Способы соединения и оконцевания жил. Соединение и оконцевание жил. Общие сведения о соединении и оконцевании токопроводящих жил проводов и кабелей

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

• Монтаж современных электросетей различного назначение зачастую требует соединения кабелей. Существуют разные способы выполнения данных соединений, но все они должны удовлетворять следующим требованиям:
• переходное сопротивление не должно быть выше сопротивления на сплошной части жилы;
• электрическая прочность изоляции в месте соединения не должна отличаться от прочности в других местах;
• место соединения необходимо надежно загерметизировать и защитить от повреждений механического типа.

Качественное соединение кабелей обеспечивает бесперебойную работу сети, в то время как до 90% всех возникающих неполадок электроснабжения припадает именно на контакты в месте соединения. Поэтому к выбору способа соединения следует отнестись со всей ответственностью.

Способы соединений

Скрутка – достаточно широко распространенный вид соединения в бытовых условиях, до недавних пор использовался и на производстве. Способ применяется для одножильных однородных проводников (медных или алюминиевых), осуществляется путем скручивания проводников с последующей изоляцией места контакта. Опрессование скрутки выполняется посредством СИЗ (соединительных изолирующих зажимов). Такие соединения достаточно удобны при монтажных работах небольшого объема. Однако следует иметь в виду, что в настоящее время соединение скруткой не предусмотрено правилами устройства электроустановок (ПЭУ).

Пайка – доступное и надежное неразъемное соединение, чаще применяется для соединения медных жил, но допускаются и алюминиевые соединения такого рода. Предварительно жилы следует зачистить, облужить и выполнить их скрутку. После пайки контактная группа изолируется, оптимальным способом является изоляция посредством термоусадочной трубки. Соединение пайкой достаточно надежное и имеет отличную проводимость, но его не рекомендуется применять в местах с высоким уровнем механического воздействия.

Опрессовка – надежное соединение токопроводящих жил осуществляется с помощью специальных гильз. Опрессование является эффективным методом соединения для относительно больших токов. Помещенный внутри гильзы провод обжимается с помощью специального инструмента, образуя монолитное соединение с необходимым сопротивлением. При помощи данного способа можно соединять медный и алюминиевый проводники.

Сварка – долгосрочное соединение с низким сопротивлением и уровнем нагрева в месте контакта. При помощи сварки возможно соединение алюминиевых жил кабелей любого сечения или алюминиевых и медных жил (при сечении не более 10 мм2). Выполняется сварка одним из трех способов: 1) контактный разогрев; 2) термитная сварка; 3) газовая сварка. Во избежание коррозии, сварочные соединения покрывают лаком с последующей изоляцией лентой (для большей эффективности каждый слой ленты покрывается лаком).

Метод сварки популярен, несмотря на свою трудоемкость, так как обеспечивает высокую механическую устойчивость и отличный электрический контакт. Однако, данный способ неприемлем для выполнения соединений внутри механических конструкций из-за громоздкости сварочных аппаратов. В таких случаях, соединения лучше выполнять посредством механических зажимов разного рода.

Механические способы соединений посредством сжимов

• Болтовые соединения – достаточно громоздкие соединения для цепей с большим током. Переходное сопротивление в таких контактах стабилизируется посредством затяжки болта. Используются для соединения не более 2-х проводников;
• Винтовые клеммные соединения – отличный вариант для коммутации проводников в распределительных коробках. Допускается соединение данным методом проводников из разных материалов. Для соединения используется специальная колодка с размещенными внутри контактами, к которым крепятся проводники;
• Самозажимные клеммники — быстрый и технологичный метод соединения, при котором достаточно вставить проводники в клеммник. Способ не подходит для гибких многожильных проводов. Данное соединение исключает короткое замыкание и нагревание в контактных точках;
• Сплайс – конструкция для сращивания волоконно-оптического кабеля. Волокна, запущенные в сплайс приводятся в контакт и фиксируются посредством специальных защелок;
• Соединение посредством применяется для силовых кабелей. Могут использоваться металлические или эпоксидные муфты, но в настоящее время наиболее эффективным является применение термоусаживаемых муфт, выполняемые из термопластов согласно новейшим технологиям.

Для оконцевания жил проводов и кабелей используется специальный инструмент в виде пресс клещей. Самостоятельно оконцевать проводник не сложно, куда важнее правильно подобрать кабельный наконечник. Далее мы предоставим методику, которая позволит без проблем справиться с опрессовкой как многопроволочных, так и однопроволочных проводов, при этом как из алюминия, так и из меди, и в тоже время маленького и большого сечения.

Важно знать

Первое, о чем хотелось бы рассказать – в чем важность оконцевания жил проводов и кабелей специальным инструментом и для чего вообще нужно обжимать проводники наконечниками. Наверняка Вы обращали внимание на то, как подсоединяется к корпусу распределительного щитка. Желто-зеленый провод крепится с обеих сторон винтовым соединением через специальный наконечник, как показано на фото ниже.

