уплотнение; 8 - стальной кокиль; 9 - алюминиевый вкладыш; 10 - медный кокиль; 11 - вкладыш из медно-фосфористого припоя.
Термитная сварка обеспечивает высокую производительность работ и хорошее качество получаемых соединений. Для термитной сварки применяют термопатроны различных конструкций: ПА (рис. 32, а) - для стыкового соединения алюминиевых жил сечением 16-800 мм² и приварки наконечников к жилам сечением 300 - 800 мм²; ПАТ (рис. 32,6) - для торцовой сварки многопроволочных алюминиевых жил суммарным сечением до 240 мм² и для приварки наконечников к жилам сечением 70 - 240 мм²; АТО для сварки по торцам многопроволочных жил суммарным сечением 5 - 32 мм², скрученных между собой.
Для сварки неизолированных алюминиевых и сталеалюминиевых проводов воздушных линий при сечениях 16-240 мм² служат термопатроны ПАС (рис. 32, в). Медные провода BЛ при сечениях 25 - 150 мм² сваривают термопатронами М (рис. 32, г).
Для секторных жил изготовляют переходные втулки с цилиндрической наружной поверхностью и отверстием секторного сечения (рис. 32, а, з). Термитная сварка производится с применением флюсов АФ-4а, ВАМИ.
Рис. 33. Приспособление для сварки алюминиевых жил:
1 - охладители; 2 - откидные винты; 3 - соединительная планка; 4 - винт крепления соединительной планки к штативу; 5 - штатив; 6 - выдвижная стойка; 7 - экран; 8 - сменная разрезная втулка.
Стыковая термитная сварка алюминиевых жил кабелей проводится в следующем порядке:
Пайка применяется при соединении медных жил сечением 16-185 мм². Она отличается простотой технологии, но большой трудоемкостью.
Для пайки алюминиевых жил в стальных съемных формах широко применяют припои А, ЦО-12, ЦА-15. В медных остающихся гильзах алюминиевые жилы, предварительно облуженные припоем А, соединяют припоями ПОС-ЗО и ПОС-61. Эти же припои используют при пайке медных жил. При пайке медных жил в качестве флюсов применяют канифоль или ее спиртовой раствор КСп.
Рис. 35. Соединение жил непосредственным сплавлением припоя:
а - нанесение припоя, б - растирание припоя стальной кисточкой, в - пайка в форме.
1 - горелка; 2 - припой; 3 - стальная кисточка; 4 - асбестовая пряжа; 5 - тепловой экран; 6 - форма: 7 - жила кабеля.
Соединение и ответвление жил непосредственным оплавлением припоя (рис. 35) проводят в съемных формах или в соединительных гильзах. Разъемные формы поставляются промышленностью и применяются многократно. Неразъемные формы сгибают из кровельной стали для одноразового использования.
Алюминиевые многопроволочные жилы сечением 16 - 240 мм² разделывают, обезжиривают и зачищают. Концы жил 7 облуживают (рис. 35, я, б), периодически разрушая окислы торцом стальной кисточки 3. На стыке жил отмечают границу формы, от которой на длину 10-12 мм внутрь стыка подматывают асбестовую пряжу 4. Затем на жилы устанавливают форму 6 и закрепляют ее бандажами. Форму с обеих сторон ограждают тепловыми экранами 5 (рис. 35, в), разогревают пламенем горелки 1 до температуры плавления припоя и заполняют припоем 2 до верха. Подогревая форму, тщательно промешивают жидкий припой мешалкой, удаляя с поверхности шлаки. Затем соединение охлаждают. При застывании припоя предохраняют его от ударов и сотрясений: все припои для алюминия особенно хрупки при температуре от 250° до точки плавления. Далее снимают форму, экраны и охладители, удаляют остатки асбестовой пряжи, зачищают и опиливают соединение. Готовое соединение изолируют.
Наиболее широкое распространение получили три способа опрессовки: местным вдавливанием, сплошным обжатием и комбинированным обжатием.
Способ местного вдавливания характеризуется сравнительно небольшими усилиями опрессовки, однако контакты соединения получаются менее стабильными, и искажается геометрическая форма токопроводящих жил. При напряжениях 6-10 кВ искажение формы жил приводит к созданию неоднородности электрического поля, которое опасно для изоляции. С помощью местного вдавливания соединяют алюминиевые жилы сечением 16 - 95 мм² при напряжении кабельных линий до 10 кВ включительно, сечением более 95 мм² при напряжении до 1 кВ.
