Ответвление медных жил проводов и кабелей. Способы соединения токоведущих жил проводов и кабелей к выводам электрических приборов и оборудования

Оконцевание и соединение алюминиевых и медных жил изолированных проводов и кабелей выполняют опрессованием, сваркой, пайкой и механическими сжимами. Выбор способа определяется надежностью контакта, простотой технологии, экономичностью и т. п. Поэтому все способы разделяют на три группы: следует применять, рекомендуется и допускается.

Следует применять — лучший способ, который должен использоваться в первую очередь; рекомендуется — один из лучших способов, но не обязательный; допускается — удовлетворительный способ, а в ряде случаев вынужденный. К последней группе отнесены способы, которые теперь применяют редко: бензо- и ацетилено-кислородную сварку, сварку контактным разогревом, электродуговую сварку угольным электродом.

Наиболее производительными способами являются опрессование, пропанокислородная (пропановоздушная) и аргонно-дуговая сварка, термитная сварка, а в отдельных случаях пайка и механические способы соединений с помощью сжимов. Для электрической сварки контактных соединений требуется электроэнергия, для газовой — специальное оборудование, а для термитной — только несложные приспособления.

Соединения и оконцевания пайкой в настоящее время применяют редко, поскольку этот способ, обеспечивающий надежное соединение, трудоемок, требует расхода цветных металлов и менее экономичен. Выбор способа соединения, ответвления и оконцевания зависит от материала жил, их сечения, напряжения.

Опрессование.

Этот способ используется для соединения и оконцевания как медных, так и алюминиевых жил проводов, но опрессование алюминиевых жил по сравнению с медными имеет некоторые особенности. Наличие оксидной пленки на жилах, внутренней поверхности гильз в цилиндрической части наконечников усложняет процесс подготовки и создания контакта.

Для получения надежного электрического контакта необходима тщательная очистка соединяемых элементов от оксидной пленки и применение специальных средств защиты от дальнейшего окисления алюминия как в процессе создания контакта, так и во время его эксплуатации. Таким защитным средством служит кварцевазелиновая паста, составленная из технического вазелина и кварцевого песка специального помола.
Защищаемые поверхности покрывают пастой во избежание их дальнейшего окисления. При опрессовании кварц разрушает оксидную пленку, способствует созданию надежных точечных контактов, а вазелин препятствует их окислению в период эксплуатации.

Длина алюминиевой гильзы и цилиндрической части алюминиевого наконечника больше, чем длина медной гильзы и наконечника (увеличение площади вдавливания и числа вдавливаний). При опрессовании алюминиевых жил местным вдавливанием на трубчатой части наконечника образуются две лунки, на гильзе — четыре лунки (по два вдавливания каждой жилы, введенной в гильзу). Для медных жил опрессование производят одним вдавливанием для наконечника и двумя вдавливаниями для соединительных гильз. При использовании двузубого инструмента два вдавливания выполняют в один прием, четыре — в два приема.
Общими требованиями к соединению и оконцеванию жил проводов опрессованием являются: чистота контактной поверхности; соблюдение нормы контактного давления; обеспечение заданной по инструкции глубины опрессования; правильный подбор матриц, пуансонов, наконечников или соединительных гильз; правильное расположение лунок, образуемых в местах вдавливания.

Чистота контактной поверхности обеспечивается удалением с жил остатков изоляции, очисткой гильз и наконечников от грязи и зачисткой внутренней части до металлического блеска.

Соблюдение нормы контактного давления достигается правильным выбором инструмента для опрессования (пуансоны и матрицы) в соответствии с сечением и маркой жилы, а также измерением глубины вдавливания после опрессования и проверкой по специальной таблице. Наконечники или соединительные гильзы выбирают в соответствии с сечением и типом жилы. Расположение лунок, образуемых в местах вдавливания, и расстояния между ними определены в таблицах. Соединение и ответвление однопроволочных алюминиевых проводов с жилами сечением от 2,5 до 10 мм2 производят в гильзах серии ГАО. Максимальное суммарное сечение жил соединяемых проводов в гильзах ГАО составляет 32,5 мм2. Опрессование гильз осуществляется одним вдавливанием при одностороннем заполнении жил и двумя вдавливаниями — при двустороннем. Для соединения и оконцевания проводов сечением более 10 мм2 применяют гильзы ГА и наконечники ТА и ТАМ.