Не так давно вместо такого наконечника жила просто загибалась кольцом с помощью пассатижей и затягивалась винтом. Некоторые горе-электрики просто вставляли жилу между винтом и пластиной и тщательно зажимали отверткой. Делать так категорически запрещается, т.к. при таком способе оконцевания жил возрастает переходное сопротивление, в результате чего можно увидеть оплавленную изоляцию кабеля, которая может повлечь за собой короткое замыкание в проводке либо более тяжкие последствия – возникновение пожара в доме.

Еще одно очень неблагоприятное последствие при неблагополучном креплении жил – отгорание нуля при высоких токовых нагрузках. О Вы можете узнать в соответствующей статье!

Технология оконцевания

Самостоятельно оконцевать провод либо кабель специальным инструментом не представит сложностей. Нужно всего лишь взять подходящий наконечник, надеть до упора на жилу и обжать прессом. При этом количество точек опрессовки зависит от конструкции обжимного инструмента. Если опрессовка производится с помощью матрицы с точечным контактом – прожимайте наконечники в 2 и более местах, распределенных по длине. Если опрессуемая часть наконечника сопоставима с шириной вдавливания после опрессовки – то достаточно одной точки. Гильзы обжимают не меньше чем двумя вдавливаниями, по одному с каждой стороны для удержания каждого из проводников. Вообще количество точек опрессовки зависит от ширины «губок» матрицы обжимного инструмента.

Это нужно для лучшего контакта, минимального и механической прочности. Простыми словами – в этом случае у вас не выскочит проводник из наконечника или гильзы.

Правила и технология оконцевания и опрессовки жил описана в следующих документах:

• ВСН 139-80
• И1.09-10

Помимо этого следует отметить важное требование - для обжима алюминиевого проводника нужно дополнительно использовать кварце-вазелиновую смазку, которая предотвращает образование оксидной пленки, ухудшающей контакт.

В домашних условиях не всегда разумно покупать дорогостоящий инструмент для опрессовки, поэтому существуют и альтернативные варианты. К примеру, существует специальный и кабелей – стриппер, конструкция которого может включать в себя пресс, как показано на фото.

Также можно обойтись без так называемых клещей — вручную расплющить втулку молотком либо пассатижами, но в этом случае гарантия хорошего контакта отсутствует, поэтому лучше все же растратиться хотя бы на стриппер для надежного оконцевания жил, а еще лучше кримпер (специальная обжимка). О том, мы рассказывали в отдельной статье.

Обращаем Ваше внимание на то, что если Вы решили оконцевать одножильный проводник с помощью клещей, необходимо правильно подобрать обжимную матрицу. При неправильном подборе существует большая вероятность испортить гильзу или наконечник, просто порвав его металл.

Помимо этого существуют специальные наконечники под пайку. В этом случае оконцевание жил провода либо силового кабеля происходит в два этапа:

1. Жила, зачищенная до металлического блеска и обработанная нейтральным припоем, до упора вставляется в наконечник.
2. Через специальное отверстие заливается припой.

Видео инструкция по использованию пресса

Кратко о наконечниках

Ну и последнее, о чем хотелось бы поговорить – с помощью каких наконечников можно оконцевать провод и кабель в домашних условиях. На сегодняшний день в промышленности и быту пользуются популярностью следующие изделия для оконцевания.

Чтобы почувствовать себя в своей квартире уверенно и безопасно, следует проверить, соответствует ли сечение проводов электропроводки максимальной фактической нагрузке, а также току защитных предохранителей или автоматического выключателя. Наиболее часто нарушение контакта происходит в местах соединения проводов. Работоспособность и долговечность электропроводки во многом зависят от того, насколько качественно произведено соединение проводов между собой и соединение проводов с контактами электродеталей.

Поэтому целесообразно перед началом работ познакомиться с методами, обеспечивающими надежное соединение. Главная цель каждого соединения - надежный и долговечный контакт в электрической цепи.

Осуществляя соединения проводов, следует учитывать, что сопротивление соединения не должно превышать сопротивления самого провода; кроме того, в соединениях необходимо обеспечить достаточную механическую прочность, особенно на тех участках цепи, где не исключаются случайные растяжения.

По характеру выполнения соединения классифицируются на нераземные (сварка, пайка, опрессовка) и раземные (на болтах, винтовых зажимах, штыревых выводах или скрутка).

Как уже говорилось, наиболее распространенные провода для электропроводок - с алюминиевыми жилами, и стоят они относительно недорого. Однако именно алюминиевые жилы труднее всего соединять, потому что на их поверхности всегда присутствует оксидная пленка (твердая и тугоплавкая), которая образуется в результате реакции окисления алюминия кислородом.