Способы сплошным и комбинированным обжатием связаны с применением более мощных и дорогих прессов с приводами. Этими способами получают контактные соединения более высокого качества, чем при местном вдавливании.
Рис. 36. Пресс-клещи ПК-3:
1 - толкатель; 2, 5 - винты; 3 - блок-пуансон; 4 - блок-матрица; 6 - бугель; 7, 10 - рукоятки; 8 - тяга; 9 - блокировочное устройство.
Инструменты для опрессовки, которыми непосредственно воздействуют на металл соединения, представляют собой комплекты из пуансонов и матриц и являются сменными в механизмах (прессах). В последние годы инструменты для опрессовки модернизированы и выпускаются в виде наборов НИСО для опрессовки алюминиевых жил сечением 16 - 240 мм² и НИОМ для опрессовки медных жил тех же сечений.
Рис. 37. Механизмы опрессовки ПГЭ-20 с электроприводом (а), РМП-7 (б), ПГР-20М1 (в), гидроклещи ГКМ (г):
1 - бугель; 2 - гидроцилиндр; 3 - насос; 4 - привод; 5 - рукоятка; 6 - откидная скоба; 7 - корпус; 8 - барабан; 9 - матрица; 10 - пуансон; 11 - поршень; 12 - рукоятка-резервуар.
Для создания усилий, необходимых для опрессовки, применяют разнообразные механизмы (рис. 36 - 38). Наиболее удобными в практике ремонтных работ являются механизмы ПГР-20М1 и ПГЭ-20, в которых посадочные места для инструмента унифицированы (рис. 37). Это позволяет применять механизмы как с набором НИСО, так и с набором НИОМ, т. е. производить опрессовку алюминиевых и медных жил.
Соединение и ответвление однопроволочных алюминиевых жил сечением 2,5-10 мм² выполняют в гильзах ГАО. Соединение алюминиевых и медных жил сечением выше 10 мм² производят в алюминиевых трубчатых гильзах, а оконцевание - в наконечниках ТА и ТАМ. Для соединения и оконцевания медных жил применяют медные трубчатые гильзы и наконечники Т.
Рис. 38. Пороховой пресс ППО-95М:
1 - ствол; 2 - амортизатор; 3 - защитный кожух; 4 - корпус; 5 - винт; 6 - матрица; 7 - пуансон; 8 - гайка амортизатора; 9 - стопорная пружина; 10 - экстрактор; 11 - затвор; 12 - боевая пружина; 13 - ударник; 14 - пуговка.
Кроме трубчатых изделий для опрессовки применяют штифтовые медно-алюминиевые наконечники ШП и кольцевые медные наконечники П (пистоны). Наконечники ШП выпускают для многопроволочных алюминиевых жил сечением 16 - 240 мм², а пистоны П - для медных жил сечением 1,0; 1,5 и 2,5 мм².
В технологии опрессовки алюминиевых и медных жил имеются некоторые различия. На поверхности алюминиевых жил образуется оксидная пленка, которая имеет высокое электрическое сопротивление. Поэтому для избежания образования этой пленки при подготовке алюминиевых жил к опрессовке применяют кварцевазелиновую пасту. Ее наносят на предварительно очищенную стальными щетками и ершами поверхность, затем удаляют грязную пасту ветошью и наносят новый слой пасты. Последовательность оконцевания и соединения опрессовкой алюминиевых жил сечением 16-240 мм показана на рис. 39.
Рис. 39. Последовательность опрессовки алюминиевых жил сечением 16 - 240 мм²:
а - концы жил после снятия изоляции; б - зачистка жил; в - зачистка внутренней поверхности гильзы; г - смазка внутренней поверхности гильзы кварцевазелиновой пастой; д - смазка жил кварцевазелиновой пастой; е - соединение, подготовленное к опрессовке; ж - опрессовка жил; з - опрессованное соединение.