Для оконцевания алюминиевых жил кабелей служат герметизированные трубчатые наконечники. Вытекание кабельного пропиточного состава через щель в лопатке наконечника предотвращается двусторонним встречным вдавливанием полукруглых канавок в его плоской части.

Однопроволочные секторные жилы перед вводом в наконечник или гильзу скругляют специальным инструментом. После этого концы жил зачищают, смазывают кварце- вазелиновой пастой и производят соединение или оконцевание в обычном порядке.

В последнее время применяют новый способ опрессования однопроволочных жил — выпрессовку наконечников. На конце секторной жилы в прессе порохового действия ППО за один выстрел штампуется оконцеватель с отверстием, который получает необходимую контактную поверхность по форме наконечника. При оконцевания однопроволочной жилы выпрессовкой наконечника применяют те же способы герметизации места среза изоляции жилы, что и при обычных наконечниках.

Сварка. Соединение и оконцевание алюминиевых жил выполняют электрической, термитной и газовой сваркой. Общие требования, предъявляемые к их соединению и оконцеванию указанной сваркой, следующие: предохранение от пережиганий отдельных проволок жил; защита изоляции от перегрева и повреждения; предотвращение растекания алюминия; защита изоляции от непосредственного действия пламени; защита алюминия от окисления в процессе сварки; защита места соединения и оконцевания от коррозии.

С этой целью сварку осуществляют только с торцов жил в вертикальном или слегка наклонном положении. Для отвода теплоты применяют специальные охладители с комплектом сменных медных или бронзовых втулок, устанавливаемых на оголенные участки жил. Сварку во всех случаях выполняют в специальных формах; во избежание растекания алюминия выходы жилы из формы уплотняют шнуровым асбестом. При газовой и термитной сварке для защиты изоляции от непосредственного действия пламени служат дисковые стальные экраны. Боковые поверхности отдельных проволок должны быть без следов подплавлений, пережогов и раковин и входить в монолитную часть соединений без уменьшения их сечения.

Для защиты алюминия от окисления в процессе сварки и удаления оксидной пленки алюминия с поверхности свариваемых жил применяют флюсы ВАМИ (хлористый калий 50 %, хлористый натрий 30 %, криолит 20 %) и Аф-4а. Места соединений и оконцеваний очищают от остатков флюса и шлаков, промывают бензином, покрывают влагостойким лаком и изолируют лентой или пластмассовым колпачком.

Соединение и ответвление однопроволочных алюминиевых жил сечением до 12,5 мм2 электросваркой с контактным разогревом выполняют с помощью клещей и угольного электрода без применения флюса или с ним. В первом случае концы жил сплавляют в монолитный стержень в обойме, нагреваемой угольными электродами, во втором случае концы жил, предварительно зачищенных, скругленных и покрытых флюсом, расплавляют непосредственно угольным электродом без обоймы до образования на торцах шарика расплавленного металла. В обоих случаях источником электроэнергии для сварки служит трансформатор мощностью 0,5 кВ-А с вторичной обмоткой напряжением 9—12 В. Электросварка скруток одножильных проводов (как алюминиевых, так и медных) суммарным сечением до 12,5 мм2 выполняется стационарным полуавтоматическим сварочным аппаратом ВКЗ-1 с помощью сварочного пистолета (без применения флюса). В аппарате предусмотрено прекращение сварки в момент оплавления проводов на заданную длину. Его производительность составляет одну—три сварки в минуту.

Электросварку соединений и оконцеваний многопроволочных жил контактным разогревом выполняют угольным электродом от сварочного трансформатора напряжением 6—12 В (бездуговая сварка). Соединение многопроволочных алюминиевых жил осуществляется в два приема: сплавление концов соединяемых жил в монолитный стержень и сварка их в открытой форме. При оконцевании конец жилы вводят в гильзу наконечника и сплавляют в общий монолитный стержень с верхней выступающей частью гильзы.

Электросварку контактным разогревом применяют в основном для соединений и ответвлений алюминиевых проводов мелких сечений, особенно на технологических линиях заготовки осветительных электропроводок. При оконцевании алюминиевых жил проводов и кабелей непосредственно на монтаже метод контактного разогрева почти не используется из-за малой производительности.