Оксидная пленка - очень плохой проводник электрического тока, поэтому разъемные соединения заметно нагреваются. Конечно же, перед соединением проводов пленку можно удалить зачисткой, но она мгновенно образуется вновь. Кроме того, у алюминиевого провода низкий предел текучести; этот недостаток особенно четко проявляется в винтовых соединениях (винтовых зажимах): алюминий просто

выдавливается из-под зажима, контакт при этом значительно ослабевает. Оксидная пленка в значительной степени затрудняет и осуществление неразъемных соединений: при пайке она препятствует сцеплению жилы с припоем, а при сварке образует в расплаве нежелательные включения. К тому же плавится оксид алюминия при температуре не менее 2000 °C (это в 3 раза больше, чем температура плавления чистого алюминия).

Провода с медными жилами, а также с жилами, изготовленными из сплавов меди (латунные, бронзовые), лучше всего соединять пайкой. Рассмотрим каждый из видов соединений в отдельности.

Разъемные соединения

Самый простой способ соединения проводов между собой - простая скрутка. Для того чтобы его осуществить, необходимо концы провода на длине 3-5 см освободить от изоляции и зачистить до блеска мелким напильником или наждачной бумагой. Скручивать жилы нужно очень плотно, виток к витку. Оставшиеся после скрутки концы осторожно спиливают напильником, а крайние витки поджимают пассатижами. Скрутку проводов можно осуществить и бандажным методом: зачищенные концы зажимают в ручных тисках и обматывают мягкой зачищенной проволокой (для бандажа лучше всего брать медную проволоку диаметром 0,6-1,5 мм; при этом диаметр бандажной проволоки не должен быть больше диаметра скручиваемых жил). Среднюю часть бандажа следует сделать вразбежку: если впоследствии появится необходимость пропаять это соединение, припой будет лучше проникать к месту соединения проводов. После соединения концы проводов изгибают под прямым углом, а сверху накладывают еще 8-10 витков бандажа. Концы жил, оставшиеся от скрутки, опиливают напильником.

Метод простой или бандажной скрутки применим только для соединения проводов между собой, подсоединить провод к контактам электродеталей скруткой невозможно. Самый удобный (и к тому же достаточно надежный) способ подсоединения проводов к электродеталям - соединение с помощью контактных зажимов, которые могут быть винтовыми и пружинными.

Техника осуществления соединений контактными зажимами следующая. Если в соединении участвуют однопроволочные алюминиевые и многопроволочные медные жилы, винтовые зажимы снабжают фасонной шайбой или шайбой-звездочкой, которая препятствует выдавливанию жилы из-под крепления; а для подсоединения проводов с алюминиевой жилой - еще и разрезной пружинной шайбой, которая обеспечивает постоянное давление на жилу (рис. 18).

Рис. 18. Соединения контактными зажимами: а - соединение алюминиевого одножильного провода со штыревым выходом: 1 - гайка; 2 - разрезная пружинная шайба; 3 - фасонная шайба; 4 - стальная шайба; 5 - штыревой вывод; б - соединение двужильного провода плоским контактным винтовым зажимом; в - соединение жилы с выводом зажимно-тычкового типа; г - контактный пружинный зажим.

Перед соединением провод зачищают обычным порядком на участке, соответствующем трем диаметрам винта винтового зажима плюс 2-3 мм. Для обеспечения надежности контакта алюминиевые жилы можно зачистить мелкой наждачной бумагой, смазанной вазелином. Если жила многопроволочная, то на ее конце отдельные проволочки скручивают в плотный жгутик.

Затем конец жилы с помощью круглогубцев или пассатижей изгибают в кольцо (диаметром, равным диаметру винта зажима). Изгибать кольцо лучше всего по часовой стрелке, это предохранит его от раскручивания при затяжке винта. Зажимной винт или гайку затягивают до полного сжатия пружинной шайбы, после чего дожимают еще приблизительно на половину оборота.

В настоящее время электродетали оснащаются винтовыми крепежами зажимно- тычкового типа: при осуществлении таких соединений очищенный от изоляции и зачищенный конец провода в кольцо не изгибают, а прямой конец жилы вводят в зажим и прижимают винтом.

Контактно-зажимные соединения пружинного типа применяются в основном в светильниках с люминесцентными лампами для подсоединения проводов к патронам ламп. Их конструкция представляет собой пружинящую пластину из высококачественной бронзы, которая прочно прижимает жилу провода к корпусу зажима. Эта конструкция соединения полностью исключает самопроизвольный разъем, а, чтобы освободить провод в случае необходимости, в зажим достаточно вставить стальную спицу (жало тонкой отвертки), отогнуть пружинную пластину и освободить провод.

Все детали, использующиеся для соединения с алюминиевыми проводами, должны иметь антикоррозийное гальваническое покрытие. То же требование предъявляется и к стальным деталям.

