Республики беларусь главное управление образования, науки и кадров. Соединение кабелей Ответвление медных жил проводов кабелей

Очень надёжный контакт обеспечивает пайка, для подготовки к которой предварительная скрутка совершенно уместна и даже необходима для большей площади контакта (учитывая, что электропроводность припоя ниже, чем у спаиваемых материалов) и механической прочности.

Быстрые варианты соединения алюминиевых и медных проводов с помощью клем Ваго

Для пайки необходим паяльник мощностью 60–100 Ватт. Вначале нужно снять с проводов изоляцию (на 4–5 см), и облудить, т.е. покрыть тонким слоем припоя.

1. Для медных проводов можно использовать обычную канифоль (твёрдую или в виде раствора) или специальные пастообразные или жидкие флюсы. Канифоль и нейтральные безотмывочные флюсы не требуют последующего удаления, т.к. не вызывают коррозии.
2. Паяльную кислоту и другие активные флюсы применять нежелательно - их остатки могут вызвать коррозию проводов и даже короткое замыкание.
3. Существуют паяльные материалы и для алюминия, но их применение не рекомендуется.

Залуженные провода скручиваются, затем тщательно пропаиваются. Пайка должна остыть естественным образом, без принудительного охлаждения, которое может привести к трещинам в соединении. Готовую пайку удобно изолировать термоусадочной трубкой подходящего размера, которая при нагревании плотно охватывает место соединения. Это самый надежный способ соединения проводов и кабелей как медных, так и алюминиевых.

Другой вариант - обычная изоляционная лента, желательно не менее 3 слоёв.

Cкрутка проводов для последующего их сращивания.
Скрутка электрических проводов для соединения в распределительной коробке.

Соединительные изолирующие зажимы (СИЗ) можно считать современным вариантом старой скрутки проводов. Это - пластиковый корпус, имеющий внутри анодированную пружину конической формы. Соединяемые провода зачищают на длину 10–15 мм, собирают в пучок и накручивают на них СИЗ - по часовой стрелке, до упора. Суммарная площадь соединения, в зависимости от типоразмера - от 2,5 до 20 мм 2 . Качество соединения довольно высокое, но несколько меньше, чем у винтовых клеммников.

Соединительные изолирующие зажимы (СИЗ) - современные способы соединения двух - трех и более жил медных проводов.

Соединение алюминиевых и медных проводов при помощи клемм

Наиболее распространены винтовые клеммы, они часто применяются в распределительных коробках. Выпускаются как на малые, так и на очень большие токи. При использовании алюминиевых жил, нужно соблюдать осторожность при затягивании винтов, потому что он отличается мягкостью (а иногда - и хрупкостью) и легко повреждается.

Клеммное соединение - старый и надежный способ.

Соединение кабелей винтами с шайбами

Это несколько устаревший вариант, подходящий при отсутствии винтовых клеммников подходящего типоразмера, обеспечивает аналогичное качество, может быть использован для соединения алюминиевого провода с медным.

Ответвление зажимом У–733

Это фактически вариант винтового клеммника, он позволяет делать ответвления от магистрали, не разрезая её.

В таком варианте розетки фактически могут использоваться как винтовые клеммники, но для большей надёжности соединения проводов следует пропаять.

Самозажимные клеммники Wago

Самозажимные клеммники позволяют сечением до 2,5 квадратных миллиметров, допустимый ток может составлять до 24 А. Это очень быстрый и технологичный способ соединения. Зачистка производится на длину всего 10–12 мм, не требуется ни скрутки, ни изоляции, ни даже затягивания винтов. Провода просто вставляются в клеммник. Не получится таким образом соединить только гибкие многожильные провода.

Ещё один недостаток - в связи с меньшей площадью контакта это соединение всё же несколько менее надёжно, чем винтовое клеммное или, тем более, пайка или сварка.

Клеммы Wago. Самые распространенные виды соединения двух жил как алюминиевых, так и медных.