Оконцевание жил проводов и кабелей сечением от 16 до 240 мм2 с пластмассовой или резиновой изоляцией наконечниками производят аргонно-дуговой сваркой с помощью полуавтомата или неплавящегося вольфрамового электрода. Для сварки используют полуавтомат ПРМ-4 е однопостовым источником питания ПС Г-500, ВДГ-301 или другим источником постоянного тока с жесткой внешней характеристикой.
Схемы дуговой и аргонно-дуговой сварки, технологические приемы и их последовательность подробно освещены в других учебных пособиях и в специальной инструкции.

Термитная сварка, являющаяся наиболее надежным способом соединения алюминиевых жил проводов и кабелей, имеет свои преимущества: высокую надежность соединений; простоту технологии; незначительные габаритные размеры и массу приспособлений; независимость от источников энергии.

Термитная сварка осуществляется за счет теплоты, выделяющейся при сгорании термитной массы. Для нее необходимы термитные патроны и спички, присадочные прутки из алюминиевой проволоки, флюс, ацетон, листовой и шнуровой асбест, а также приспособления, выпускаемые отдельным комплектом.

Для сварки разделывают концы проводов или кабелей на определенной длине, удаляют с жил маслоканифольный состав (для кабелей). На концы жил после снятия с них заусенцев (оставшихся после отрезания) наносят тонкий слой флюса и насаживают алюминиевые колпачки, изолирующие поверхность жил от стенок кокилей, которые при горении термитной смеси разогреваются до 100 °С и более. Затем на концы жил надевают термитный патрон. Внутреннюю поверхность кокиля патрона покрывают мелом. Патроны с торцов уплотняют, подматывая асбестовый шнур.

На оголенные участки жил надевают охладители, которые устанавливают на штатив. Свариваемую жилу огораживают от других жил кабеля экранами из листового асбеста толщиной не менее 4 мм, а затем поджигают патрон термитной спичкой, удерживаемой специальным держателем. Спичку после воспламенения приближают к торцу патрона до соприкосновения с ним. Как только начинает гореть патрон, в него вводят присадочный алюминиевый пруток, покрытый флюсом.

После окончания горения термитного патрона, расплавления жил и заполнения литниковой трубки перемешивают жидкий металл. Когда металл застынет, скалывают патрон и удаляют кокиль. Литниковую прибыль опиливают напильником. Все соединение зачищают щеткой из кардоленты, покрывают асфальтовым или другим влагостойким лаком и изолируют обычным способом. Наружный слой изоляции проводов также покрывают асфальтовым лаком, а соединение жил кабеля подвергают обработке в зависимости от того, какой тип муфты устанавливают на кабель. При сварке жил кабелей сечением 70 мм2 и выше с пластмассовой изоляцией необходимо накладывать на участках 80 мм подмотку из увлажненного асбестового шнура или войлока толщиной не менее 10 мм.

При термитной сварке должны точно соблюдаться требования, нарушение которых ухудшает ее качество. К их числу относят: тщательное уплотнение кокилей асбестовым шнуром во избежание подплавления жил при выходе из кокиля или протекания металла; введение присадки в сварочную ванну одновременно с началом горения муфеля (запаздывание с введением присадки вызывает пригорание кокиля); покрытие внутренней поверхности кокилей мелом для предохранения от прикипания алюминия к кокилю; тщательную зачистку присадочной проволоки от оксида (чтобы последний в меньшей степени попадал в сварку соединений); правильное поджигание термитного патрона спичкой (воспламенившуюся спичку приближают вплотную к муфелю и производят как бы натирание торца боковой поверхностью горящей спички).

При выполнении термитной сварки необходимо соблюдать правила техники безопасности, изложенные в инструкциях. Температура горения термитного патрона более 2500 °С, а спичек—1500 °С, поэтому неосторожное обращение с ними может привести к тяжелым ожогам. Термоспички, применяемые для зажигания термитных патронов (при сварке жил проводов и кабелей), имеют короткий и тонкий деревянный стержень часто с поперечной слоистостью. Этот недостаток не обеспечивает условия безопасности при работе с термоспичками, поскольку при трении о терку стержни спичек ломаются и горящие головки отлетают в сторону. Высокая температура горящей головки спички вызывает также опасность ожога руки работающего со спичкой.