Выбирают инструмент, механизм и наконечник (гильзу) для данного типа и сечения жилы. С участка жилы, равного длине втулки наконечника или половине длины гильзы, удаляют изоляцию (рис. 39, а), зачищают жилу (рис. 39, 6), внутреннюю поверхность гильзы (рис. 39, в) или наконечника и смазывают кварцевазелиновой пастой (рис. 39, г, д). Надевают наконечник до упора, жилы вводят в гильзу до стыка (рис. 39, ё) (стык должен находиться в середине длины гильзы). Собранное соединение устанавливают в механизм для опрессовки; предварительно пуансон отводится от матрицы в крайнее положение (рис. 39, ж). Проводят опрессовку жил. Окончание процесса опрессовки определяется по моменту упора шайбы пуансона в торец матрицы. Опрессовку наконечников осуществляют двумя вдавливаниями однозубым инструментом или одним вдавливанием двухзубым инструментом. На гильзе с каждой стороны выполняют по два вдавливания (рис. 39, з). Наилучшие результаты опрессовки достигаются применением набора НУСА с пуансоном ступенчатой формы.
С опрессованного соединения или наконечника удаляют излишки пасты, притупляют острые грани на соединении и обезжиривают его. Накладывают один слой кабельной бумаги на соединение жил кабелей напряжением 6-10 кВ с перекрытием всех лунок, предварительно заполненных кабельной массой МП. Готовое соединение изолируют.
Рис. 40. Соединение проводов ВЛ:
а - последовательность обжатия в двух соединителях с шунтом и с применением сварки; б, в - порядок обжатия (показан цифрами) монометаллических и сталеалюминиевых проводов; г, д - соединение скручиванием без применения и с применением сварки.
Обжатие и опрессовка неизолированных проводов BЛ (рис. 40) проводится в том случае, когда к соединению как электрическому контакту не предъявляют высоких требований.
Соединения выполняют в соединителях, представляющих собой отрезки труб овального, круглого или фасонного сечений.
Обжатие проводов с применением сварки проводят в двух соединителях с шунтом, в удлиненных соединителях с шунтом и в соединителях с петлей, где располагают сварное соединение. Первый и третий варианты позволяют полностью разгрузить сварное соединение от механических нагрузок.
Соединения в двух овальных соединителях выполняют в следующем порядке: очищают, промывают в растворителе и вытирают насухо овальные соединители 1 (рис. 40, а), после чего надевают их на провода 3. Подготавливают концы проводов к сварке и проводят термитную сварку жил 2. Отрезают от провода шунт 4 длиной, равной трем длинам соединителя. Размечают, очищают от грязи, промывают в растворителе, вытирают насухо места установки соединителей на проводах и на шунте, покрывают их нейтральным техническим вазелином. Собранное соединение обжимают клещами, предназначенными для обжатия проводов. Качество обжатия контролируют осмотром и замерами глубины вдавливаний. При обнаружении дефекта соединение вырезают и выполняют заново.
В соединениях с петлей (петлю выполняют, как и при соединении скручиванием - рис. 40,6) провода пропускают через соединитель так, чтобы их свободные концы были длиной не менее трех четвертей длины соединителя. Проводят обжимку или опрессовку по общей схеме. Концы проводов изгибают петлей, стыкуют и сваривают термитной сваркой.
Обжатие алюминиевых проводов производят клещами, например МИ-19А, по рискам на соединителе (рис. 40,6, в). Сначала опрессовывают сердечники жил, вводя их внутрь стального соединения (при этом основной соединитель должен быть надвинут на один из проводов). После опрессовки стального сердечника основной соединитель располагают поверх него симметрично и опрессовывают на алюминиевых повивах проводов.
Соединения скручиванием в овальных соединителях (рис. 40, г, д) для проводов сечением 10-185 мм² выполняют в приспособлении с неподвижным зажимом и вращающейся планшайбой. Провода с соединителем жестко закрепляют в зажиме и планшайбе. Затем планшайбу поворачивают на 3 - 4,5 оборота (пропорционально сечению жил). При необходимости выполняют сварку в петле (рис. 40,6).
При наличии на поверхности соединителя трещин, механических повреждений или следов значительной коррозии, при кривизне опрессованного соединителя более 3 % его длины опрессованные контактные соединения бракуются.
Рис. 41. Средства и способы контроля качества опрессовки:
а, б - при местном вдавливании специальным измерителем; в, г - при местном вдавливании штангенциркулем с насадкой; д - при комбинированном обжатии штангенциркулем.