Соединение двух жил кабеля сваркой

Это самый надёжный способ соединения, он обеспечивает идеальный контакт и очень длительный срок безотказной работы. Электрические провода скручиваются на длину не менее 50 мм, сварка медных проводов производится специальным угольным электродом с медным покрытием. Лучше всего использовать инверторный сварочный аппарат, хотя возможны и другие варианты. При сварке проводов, как и при любых других сварочных работах, необходимо строгое соблюдение техники безопасности.

1. Общие сведения о соединении и оконцевании жил проводов и кабелей

2. Винтовые соединения

3. Опрессовка

1. Общие сведения о соединении и оконцевании токопроводящих жил проводов и кабелей

Соединение и оконцевание токопроводящих жил проводов и кабелей - весьма ответственные операции, от правильного выполне­ния которых в большой мере зависит надежность работы электро­установок. Контактные соединения делятся на разъемные и неразъемные. Первые выполняют при помощи винтов, болтов, клиньев и сжимов, вторые осуществляют сваркой, пайкой и опрессовкой.

Для надежной работы контактное соединение должно:

Иметь малое электрическое сопротивление, не превышающее сопротивления целого участка такой же длины. (Повышенное со­противление контакта приводит к усиленному местному нагреву, что может вызвать разрушение соединения. Согласно нормам, допу­скается кратковременный нагрев жил при коротком замыкании до 150 °С при резиновой и пластмассовой изоляции и до 200 °С - при бумажной. Понятно, что контактное соединение должно выдержи­вать такие же температуры и, кроме того, надежно работать при многократных нагревах и охлаждениях.);

Иметь высокую механическую прочность (особенно если соеди­нение должно выдерживать значительные механические усилия - соединение шин, проводов воздушных линий и др.);

Быть устойчивым к воздействиям едких паров и газов, измене­нию температуры и влажности, возможным вибрациям и сотрясе­ниям, которые могут возникнуть при работе оборудования.

В электромонтажной практике используются медные и алюми­ниевые токопроводящие части. При монтаже соединений возможны пары «медь - медь», «алюминий - алюминий» и «медь - алюми­ний». У меди пленка окиси образуется медленно, мало влияет на качество контактного соединения и хорошо удаляется. Поэтому соединение медных токопроводящих частей обладает наилучшими электрическими и механическими свойствами. Алюминий тоже окисляется на воздухе, но у него пленка окиси образуется очень быстро, обладает большой твердостью и высоким электрическим сопротивлением. Кроме того, температура плавления этой пленки составляет около 2000 °С, поэтому она препятствует пайке и свар­ке алюминиевых проводов обычными методами.

В соединении меди с алюминием образуется гальваническая пара, в результате чего соединение быстро разрушается электро­химической коррозией.

2. Основной вид контактного присоединения медных и алюминие­вых жил малого сечения к электрическим машинам, аппаратам и приборам - винтовое соединение. Его применяют для проводов сечением до 10 мм2.

Для присоединения медных жил малых сечений их изгибают в виде колечка, которое в случае многопроволочной жилы пропаи­вается. Несколько сложнее делают винтовые присоединения алю­миниевых жил. Дело в том, что алюминий под давлением начинает как бы «течь» в область с меньшим давлением. Поэтому, если алюминиевое соединение чрезмерно затянуть винтом, то с течением времени контактное соединение ослабнет, так как некоторая часть металла «вытечет» из-под шайбы. Особенно быстро происходит этот процесс при периодическом нагреве и охлаждении соединения. Для предотвращения этого явления винтовой зажим должен иметь устройство, предохраняющее алюминиевое колечко от раскручива­ния и компенсирующее ослабление контакта из-за текучести алю­миния.

Для запирания колечка используют шайбу-звездочку или прямо­угольную шайбу с бортиками, а для компенсации давления - пру­жинящие шайбы. Перед затяжкой винта контактные поверхности зачищают до блеска и смазывают кварцевазелиновой пастой.