Учитывая повышенную опасность термитной сварки, ее следует применять в основном при отсутствии электроэнергии, например в полевых условиях.

Газовая сварка алюминиевых проводов выполняется в пламени различных горючих газов — ацетилена, бензокислородной смеси, пропан-бутана. Чаще всего используют смеси пропан-бутана, обладающие способностью сжижаться при небольших давлениях. Небольшое внутреннее давление и малый объем сжиженной смеси пропана и бутана позволяют хранить их, перевозить в малогабаритных тонкостенных баллонах.
Для пропан-воздушной и пропан-кислородной сварки, а также для пропан-воздушной пайки выпускают специальную оснастку в виде наборов НСП, в состав которых входят баллоны, контейнеры с набором приспособлений для сварки, газовоздушные горелки ГПВМ со стабилизацией пламени и др. Сварку газовой горелкой выполняют в два приема; сплавляют концы многопроволочных жил в монолитный стержень и сваривают между собой монолитные жилы. При оконцевании расплавляют верхнюю часть гильзы наконечника совместно с торцом алюминиевой жилы.

Для сварки скруток алюминиевых проводов сечением до 10 мм2 в коробках при монтаже электропроводок применяют пропан-бутановую горелку, которая с использованием флюса ВАМИ создает надежное высококачественное соединение. Этот способ соединения более экономичный и производительный по сравнению с другими способами. Продолжение сварки от 10 до 50 с в зависимости от числа проводов и их сечения.

При выполнении работ с пропан-бутаном правила техники безопасности должны соблюдаться с особой тщательностью. Газ пропан-бутан находится в баллонах под давлением и при неисправностях в их арматуре или шланге в воздухе образуется взрывчатая смесь.

Пропан-бутан обладает резким неприятным запахом, вызывающим раздражение и воспаление слизистой оболочки носоглотки и глаз, а также головную боль. Поэтому работающий с пропан-бутаном должен хорошо знать меры защиты от вредного воздействия газа на человеческий организм: не находиться в загазованных помещениях, работать с пропан-бутановой горелкой при включенной вентиляции, в кабельных тоннелях и колодцах работать в присутствии наблюдающего лица и т. п.

Сжиженный пропан-бутан, попадая на кожу человека, вызывает обмораживание. Поэтому его необходимо быстро смыть водой.

Пайка.

Способ соединения пайкой, являющийся наиболее трудоемким, применяют при соединении и оконцевании медных жил и реже при соединении алюминиевых. Пайку выполняют пропан-бутановой горелкой или бензиновой паяльной лампой с помощью припоя А, ЦО-18 и ЦА-15 для алюминиевых жил и ПОС для медных. В качестве флюса применяют канифоль, стеарин и паяльный жир.

Соединения и ответвления однопроволочных жил алюминиевых проводов сечением 2,5—102 мм выполняют пайкой двойной скрутки с желобом, многопроволочных жил сечением от 16 до 150 мм2 непосредственным сплавлением припоя в разъемной форме или поливом предварительно расплавленного припоя.

Болтовые и винтовые сжимы. Соединения, ответвления и присоединения алюминиевых жил проводов и кабелей, в том числе и ответвления от неразрезных магистралей, выполняют также механическим способом с помощью сжимов.

Для соединения медных проводов светильников с алюминиевыми проводами сети применяют люстровые зажимы. В сжимах с разъемным пластмассовым корпусом осуществляют ответвления от магистральной сети без ее разрезания.