Широкое применение для контроля качества опрессованных соединений имеет метод измерений остаточных толщин с помощью приспособленных для этого штангенциркулей или штриховых приборов (рис. 41). Измеряемые при этом остаточные толщины h , h 1 и h 2 должны соответствовать нормам. Контролю подвергают 3-5% соединений опрессовкой кабельных жил и 5-10% соединителей BЛ.
К атегория: Электричество на даче
От качественного соединения жил проводов и кабелей во многом зависит надежность работы электроустановки. Наиболее сложно соединение алюминиевых жил проводов и кабелей. Дело в том, что алюминий, являясь хорошим проводником, обладает рядом неблагоприятных свойств, с которыми необходимо считаться при выполнении контактных соединений. К ним относятся: быстрое образование на воздухе пленки окиси, температура плавления которой составляет около 200 °С (температура плавления самого алюминия примерно 650°С); ползучесть под давлением; отрицательный потенциал по отношению к меди и стали; высокая теплоемкость.
Пленка окиси алюминия имеет большое электрическое сопротивление и, следовательно, ухудшает электрический контакт. Ползучесть под давлением приводит к тому, что алюминий частично вытекает из-под соединения, ослабляя электрический контакт. Отрицательный потенциал по отношению к меди, стали, цинку приводит к созданию гальванической пары при соединении алюминия с этими металлами, в которой алюминий постепенно разрушается. При некачественном соединении жил проводов может возникнуть перегрев изоляции или пережог самих жил при сварке и паянии.
Но несмотря на перечисленные неблагоприятные свойства алюминия, в настоящее время применяют простые и достаточно надежные способы соединения алюминиевых жил.
Опрессовка с применением гильз ГАО относится к лучшим способам, которые следует применять для соединения и ответвления алюминиевых однопроволочных проводов сечением 2,5-10 мм2.
Если суммарное сечение жил меньше внутреннего диаметра гильзы, то в гильзу вводят дополнительную жилу. С концов проводов снимают изоляцию, зачищают оголенные участки жил под слоем технического вазелина или кварцевазелиновой пасты, протирают зачищенные жилы и смазывают чистой кварцевазелиновой пастой. Далее зачищают внутреннюю поверхность гильзы до металлического блеска ершиком, смазанным техническим вазелином, протирают гильзу снаружи и внутри тканью, смоченной бензином. После протирки внутреннюю поверхность гильзы немедленно смазывают кварцевазелиновой пастой. Эти операции производятся в том случае, если кварцевазелиновая паста не была нанесена в заводских условиях. Затем устанавливают в гильзу подготовленные жилы и проверяют ее заполнение. Пустоты заполняют отрезками смазанных кварцевазелиновой пастой жил. Опрессовывают одностороннюю гильзу одним вдавливанием, а двухстороннюю - двумя с помощью пресс-клещей ПК.-3, ПК-2м или ПК-1м.
Соединение алюминиевых жил суммарным сечением до 10 мм2 в клещах с двумя угольными электродами - способ рекомендуемый. Для выполнения соединения пассатижами скручивают подготовленные концы жил, не допуская перекручивания жил, находящихся в изоляции. Смазывают концы жил тонким слоем разведенного флюса ВАМИ, направляют вниз подготовленные концы жил. Замыкают и раскаляют концы угольных электродов. Далее отключают клещи, прижимают раскаленные электроды к концам жил и удерживают их в этом положении до образования шарика на жилах. Остатки флюса и шлака удаляют щеткой из кардоленты, а место соединения промывают бензином и покрывают влагостойким лаком.
Соединение алюминиевых жил суммарным сечением 2,5-10 мм2 двойной скруткой с желобком выполняется в том случге, если отсутствуют условия для применения опрессовки или сварки. Для выполнения пайки подготавливают концы жил - определяют на концах проводов участки для снятия изоляции, снимают изоляцию и зачищают жилы до металлического блеска щеткой из кардоленты. Жилы скручивают так, как показано на рис. 3, а. После скрутки жилы должны быть ровными и прижатыми друг к другу. Пламенем горелки или бензиновой паяльной лампы (рис. 3,6) нагревают скрутку жил до начала плавления припоя. Вводят палочку припоя марки А или марки ЦО-12 в пламя и натирают ею желоб до полного облуживания и заполнения припоем. Далее желоб поворачивают на 180° и выполняют операции по его заполнению припоем.