3. При соединении опрессовкой концы соединяемых проводов вво­дят в соединительную гильзу (отрезок трубки из чистой меди или алюминия) и сдавливают специальным инструментом. Большое значение для качества соединения имеет чистота контактных по­верхностей, поэтому при любом способе опрессовки с жил и гильз должны быть удалены грязь, остатки изоляции и окисные пленки. С медных проводов пленку окиси удаляют в процессе опрессовки, когда поверхность металла растягивается и «течет», поэтому ника­кой специальной обработки, кроме зачистки, для медных проводов не требуется. Что же касается алюминия, то для разрушения проч­ной пленки его окиси на зачищенные контактные поверхности на­носят пасту, состоявшую из вазелина с добавкой твердых зерен кварцевого песка или окиси цинка. При опрессовке твердые частицы разрушают плен­ку, а вазелин препятству­ет повторному окислению контактов.

Опрессовку алюминиевых проводов сечением до 10 мм2 производят в гильзах типа ГАО (наружным диаметром до 9 мм) с по­мощью пресс- клещей ПК-2М (рис. 4.33). Они имеют рукоятки с фик­сатором 5, ограничивающим степень вдавливания, одна из которых соединена с упорной скобой 3, а вторая - с толкателем 4. На скобе закреплена матрица 2, а на толкателе - пуансон 2 с зубом..

Рис. 4.35. Опрессовка проводов в гильзах ГАО: Рис.4.33. Пресовочные клещи ПК-2М

а - в укороченной гильзе, б - в удлиненной гильзе, в - установка гильзы в прессе, г-гильзы после опрессовки, д -- изоляция гильзы

Пресс-клеща ПК-1М (рис. 4.34) за счет большой длины рукоя­ток создают давление, достаточное для опрессовки гильз диамет­ром до 14 мм. В гидравлических монтажных клещах ГКМ рабочее движение толкателя с пуансоном происходит за счет давления в гидроцилиндре, которое возникает при нажатии рукоятки.

Технологический процесс опрессовки показан на рис. 4.35. Под­готовка алюминиевых проводов к соединению заключается в их зачистке и покрытии пастой. После этого на концы проводов наде­вают укороченную гильзу ГАО (при односторонней опрессовке, рис. 4.35, а) или удлиненную гильзу той же марки (при двухсто­ронней опрессовке, рис. 4.35, б) и делают одно или два вдавлива­ния прессом или клещами (рис. 4.35, в, г). Пуансон вдавливают в гильзу до момента срабатывания фиксатора-ограничителя или до тех пор, пока пуансон не коснется матрицы (если пресс-клещи не имеют фиксатора). Опрессованное контактное соединение очищают от остатков пасты и изолируют полиэтиленовыми колпачка­ми или изоляционной лентой (рис. 4.35, д).

Для опрессовки алюминиевых проводов и жил кабелей сече­нием 16...240 мм2 используют гильзы типа ГА. В качестве опрессовочного инструмента применяют прессы, позволяющие создать большие усилия вдавливания. На рис. 4.36 показаны ручной меха­нический пресс РМП-7М и ручной гидравлический пресс РГП-7М. Первый из них работает по тому же принципу, что и пресс-клещи, работа второго аналогична действию гидравлических клещей ГКМ. Усилие вдавливания этих клещей до 69 кН (7 т),

Рис. 4.36. Инструмент для опрессовки: а-механический пресс РМП-7М, б- гидравлический пресс РГП-7М

Вам доводилось наблюдать оплавленные пластиковые корпуса квартирных распределительных щитов? А вид жестоко обуглившихся и отгоревших нулевых проводов вам знаком? Ну, может быть, вы наблюдали унылое зрелище, которое являют собой торчащие ежиком в разные стороны проволочки жил проводов и кабелей, посаженных в подъездном щите под общий болт, причем даже без шайбы?

Все это яркие примеры откровенного пренебрежения необходимостью оконцевания проводов и жил кабелей . Мало завести кабель в устройство, необходимо еще побеспокоиться о его подключении с надежным электрическим контактом, о минимальном переходном сопротивлении.

По своей сути является резистором, на котором выделяется тепло, и количество этого тепла будет тем больше, чем больше токовая нагрузка провода. Собственно, благодаря этому теплу все и горит и плавится, от него все беды.

Значит, надо от переходного сопротивления избавляться. Но это не так-то просто: оксидная пленка, недостаточная сила сжатия на зажимах коммутационного аппарата, малая площадь контакта и еще множество других факторов мешают это сделать, особенно если жилы не оконцовываются .