Алюминиевый провод сечением 2,5 мм2 соединяют с медными арматурными проводами

(например, с проводами люстры), одножильными и многожильными, с помощью люстровых зажимов. Сначала соединяемые провода зачищают наждачной бумагой (медные обычным способом, а алюминиевые - под слоем вазелина) и смазывают кварцево-вазелиновой пастой. После зачистки провода присоединяют к планке и прижимают винтами с пружинными шайбами. Соединение вкладывают в основание люстрового зажима и закрывают крышкой.

Приобретая электродетали с винтовыми зажимами, необходимо обращать внимание на тип зажимов, ибо некоторые электроустановочные устройства (ряд резьбовых патронов для ламп накаливания, патроны для люминесцентных ламп и стартеров, проходные и встроенные малогабаритные выключатели) укомплектованы зажимами, которые предусматривают соединения только с медными проводами.

Неразъемные соединения

Все способы разъемных соединений удобны прежде всего тем, что в случае необходимости их легко разобрать и затем вновь восстановить. Однако соединения этого типа не всегда обеспечивают высокую надежность и долговечность контакта. Поэтому в случаях, когда необходимо обеспечить особую прочность соединения, его производят неразъемным способом: пайкой, сваркой или опрессовкой. Такой метод соединения проводов, как пайка, широко применяется для соединения электрических контактов - и в проводах, и в электробытовых приборах для соединений выводов электроэлементов. Очень часто пайку используют в радиоэлектронной аппаратуре. Однако применение пайки не распространяется на контакты, которые подвергаются механическим воздействиям или нагреву. В процессе пайки, помимо жил проводов и поверхностей контактов, к которым провода присоединяют, участвуют также припои и флюсы.

Припоем называется свинцово-оловянный сплав в виде проволоки или палочки, который при пайке играет роль соединяющего материала. Для пайки обычных проводов выпускаются припои двух марок: ПОС-30 или ПОС-40; они отличаются друг от друга содержанием олова в процентах по массе (соответственно 30 и 40 %). Температура плавления припоев для ПОС-30 равна 225 °C, а для ПОС-40 - 234 °C. Для пайки полупроводниковых приборов используют припои с добавлением висмута, галлия, кадмия; добавки сообщают припоям легкоплавкость, температура их плавления не превышает 150 °C. Если в пайке участвуют детали из металлокерамики, то в качестве припоя используют порошковую смесь.

Флюсы в процессе пайки играют роль изоляторов припаиваемых поверхностей от образования окисной пленки при нагреве; кроме того, они снижают поверхностное натяжение припоя.

Флюсы должны отвечать следующим требованиям :

В интервале температур плавления припоя флюсы должны сохранять стабильность своего химического состава (не разлагаться на составляющие) и активности;

Они не должны вступать в химическую реакцию с металлом и припоем;

Продукты взаимодействия флюсов с окисной пленкой должны легко удаляться промывкой или испарением;

Флюсы должны обладать достаточно высокой жидкотекучестью. Универсальными флюсами (подходящими для пайки и алюминиевых, и медных проводов с деталями из различных металлов) являются канифоль и паяльная кислота. Для пайки стальных проводов более подходящим будет флюс следующего состава: 3 части травленой соляной кислоты и 1 часть насыщенного водного раствора нашатырного спирта.

В продаже имеются сплавы в виде брусков или проволоки, в которых объединены припой и флюс.

Перед спайкой концы проводов освобождают от изоляции и тщательно зачищают наждачной бумагой до появления блеска. Чтобы получить более прочное соединение, концы жил предпочтительнее залудить (покрыть слоем расплавленного припоя). Далее концы закрепляют между собой скруткой. Способов скрутки жил для осуществления пайки существует множество (рис. 19-22). Применение того или иного способа зависит от материала жилы, ее сечения и функционального назначения соединения.

Рис. 19. Техника параллельной скрутки: а - простая скрутка; б - бандажная скрутка; в - скрутка желобком.

Рис. 20. Техника последовательной скрутки: а - простая скрутка; б - бандажная скрутка; в - скрутка желобком.

Рис. 21. Техника скрутки при соединении ответвлений: а - простая скрутка; б - бандажная скрутка; в - скрутка желобком.

Рис. 22. Скрутка многопроволочных жил.

Медные жилы перед пайкой можно скручивать любым способом, а алюминиевые предпочтительнее желобком (при этом способе практически вся поверхность контактируемых жил закрывается припоем, поэтому она надежнее защищена от образования оксидной пленки.

При пайке проводов с большим сечением жил лучше всего применить бандажную скрутку или сочетание бандажной скрутки и скрутки желобком, так как плотно и прочно скрутить между собой жилы большого сечения затруднительно. Поверхность проволоки бандажа также следует залудить расплавленным припоем. Если предстоит соединить пайкой многопроволочные жилы, то после зачистки проволочки каждой жилы переплетают между собой в косички и только после этого производят скрутку (рис. 22).