Для производства соединений, оконцеваний и ответвлений алюминиевых и медных жил изолированных проводов и кабелей применяют основные и вспомогательные материалы. К основным материалам относят:

• пропан, газообразный сжатый кислород для сжигания пропана;
• припои А, ЦО-12, ЦА-15, ПОС-40;
• флюсы ВАМИ для растворения оксидной пленки алюминия при сварке жил проводов, а также при оконцевании и ответвлении жил проводов и кабелей и АФ-4а для растворения оксидной пленки алюминия при сварке жил кабелей в соединительных муфтах;
• кварцевазелиновую пасту;
• термитные патроны ПАН, ПАТ, ПА в комплекте с алюминиевыми секторными втулками и алюминиевыми гильзами, а также термитными спичками;
• медные наконечники серии Т и П, медно-алюминиевые серии ТАМ и ШП (штифтовые), алюминиевые серии ТА;
• медные гильзы серии ГМ, алюминиевые серии ГА и ГАО (для однопроволочных жил) и ответвительные сжимы в пластмассовом корпусе;
• канифоль и раствор канифоли в спирте;
• сварочную проволоку СвАК5;
• сварочные угли.

Вспомогательными материалами являются:

• авиационный или неэтилированный бензин;
• технический вазелин;
• ацетон;
• технический дихлорэтан;
• асбестовый картон толщиной 2—4 мм и асбестовый шнур;
• шлифовальная шкурка;
• обтирочная ветошь, мел, изоляционная лента и полиэтиленовые колпачки;
• лак и краска.

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 %.

Страница 1 из 4

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 па 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.

Винтовые соединения

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.

Соединение опрессовкой

Рис. 1. Прессовочные клещи ПК-2М в гильзах типа ГАО
При соединении опрессовкой концы соединяемых проводов вводит 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 диаметром до 9. мм) с помощью пресс-клещей ПК-2М (рис. 1). 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 1, а на толкателе - пуансон 2 с зубом.


Рис. 2. Прессовочные клещи ПК-1М

Рис. 3. Опрессовка проводов в гильзах ГАО:
а - в укороченной гильзе, б -в удлиненной гильзе, в - установка гильзы в прессе, г - гильзы после опрессовки, д - изоляция гильзы
Пресс-клещи ПК.-1М (рис. 2) за счет большой длины рукояток создают давление, достаточное для опрессовки гильз диаметром до 14 мм. В гидравлических монтажных клещах Г КМ рабочее движение толкателя с пуансоном происходит за счет давления в гидроцилиндре, которое возникает при нажатии рукоятки.

Технологический процесс опрессовки показан на рис. 3. 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. 3, а) или удлиненную гильзу той же марки (при двухсторонней опрессовке, рис. 3, б) и делают одно или два вдавливания прессом или клещами (рис. 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. 3, д).

Рис. 4. Инструмент для опрессовки:
а - механический пресс РМП-7М, б - гидравлический пресс РГП-7М

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 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).
Опрессовку проводов больших сечений проводят в следующем порядке. После удаления изоляции, очистки и обработки пастой провода вводят в гильзу так, чтобы стык жил находился в центре ее (рис.4.5, а). Секторную жилу кабеля необходимо скруглить для того, чтобы она без больших зазоров укладывалась в гильзе.
Эту операцию на многопроволочных жилах выполняют универсальными плоскогубцами, а на однопроволочных - с помощью специальных обжимок, которые временно устанавливают для этой цели в пресс вместо матрицы и пуансона (рис. 5, б). Во время опрессовки на гильзе делают четыре вдавливания - по два на каждой половине (рис. 5, в).

4.5. Технология соединения жил опрессовкой:
а - подготовка жил, 6 - скругление жилы, в - гильза после опрессовки
Для ускорения и повышения качества опрессовки можно использовать двухзубую матрицу, устанавливая ее в электрогидравлический пресс ПГЭЛ-2.
Опрессовка медных проводов производится таким же образом и теми же инструментами в гильзах марки ГМ. Медные многопроволочные жилы сечением до 2,5 мм2 можно соединять опрессовкой без гильз (рис. 6).

Рис. 6. Соединение медных жил сечением до 2,5 мм2:
а - расположение жил, 6 - наложение медной или латунной ленты, в - уплотнение ленты, г - опрессовка, д - готовое соединение
Зачищенные участки жил длиной 20...25 мм плотно прижимают друг к другу и обворачивают в несколько слоев медной или латунной лентой (фольгой) шириной 18...20 мм, толщиной 0,2...0,3 мм. Затем в клещи ПК-2М устанавливают гребенчатую матрицу и пуансон, с помощью которых производится опрессовка.

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.