Оконцовывать жилы и провода лучше с применением специальных наконечников . Наконечники бывают самых различных видов - для многопроволочных и цельных, для алюминиевых и медных жил кабелей. Например, для медных многопроволочных жил выпускаются наконечники из цельнотянутой медной трубы, сплющенной и просверленной под болт с одной стороны .

Такой наконечник бывает двух модификаций: без покрытия и электролитически луженый (ТМ и ТМЛ, соответственно). Маркировка этих наконечников следующая: ТМ(ТМЛ)-ХХ-УУ. Здесь ХХ - сечение провода под зажим, а УУ - диаметр отверстия наконечника под монтажный болт. Эти же обозначения размеров применяются, кстати, и для наконечников других марок.

Крепятся наконечники ТМ и ТМЛ опрессовкой (подробнее про опрессовку проводов смотрите ). Но это не означает, что их можно сплющить молотком или зажать пассатижами. Применять следует специальные опрессовочные клещи , имеющие гидравлический или ручной привод. Клещи могут опрессовывать наконечник в одной точке по его центру, а могут - в двух по краям. Количество обжимов должно быть не менее двух - для надежной фиксации провода и хорошего электрического контакта.

Кстати, однопроволочные, сплошные жилы кабелей тоже могут опрессовываться такими наконечниками, но при тщательном подборе обжимных матриц клещей. Если размер будет подобран неправильно, жила просто может обломиться. Перед монтажом наконечников опрессовкой провод или жила должны быть зачищены от изоляции и окисла до блестящего металла.

Применяются медные наконечники под опрессовку достаточно часто - для подключения кабельных стояков во вводно-распределительном устройстве подъезда, для заземления металлических распределительных щитов, для подключения электрических плит и т.д. А в промышленности они находят свое применение вообще сплошь и рядом.

Опрессовывать ими можно медные жилы сечением от 2,5 до 240 кв. мм. При этом луженые наконечники ТМЛ применяются преимущественно в особо ответственных электрических соединениях, где требуется повышенная антикоррозионная стойкость.

Другая, менее распространенная группа кабельных наконечников - это наконечники под опрессовку с контрольным окном - ТМЛ(о) . Это, как видно из маркировки, те же наконечники из медной цельнотянутой трубы, но особенность их - в контрольном окне, которое позволяет увидеть, встал ли провод на свое место.

Монтировать наконечники ТМЛ(о) можно и пайкой - заливая расплавленный припой в отверстие наконечника, предварительно вставив обработанный нейтральным флюсом зачищенный от изоляции провод. ТМЛ(о) - самые ответственные наконечники , их применяют только в промышленности, поэтому многие электрики, работающие в сфере ЖКХ, даже не знают об их существовании.

Алюмомедные кабельные наконечники (ТАМ) известны таким электрикам лучше. Их применяют для подключения алюминиевых жил к медным шинам вводных и вводно-распределительных устройств. Кому-то наконечник, наполовину состоящий из меди, а наполовину - из алюминия, покажется чем-то невероятным. Тем не менее, хвостовик этого наконечника алюминиевый, а сам он медный и эти две части соединены благодаря фрикционной диффузии безо всякого переходного сопротивления. Монтируются алюмомедные наконечники все той же опрессовкой.

Чаще же всего жилы алюминиевых кабелей опрессовываются обыкновенными алюминиевыми наконечниками (марка ТА) . Эти кабельные наконечники во всем похожи на наконечники ТМ, кроме своего материала, но минимальный размер их отверстия под провод составляет 16 кв. мм., в соответствии с современными требованиями ПУЭ.

Следует не забывать, что любая алюминиевая жила или провод оконцовываются только с применением специальной кварце-вазелиновой смазки , устраняющей проблему образования вредной непроводящей пленки окисла на поверхности проводника.

Медные жилы и провода, например, в таких бытовых приборах, как стиральные машины, микроволновки и те же электроплиты, часто оконцовываются медными наконечниками под пайку . Эти наконечники изготавливаются из листового штампованного металла, форма которого предусматривает специальные «уши». «Уши» можно свести вместе и зафиксировать провод. Если эту конструкцию еще и пропаять, то переходное сопротивление исключается почти полностью.