Техника пайки не представляет особой сложности. Она состоит из следующих этапов :

1. Нагревают паяльник. Степень нагрева можно проверить погружением жала паяльника в твердый нашатырь: если нашатырь шипит и от него идет сизый дым, то паяльник прогрет достаточно и можно приступать к пайке; перегревать паяльник не стоит;

2. В процессе нагревания на жале паяльника обычно образуется окалина, поэтому ее необходимо очистить напильником;

3. Рабочую часть паяльника погружают сначала во флюс, а затем в припой, так чтобы на его жале остались капельки расплавленного припоя. Не стоит брать очень большие капли припоя, вполне достаточно такого количества, чтобы припой при пайке охватил провода со всех сторон и при этом витки бандажа или скрутки просматривались из- под слоя;

4. Прогревают паяльником поверхности скрученных жил, заполняя зазоры между ними расплавленным припоем;

6. Когда место спайки остынет, ватным тампоном, смоченным в ацетоне, удаляют остатки флюса и продукты его реакции с оксидной пленкой. Если паяется скрутка из толстых жил, то для получения прочного соединения необходимо большое количество припоя, которое невозможно донести за один раз на жале паяльника. В этом случае пайку проще выполнять несколько иначе: паяльником нагревают скрученные жилы проводов, затем непосредственно к жалу паяльника подносят палочку припоя, припой плавится и сам затекает на скрутку.

Как мы уже говорили, паять алюминиевые жилы достаточно сложно из-за оксидной пленки, которая моментально образуется на поверхности алюминия даже после тщательной его зачистки.

Чтобы облегчить процесс пайки, можно воспользоваться одним из двух способов :

Во-первых, алюминиевые жилы можно предварительно зачистить наждачной бумагой, обильно смазанной вазелином. Абразивные частички наждачной бумаги удалят оксидную пленку, а вазелин будет препятствовать ее повторному образованию;

Во-вторых, чтобы избежать образования оксидной пленки, залуживание концов жил перед скруткой нужно производить под слоем швейного масла или расплавленной канифоли, добавив в них немного стальных опилок. Жалом паяльника под нажимом натирают жилу, стальные опилки при этом сдирают оксидную пленку, а слой масла или канифоли изолирует жилу от взаимодействия алюминия с кислородом воздуха. После пайки стальных проводов продукты взаимодействия флюса с оксидной пленкой удаляют масляной тряпкой и охлаждают. Слой припоя, как и в других случаях, должен покрывать всю скрутку.

Но самое надежное и прочное соединение как алюминиевых, так и медных проводов обеспечивает сварка. Хотя этот способ более сложен и более трудоемок по сравнению с другими видами соединений, а также требует специального оборудования, он все же доступен в бытовых условиях (при прокладке и ремонте электропроводки и электроприборов своими силами). Суть сварки заключается в контактном разогреве концов жил угольным электродом до образования расплавленного шарика, который образуется в месте контакта проводов с электродом.

Применение метода сварки при соединении алюминиевых или медных жил ограничено их сечением: можно сваривать алюминиевые жилы, если их сечение не превышает 10 мм2, а медные - при сечении 4 мм2.

Для производства сварочных работ используют лабораторный 9-амперный автотрансформатор (ЛАТР), несколько видоизмененный для выполнения данной операции. С трансформатора необходимо снять ползунок, регулирующий напряжение, а поверх сетевой (первичной) обмотки намотать обмотку вторичную. Вторичную обмотку необходимо изолировать от сетевой несколькими слоями специальной трансформаторной бумаги и несколькими слоями изоляционной ленты на хлопчатобумажной основе или лакоткани. После такого переоборудования напряжение на выходе трансформатора должно быть не менее 6-10 В и мощность не менее 0,5 кВт.

Электрод и концы свариваемых жил подключают к концам вторичной обмотки трансформатора.

При отсутствии прибора ЛАТР его можно изготовить (намотать) самостоятельно. В качестве сердечника трансформатора берут Ш-образное трансформаторное железо; сечение магнитопровода должно быть не менее 25 см2.

Количество витков для первичной и вторичной обмоток несложно подсчитать по следующим формулам :

где W1 и W2 - число витков первичной и вторичной обмоток; U1 и U2 - напряжение на входе и на выходе трансформатора;

S - сечение магнитопровода трансформаторного Ш-образного железа.