Рис. 1. Опрессовка однопроволочных алюминиевых жил в гильзах ГАО: а - выбор гильзы; б- снятие изоляции с концов жил; в, г-зачистка и смазка внутренней поверхности гильзы; д - установка жил в гильзу; е - опрессовка
Пайку жил можно выполнить и паяльником. Место соединения покрывают влагостойким лаком и изолируют (рис. 3, в). На выполнение одного соединения однопроволочных жил сечением 2,5-4 мм2 расходуется примерно 1 г припоя, 5,5 г бензина. Продолжительность пайки 25 с.
Соединение и ответвление медных жил сечением до 10 мм2 пропаянной скруткой относятся к лучшим способам. Для соединения жил с концов проводов снимают изоляцию, зачищают жилы до металлического блеска и скручивают пассатижами с плотным прилеганием витков друг к другу. Скрутку покрывают раствором канифоли или паяльного жира и пропаивают с помощью паяльника, паяльной лампы или газовой горелки. Для пайки применяют мягкие оловянно-свинцовые припои марки ГЮС-40 или ПОС-61.
Рис. 2. Соединение алюминиевых жил в клещах с двумя угольными электродами: а - снятие изоляции; б - зачистка и скрутка жил; в - покрытие флюсом; г и д - сварка скрутки; е - обработка мест сварки; 1 - угольный электрод; 2 - скрутка алюминиевых жил; 3 - двухэлектродные клещи; 4 - понижающий трансформатор
Оконцевание медных многопроволочных жил сечением до 2,5 мм2 в кольцевых наконечниках по ГОСТ 9688-82 является одним из лучших способов, который следует применять. Снимают изоляцию на расстоянии 25-30 мм от конца жилы с помощью специального инструмента - монтерского ножа, ослабляют повив проволок жилы и зачищают жилы до металлического блеска. Свивают зачищенные проволоки и скручивают конец жилы в кольцо по ходу часовой стрелки.
Рис. 3. Соединение однопро- волочных алюминиевых жил пайкой двойной скруткой с желобом
В зависимости от сечения токопроводящей жилы и контактного винта выбирают концевой наконечник, на цилиндрическую часть которого надевают жилу.
Наконечник с жилой надевают на стержень пуансона, установленного в пресс-клещах ПК-2м таким образом, чтобы участок жилы между наконечником и изоляцией был размещен в желобке пуансона. Нажатием на рукоятки пресс-клещей до упора торцов матрицы и пуансона осуществляют опрессовку. Разжимают клещи и снимают готовое соединение.
Изгибание конца многопроволочной жилы в кольцо с полудой - другой рекомендуемый способ оконцевания. Конец жилы оформляют в кольцо аналогично указанному выше, покрывают его раствором канифоли в спирте, погружают в припой ГЮС-40 на Г-2 с или припаивают с помощью паяльника.
Соединение алюмомедных жил рекомендуется выполнять с помощью гильз ГАО по технологии, принятой для соединения алюминиевых жил. Сварка алюмомедных жил известными способами не обеспечивает требуемого качества контактных соединений. Удовлетворительное соединение можно получить осадкой опрессовки без применения гильз с помощью модернизированных пресс-клещей КСП. Технологически соединение выполняют следующим образом: скручивают провода в одном из отверстий пресс-клещей, затем осаживают, освобождают соединение и снимают облой. При выполнении одной осадки механическая прочность соединения может быть недостаточна: могут перемещаться отдельные проволоки жилы. В этом случае осадку повторяют 2-3 раза.
Соединение элементов электрической сети.
Соединяя элементы электрической сети, следует помнить, что: – нулевой зануляющий проводник нигде не должен иметь разрывов, хотя бы даже и кратковременных; – однофазный выключатель должен быть установлен в фазном проводе. Это требование не относится к переносным электроприемникам и светильникам, подсоединяемым к сети штепсельным соединением.
При монтаже после прокладки провода фазные и нулевые провода помечают какими-либо условными знаками (например, зачищают изоляцию на конце жилы или загибают жилы на одноименном проводе).
Одноименные провода определяют при помощи вспомогательного провода, к которому подсоединяют батарейку карманного фонаря с лампочкой. Если лампочка горит - значит, она присоединена к разным концам одного и того же провода.