Появлению штифтовых кабельных наконечников способствовала одна специфичная проблема. Дело в том, что современные распределительные устройства (щиты, такие как ЩРН и ЩРВ) имеют тенденцию к уменьшению габаритных размеров.

То же самое можно сказать и о коммутационных аппаратах и аппаратах защиты и, прежде всего, об . Уменьшаются габариты - уменьшаются и размеры зажимных устройств. Тут уж традиционные наконечники под болт никак не годятся, - нужен штифт, аккуратный и компактный. Поэтому штифтовые наконечники, например, НШП, применяются все чаще и чаще.

В промышленности для подключения силовых кабелей сечением от 25 до 240 кв. мм. последнее время часто применяется еще один вид кабельных наконечников. Они называются «болтовые» или «механические». Их маркировка - НБ.

Выполняются эти наконечники из алюминиевого сплава, стойкого к коррозии, а провод в них зажимается с помощью срывных болтов. Медные провода и жилы для монтажа в таких наконечниках обязательно нужно предварительно лудить. В комплекте с наконечниками НБ обычно идет термоусаживаемая трубка для обеспечения герметичности.

Надо сказать, что, несмотря на разнообразие заводских наконечников, конструкции которых мы перечислили, многие до сих пор пользуются самодельными наконечниками самых нестандартных размеров . Ведь изготовить такой наконечник очень просто: расплющил трубу с одного конца и просверлил отверстие. Конечно, допустимая токовая нагрузка такого наконечника остается неизвестной, но при устройстве заземления частных домов, например, такими наконечниками пользуются очень часто.

Кроме того, отметим, что в (а иногда даже и в промышленном) наконечниками часто вовсе пренебрегают, мирясь или не зная о высоком переходном сопротивлении. Так сплошные жилы и провода нередко просто сгибаются в кольцо под болт или вставляются в зажим как есть. Многопроволочные жилы в лучшем случае просто лудятся, а при монтаже под болт скручиваются в петлю, сопротивление которой очень зависит от уровня мастерства и наличия навыков у электрика.

Александр Молоков

Разделка проводов и кабелей

Разделка проводов и кабелей производится в следующем порядке:

ь пользуясь справочниками, определяют размеры разделки в зависимости от конструкции проводника и вида соединительного или концевого устройства;

ь размечают разделку при помощи кабельных линеек или шаблонов;

ь ступенчато накладывают несколько витков фиксирующих бандажей из оцинкованной стальной или медной проволоки, крученого шпагата, кордовой или капроновой нити, суровых ниток, а также хлопчатобумажной или пластмассовой ленты;

ь производят кольцевое поперечное и линейное продольное надрезание оболочек, подлежащих удалению (бронированных, свинцовых, алюминиевых, пластмассовых оболочек и монолитной изоляции);

ь снимают или сматывают удаляемые покровы;

ь разводят концы жил многожильных проводников, т. е. придают им форму и расположение, удобные для следующей операции;

ь обрабатывают оголенные концевые участки токопроводящих жил, т. е. зачищают до металлического блеска, лудят, покрывают флюсами, кварцевазелиновой пастой или токопроводящим клеем, и отлавливают многопроволочные жилы в монолит.

Отметим, что необходимость приведенных операций определяется конструкцией проводников. В полном объеме они проводятся для силовых кабелей с бумажной изоляцией, а для простейших проводников технология разделки сводится к снятию поливинилхлоридной изоляции и обработке жилы.

Соединение и оконцевание проводов

Провод -- одна неизолированная и одна и более изолированных жил, поверх которых, в зависимости от условий прокладки и эксплуатации, может иметься неметаллическая оболочка, обмотка или оплетка волокнистыми материалами или проволокой.

В структуре условного обозначения установочных проводов первая буква характеризует материал токопроводящей жилы (А -- алюминий, медь -- буква опускается); вторая буква П -- провод или ПП -- плоский провод 2- или 3-жильный; третья буква характеризует материал изоляции (В -- ПХВ; П -- полиэтиленовая; Р -- резиновая; Н -- найритовая).

Например: АПВ -- алюминиевый провод с поливинил-хлоридной изоляцией.