Рассмотрим конкретный пример: необходимо намотать трансформатор с сечением магнитопровода в 30 см2, который можно использовать при сетевом напряжении 220 В; напряжение на выходе должно быть 10 В. При таких условиях W1 = 40 x 220/30 = 293,33, то есть 293; W2 = 40 x 10/30 = 13,33, то есть 13. Таким образом, первичная обмотка трансформатора должна состоять из 293 витков, а вторичная - из 13. При условии, что для первичной обмотки необходимо использовать провод диаметром 0,8¬1 мм, общее сечение проводов вторичной обмотки должно быть не меньше 15-20 мм2. Обмотку удобнее всего наматывать одновременно тремя параллельными проводами диаметром по 3 мм.

Для изготовления электрода можно использовать угольную щетку старого коллекторного электродвигателя или графитовый вкладыш троллейбусной штанги. В щетке или вкладыше выдалбливают небольшую лунку, в которую помещают флюс и которая способствует формированию из расплава шарика. Готовый электрод с флюсом надежно фиксируют в зажимах.

При сварочных работах на таком оборудовании необходим помощник, поскольку, манипулируя двумя контактами одновременно, нельзя самостоятельно включить и выключить трансформатор. Но если, кроме трансформатора, сделать зажим (рис. 23), который одновременно будет фиксировать и угольный электрод, и соединяемые провода, то помощник окажется лишним.

Рис. 23. Шарнирный зажим для соединения проводов способом сварки: 1 - угольный электрод; 2 - скрутка из жил; 3 - жилы для подключения к сварочному трансформатору; 4 - изоляционная пластина; 5 - шарнирное соединение.

Подготовка проводов для осуществления неразъемного соединения способом сварки аналогична подготовке к пайке, хотя имеет одну особенность: скручивание проводов для сварки необходимо выполнять только параллельным способом, а оставшиеся от скрутки концы жил должны иметь одинаковую длину, обеспечивающую обеим жилам надежный контакт с угольным электродом (рис. 24).

Рис. 24. Способ скрутки под сварку: а - алюминиевые жилы; б, в - алюминиевая и медная жилы; г - готовое сварное соединение.

В процессе сварки также участвует флюс. Его назначение то же, что и при пайке, - защитить расплав от кислорода воздуха. Состоит флюс для сварки из 5 частей хлористого калия, 3 частей хлористого натрия и 2 частей криолита; можно использовать в качестве сварочного флюса и обычную буру (тетраборат натрия). Процесс сварки производят в следующем порядке: угольный электрод обжигают (безопаснее это делать на открытом воздухе), в лунку угольного электрода насыпают флюс, в массу флюса опускают скрутку проводов и прижимают к электроду, включают трансформатор. Под действием электрического тока угольный электрод начинает разогреваться, флюс расплавляется и обволакивает свариваемые жилы, прекращая доступ к ним кислорода и тем самым предотвращая окисление металла жил. Когда достигается температура плавления металла, жилы оплавляются и сливаются в шарик. Трансформатор отключают. Для того чтобы трансформатор можно было отключить в любой момент, в его конструкции используют проходной выключатель (такие обычно применяются на шнурах торшеров), который отводят отдельным шнуром и держат в руке.

После того как место спайки окончательно остынет и затвердеет (размыкать контакт жил и электрода раньше этого времени нельзя, так как можно получить серьезный ожог брызгами расплавленного металла), его очищают от флюса, покрывают лаком и изолируют.

Где следует установить сварочный трансформатор на время сварки? Исходя из соображений качества сварных работ, трансформатор должен находиться в непосредственной близости от места работы, то есть длина жил, соединяющих трансформатор с угольным электродом и свариваемыми жилами, должна быть минимальной. Чем дальше находится трансформатор от того места, где делают сварку, тем больше потери напряжения из-за протяженности электрической линии, а следовательно, страдает качество сварного соединения.

Без опыта сварных работ при необходимости получить соединение проводов (или провода с деталью) именно посредством сварки не следует торопиться делать сразу ответственную операцию - сначала лучше освоить технологию сварки на ненужных обрезках проводов.

Соединение и оконцевание проводов опрессовкой производят следующим образом. Провода и кабели освобождают от изоляции на участке, равном по длине трубчатой

части наконечника (половина длины соединительной гильзы) плюс 2 мм для проводов и 10 мм для кабелей. Освобожденный от изоляции конец провода покрывают слоем вазелина или пасты и зачищают металлической щеткой до блеска. Затем очищают конец провода от загрязненного вазелина и снова покрывают его чистым вазелином. Зачищенный конец жилы вводят в очищенный и заполненный цинковазелиновой или кварцево-вазелиновой пастой наконечник или соединительную гильзу таким образом, чтобы жила входила в наконечник до упора, а в соединительную гильзу - на половину ее длины. После этого вдавливают в двух местах, то есть делают опрессовку. Для жил сечением 16-50 мм2используют клещи типа ПК-1, для жил сечением 16-240 мм2- гидропресс типа РГП-7М, а при сечении жил 2,5-10 мм2- клещи типа ПК-2. После удаления заусенцев и контрольного осмотра опрессованных гильз или наконечников участок жилы провода или кабеля между наконечником и изоляцией или гильзой и изоляцией тщательно очищают от остатков пасты, покрывают для защиты от коррозии влагонепроницаемым лаком воздушной сушки (например, асфальтовым) и обматывают изоляционной лентой. Сверху изоляционную ленту покрывают слоем такого же лака.