Кабель -- одна или более изолированных жил (проводников), заключенных, как правило, в металлическую или неметаллическую оболочку, поверх которой, в зависимости от условий прокладки и эксплуатации, может иметься соответствующий защитный покров, в который может входить броня.

Шнур -- две или более изолированных гибких и особо гибких жил сечением до 1,5 мм2, скрученных или уложенных параллельно, поверх которых, в зависимости от условий эксплуатации, могут быть наложены неметаллические оболочки и защитные покрытия. Шнур предназначен для подключения электрических бытовых приборов к электрической сети.

Соединения жил проводов между собой и с электроустановочными устройствами (розетками, патронами и т. п.) должны обладать необходимой механической прочностью и малым электрическим сопротивлением в течение всего времени эксплуатации.

Нагрев и охлаждение под действием тока нагрузки, температуры и влажности окружающей среды, химически активных частиц в воздухе оказывают неблагоприятное воздействие на контактные соединения. Кроме того, на поверхности проводников образуется окисная пленка, влияющая на качество соединения.

Соединение алюминиевых или медных жил лучше выполнять опрессовкой или сваркой, но в домашних условиях это вряд ли кто-то будет делать. Допускается также соединение проводников пайкой.

При пайке алюминиевых проводов сечением 4--10 мм2 снимают изоляцию с концов жил, зачищают их ножом, стальной щеткой или наждачной бумагой до блеска и скручивают. Место соединения нагревают пламенем горелки или паяльной лампы и облуживают специальными припоями типа А, Б и кадмиевым. Флюс при этом не нужен. При применении мягких припоев типа АВИА-1 и АВИА-2 (температура плавления 200 °С) применяют флюс АФ-44. Места пайки обязательно очищают от остатков флюса, протирают бензином, покрывают влагонепроницаемым (асфальтовым) лаком, а затем изоляционной лентой, которую также покрывают лаком.

Медные однопроволочные и многопроволочные провода сечением до 10 мм2 соединяют скруткой с последующей пропайкой места соединения припоями ПОС-30 (30% олова и 70% свинца) или ПОС-40 и канифолью в качестве флюса.

Применять кислоту или нашатырь при пайке нельзя. Места соединения скруткой должны быть длиной не менее 10--15 наружных диаметров соединяемых жил.

Оконцевание проводов под винтовой зажим осуществляют в виде кольца, а под плоский зажим -- в виде стержня.

При сечении провода до 4 мм2 включительно оконцевание в виде кольца выполняют так: с конца провода снимают изоляцию на длине, достаточной для выполнения кольца. Жилу жесткого провода закручивают в кольцо по часовой стрелке, а гибкого -- в стержень, а затем в кольцо и облуживают.

При оконцевании провода в виде стержня с конца провода удаляют изоляцию, скрученный стержень гибкого провода облуживают.

Переход между трубчатой частью кабельного наконечника и изоляцией провода изолируют полихлорвиниловой трубкой или изолентой.

Присоединение к одному контактному зажиму более двух проводов запрещается. Зажимы должны соответствовать величине номинального напряжения и тока. Зажимные винты рассчитаны на присоединение проводов следующих сечений: в зажимах до 10 А -- двух проводов сечением до 4 мм2 без наконечников, в зажимах до 25 А -- двух проводов сечением до 6 мм2 без наконечников, в зажимах до 60 А -- двух проводов сечением до 6 мм2 без наконечников и одного провода сечением 10 или 16 мм2 с наконечником.

Винтовой зажим, к которому присоединяются алюминиевые жилы, должен иметь устройство, ограничивающее возможность раскручивания колечка и не допускающее ослабления контактного давления вследствие текучести алюминия. Колечко алюминиевого однопроволочного провода перед вводом под контакт зачищают и по возможности смазывают кварцевазелиновой и цинковазелиновой пастой.

Присоединения проводов к аппаратам, имеющим контактные лепестки, производят пайкой. Спаянные монтажные соединения должны обеспечивать надежность электрического контакта и необходимую механическую прочность. Основным материалом для пайки является припой ПОС-40, а для ответственной аппаратуры -- ПОС-61. Припой рекомендуется применять в виде трубок с канифольным наполнением или проволоки диаметром 1 -- 3 мм. Флюсом служит раствор канифоли в спирте или сосновая канифоль высшего или первого сорта.

Требования к соединениям проводов. Соединение жил между собой и присоединение их к электроустановочным устройствам должны обладать необходимой механической прочностью, малым электрическим сопротивлением и сохранять эти свойства на все время эксплуатации. Контактные соединения подвержены действию тока нагрузки, циклически нагреваются и охлаждаются. Изменения температуры и влажности, вибрация, наличие в воздухе химически активных частиц также оказывают неблагоприятное влияние на контактные соединения.

Физические и химические свойства алюминия, из которого в основном изготавливают жилы проводов, осложняют выполнение надежного соединения. Алюминий обладает (по сравнению с медью) повышенной текучестью и высокой окисляемостью, при этом образуется токонепроводяшая пленка окиси, которая создает на контактных поверхностях большое переходное сопротивление. Эту плёнку перед выполнением соединения нужно тщательно удалить с контактных поверхностей и принять меры против повторного ее возникновения. Все это создает некоторые трудности при соединении алюминиевых проводов.

У медных проводников также образуется окисная пленка, но в отличие от алюминия она легко удаляется и незначительно влияет на качество электрического соединения.

Большая разница коэффициентов теплового линейного расширения алюминия по сравнению с другими металлами также приводит к нарушению контакта. Учитывая это свойство, алюминиевые провода нельзя спрессовывать в медные наконечники.

При длительной эксплуатации под давлением алюминий приобретает свойство текучести, нарушая тем самым электрический контакт, поэтому механические контактные соединения проводов из алюминия нельзя пережимать, а в процессе эксплуатации требуется периодически подтягивать резьбовое соединение контакта. Контакты алюминиевых жил с другими металлами на открытом воздухе подвержены атмосферным воздействиям.

Под влиянием влаги на контактных поверхностях образуется водяная пленка со свойствами электролита, в результате электролиза на металле образуются раковины. Интенсивность образования раковин увеличивается при прохождении через место контакта электрического тока.

Особенно неблагоприятны в этом отношении соединения алюминия с медью и сплавами на основе меди. Поэтому такие контакты необходимо защищать от попадания влаги или покрывать третьим металлом -- оловом или припоем.

Соединение и оконцевание медных проводов

Соединение, ответвление медных проводов сечением до 10 мм2 рекомендуется выполнять скруткой с последующей пропайкой, причем медные однопроволочные провода площадью сечения до 6 мм2, а также многопроволочные с небольшими площадями сечений паяют по скрутке. Жилы с площадью сечения 6-10 мм2 соединяют бандажной пайкой, а многопроволочные провода -- скруткой с предварительной расплеткой проволок.

Длина мест соединений скруткой или бандажной пайкой должна составлять не менее 10-15 наружных диаметров соединяемых жил. Паяют свинцово-оловянным припоем с использованием флюса на основе канифоли. Применять при пайке медных проводов кислоту и нашатырь не разрешается, так как эти вещества постепенно разрушают места пайки.

Соединение опрессовыванием. Широко используют соединения медных проводов опрессовыванием. Концы проводов зачищают на 25-30 мм, затем обёртывают медной фольгой и опрессовывают специальными клещами типа ПК.

Соединение и оконцевание алюминиевых проводов

Алюминиевые жилы проводов соединяют сваркой, пайкой и механическим путем.

Сваривают алюминиевые провода о специальной формочке при помощи угольных электродов, получающих питание от сварочного трансформатора.

Для пайки алюминиевые провода скручивают, а затем место скрутки нагревают в пламени паяльной лампы и пропаивают припоями следующих составов.

Припой А, температура плавления 400 - 425 градусов, состав: цинк - 58-58,5 %; олово - 40 %; медь 1,5 - 2 %.

ЦО-12 Мосэнерго, температура плавления 500 - 550 градусов; состав: цинк - 73 %; олово - 12 %; алюминий - 15 %.

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.

Электрическая сварка жил

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.

Газовая сварка жил

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 жил

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 жил

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.

Опрессовка жил

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.