Соединение и ответвление предварительно скрученных однопроволочных алюминиевых жил сечением 2,5-10 мм2может быть выполнено опрессовкой (без гильз и пасты) с помощью клещей КСП-4. При этом способе для получения хорошего контакта необходимо особо тщательно зачистить соединительные концы и сохранить в процессе опрессовки их чистоту и чистоту обжимающих элементов клещей. К медным зажимам электродвигателей и электрических аппаратов алюминиевые однопроволочные провода присоединяют так же, как и к установочным изделиям. Это был последний из способов соединения проводов (или проводов и электродеталей), которые применяются при монтаже и ремонте электропроводок (электроприборов).

А теперь несколько правил (или советов), общих для всех способов соединений :

Изоляцию с концов проводов для скрутки следует снимать с таким расчетом, чтобы скрутка состояла минимум из пяти витков;

Поскольку в местах соединений жил и проводов снимается изоляция и обнажается металл, то существует вероятность, что с течением времени металл может подвергнуться коррозии (взаимодействуя с влагой воздуха), от чего пострадают прочность и качество соединения, поэтому скрутку и прилегающие зачищенные участки провода рекомендуется защитить покрытием из асфальтобитумного лака, битума или масляной краски;

Зачищенные от изоляции участки проводов после осуществления соединений (любым способом) должны быть надежно изолированы, причем различные жилы двух- и более жильных проводов изолируются отдельно; изоляция должна не только закрывать само место соединения, но и захватывать оплетку провода с обеих сторон. Во влажных и сырых помещениях для изоляции мест соединения проводов вместо прорезиненной изоляционной ленты лучше применять полихлорвиниловую.

Соединения и ответвления проводов должны производиться только в соответствующих коробках с закрывающейся крышкой. Кстати, в соединительных и разветвительных коробках провода можно стягивать винтовыми соединениями, для этого в основания коробок запрессовываются гайки или винты (рис. 25);

Рис. 25. Соединения проводов в разветвительной коробке.

Независимо от способа соединений их следует располагать в местах, где исключалось бы воздействие на них растяжения и других механических нагрузок;

Разветвительные и соединительные коробки должны располагаться в местах, легко доступных для производства ремонтных работ (например, не стоит маскировать разветвительные коробки под керамической плиткой или слоем штукатурки, их следует устанавливать таким образом, чтобы крышка была заподлицо со стеной);

Поскольку алюминиевые жилы очень нестойки на излом, их соединения рекомендуется выполнять способом пайки;

Все детали и контакты, соединяемые с алюминиевыми проводами, должны иметь антикоррозийное гальваническое покрытие.

Цель: изучение способов разделки и соединения кабелей.

Разделка кабелей

Соединение и оконцевание кабелей в муфтах любых конструкций начинают с разделки их концов, заключающейся в последовательном удалении ступенями заводских покровов. Длина всей разделки и отдельных ступеней определяется конструкцией муфты, сечением и напряжением кабелей.

Предварительно концы соединяемых кабелей тщательно распрямляют и укладывают внахлест, а при монтаже концевых муфт и заделок прокладывают до места их установки, соблюдая допустимые радиусы изгиба. Концы кабеля тщательно осматривают, проверяют целостность герметичной оболочки, а затем отрезают кусок кабеля длиной не менее 150 мм и проверяют бумажную изоляцию на влажность.

Для этого снимают заполнитель и бумажные ленты, прилегающие к жиле и к оболочке, и погружают их в нагретый до 150 о С парафин. Наличие влаги определяют по легкому потрескиванию и образованию пены на лентах. При влажной изоляции от проверяемого конца кабеля отрезают кусок длиной 1 м и повторяют испытания. Операцию повторяют до тех пор, пока проверка не покажет полное отсутствие влаги. Влажные концы кабелей соединять и оконцовывать запрещается.

Разделку кабеля начинают с удаления наружного покрова (см. рисунок 12.1), для чего у места среза его на расстоянии А накладывают проволочный бандаж. Затем разматывают наружный покров от конца кабеля до бандажа, отгибают и используют в дальнейшем для защиты от коррозии брони и алюминиевой оболочки. Второй проволочный бандаж накладывают на броню на расстоянии Б от первого, надрезают броню по кромке бандажа так, чтобы не повредить свинцовую (алюминиевую) оболочку кабеля, и удаляют ее. Далее срезают внутреннюю подушку и снимают с металлической оболочки слои защитной бумаги, предварительно слегка подогревая их паяльной лампой, и очищают поверхность алюминиевой (свинцовой) оболочки кабеля тряпкой, смоченной бензином.

Свинцовую (алюминиевую) оболочку удаляют после предварительной разметки и нанесения двух кольцевых и двух продольных надрезов. Первый кольцевой надрез делают на расстоянии О от среза брони, второй – на расстоянии П от первого. Продольные разрезы выполняют от второго кольцевого надреза до конца кабеля на расстоянии 10 мм один от другого. Полоску оболочки между продольными разрезами захватывают плоскогубцами и удаляют, после чего снимают остальную часть оболочки. Кольцевой (предохранительный) пояс на свинцовой (алюминиевой) оболочке удаляют непосредственно перед самой разделкой конца в муфту.

Рисунок 12.1 - Разделка конца трёхжильного кабеля с бумажной изоляцией

После удаления оболочки снимают поясную изоляцию, а также заполнитель. Изоляцию разматывают отдельными лентами, обрывая у оставленного кольцевого пояса на свинцовой (алюминиевой) оболочке. Затем разводят жилы кабеля в стороны и плавно выгибают с помощью специального шаблона. При отсутствии шаблона жилы выгибают вручную, не допуская переломов и повреждения бумажной изоляции. Заканчивая разделку, отмеряют расстояние И , накладывают бандаж из суровых ниток и снимают бумажные ленты фазной изоляции на участке Г , длина которого зависит от способа соединения и оконцевания жил.

Порядок разделки кабелей с пластмассовой изоляцией такой же, как и с бумажной. Последовательно удаляют с кабеля внешний джутовый покров или поливинилхлоридный шланг, алюминиевую оболочку (или броню и подушку под броней – у кабелей, имеющих защитные покровы), шланг, экран, полупроводящие покрытия и изоляцию жил, разводят и выгибают жилы с помощью шаблонов или вручную. Дальнейшие операции состоят в соединении или оконцевании жил, восстановлении изоляции и герметизации места соединения (оконцевания).

Соединение кабелей

Соединяют кабели с помощью свинцовых и эпоксидных соединительных муфт, а также муфт с самосклеивающейся лентой и термоусаживающимися трубками.

Свинцовые муфты СС (см. рисунок 12.2) используют для соединения кабелей 6 – 10 кВ с бумажной изоляцией. Эти муфты обладают более высокой герметичностью и электрической прочностью, чем чугунные, достаточно надежны в работе и широко применяются в кабельных сетях.

1 – свинцовая труба; 2 – защитный кожух; 3 – изолированные жилы кабеля; 4 – бандаж из бумажной ленты; 5 – свинцовая (или алюминиевая) оболочка; 6 – броня; 7 – провод заземления.

Рисунок 12.2 – Свинцовая соединительная муфта для кабелей 6 – 10 кВ

Эпоксидные муфты применяют для соединения и ответвления кабелей до 10 кВ с бумажной и пластмассовой изоляцией, проложенных в земле, туннелях, каналах и др. Муфты изготовляют и поставляют комплектами со всеми необходимыми материалами.

Эпоксидная муфта представляет собой изготовленный в заводских условиях эпоксидный корпус, внутрь которого при монтаже укладывают разделанные и соединенные жилы и заливают эпоксидным компаундом. После отверждения компаунда жилы на определенном расстоянии раздвигают и изолируют друг от друга и от корпуса муфты.

Технология монтажа соединительных эпоксидных муфт всех типов примерно одинакова. Разделку концов и соединения жил кабелей в них производят так же, как в чугунных и в свинцовых. Корпуса муфт с поперечным разъемом предварительно надевают на концы кабелей. Заземляющий проводник с поливинилхлоридной изоляцией припаивают к броне и оболочке соединяемых кабелей.

Ступени брони и оболочки кабелей при разделке зачищают и обматывают двумя слоями стеклоленты, промазывая их эпоксидным компаундом. Такую же подмотку выполняют на оголенных частях жил. Бумажную изоляцию жил предварительно обезжиривают ацетоном или бензином. На изолированных участках жил устанавливают распорки, полумуфты корпуса сдвигают, уплотняют места ввода кабелей смоляной лентой и заливают муфту эпоксидным компаундом.

Удаляют съемные пластмассовые или металлические формы после отверждения компаунда (примерно через 12 часов при температуре окружающей среды около 20 0 С).

В настоящее время ряд производи­телей предлагают кабельную арматуру на основе термоусаживаемых материалов. Все виды муфт технологичные, экологически чистые, не требу­ют дополнительных затрат на варку массы и пропитку рулонов. На монтаж одной муфты из термоусаживаемых материалов бригадой из двух электромонтеров затрачивается времени более чем в 2 раза меньше, чем на монтаж муфты типа СС. Более чем в 2 раза сокраща­ется расход газа при монтаже.