Способы соединения проводов

Контактные соединения проводников являются очень важным элементом электрической цепи, поэтому при выполнении электромонтажных работ нужно всегда помнить, что надежность любой электрической системы в значительной степени определяется качеством выполнения электрических соединений.

Ко всем контактным соединениям предъявляются определенные технические требования. Но в первую очередь эти соединения должны обладать устойчивостью к механическим факторам, быть надежными и безопасными.

При малой площади соприкосновения в зоне контакта может возникать довольно значительное сопротивление для прохождения тока. Сопротивление в месте перехода тока из одной контактной поверхности в другую называется переходным контактным сопротивлением, которое всегда больше, чем сопротивление сплошного проводника таких же размеров и формы. В процессе эксплуатации свойства контактного соединения под действием разнообразных факторов внешнего и внутреннего характера могут настолько ухудшиться, что увеличение его переходного сопротивления может вызвать перегрев проводов и создать аварийную ситуацию. Переходное контактное сопротивление в значительной степени зависит от температуры, при повышении которой (в результате прохождения тока) происходит увеличение переходного сопротивления контакта. Нагрев контакта приобретает особое значение и в связи с его влиянием на процесс окисления контактных поверхностей. При этом окисление поверхности контакта идет тем интенсивнее, чем выше температура контакта. Появление оксидной пленки, в свою очередь, вызывает очень сильное увеличение переходного сопротивления.

Это элемент электрической цепи, где осуществляется электрическое и механическое соединение двух или нескольких отдельных проводников. В месте соприкосновения проводников образуется электрический контакт - токопроводящее соединение, через которое ток протекает из одной части в другую.

Простое наложение или легкое скручивание контактных поверхностей соединяемых проводников не обеспечивает хорошего контакта, так как из-за микронеровностей действительное соприкосновение происходит не по всей поверхности проводников, а только в немногих точках, что приводит к значительному увеличению переходного сопротивления.

В месте соприкосновения двух проводников всегда возникает переходное сопротивление электрического контакта, величина которого зависит от физических свойств соприкасающихся материалов, их состояния, силы сжатия в месте контакта, температуры и фактической площади соприкосновения.

С точки зрения надежности электрического контакта алюминиевый провод не выдерживает конкуренции с медным . Предварительно очищенная поверхность алюминия после нескольких секунд пребывания на воздухе покрывается тонкой твердой и тугоплавкой окисной пленкой, обладающей высоким электрическим сопротивлением, что приводит к повышенному переходному сопротивлению и сильному нагреву зоны контакта, в результате чего еще больше увеличивается электрическое сопротивление. Еще одной особенностью алюминия является его низкий предел текучести. Сильно затянутое соединение алюминиевых проводов с течением времени ослабевает, что приводит к снижению надежности контакта. Кроме того, алюминий обладает худшей проводимостью. Именно поэтому применение в бытовых электрических системах алюминиевых проводов не только неудобно, но и опасно.

Медь окисляется на воздухе при обычных температурах жилых помещений (около 20 °С). Образующаяся при этом окисная пленка не обладает большой прочностью и легко разрушается при сжатии. Особенно интенсивное окисление меди начинается при температурах выше 70 °С. Оксидная пленка на медной поверхности сама по себе обладает незначительным сопротивлением и мало влияет на величину переходного сопротивления.

Состояние контактных поверхностей оказывает решающее влияние на рост переходного сопротивления контакта. Для получения устойчивого и долговечного контактного соединения должна быть выполнена качественная зачистка и обработка поверхности соединяемых проводников. Изоляцию с жил снимают на нужную длину специализированным инструментом или ножом. Затем оголенные части жил зачищают наждачной шкуркой и обрабатывают ацетоном или уайт-спиритом. Длина разделки зависит от особенностей конкретного способа соединения, ответвления или оконцевания.

Переходное контактное сопротивление в значительной степени уменьшается при увеличении силы сжатия двух проводников, так как от нее зависит действительная площадь соприкосновения. Таким образом, для уменьшения переходного сопротивления в соединении двух проводников необходимо обеспечить достаточное их сжатие, но без разрушающих пластических деформаций.

Существует несколько способов монтажа электрического соединения. Наиболее качественным из них всегда будет то, которое обеспечивает в конкретных условиях наиболее низкое значение переходного контактного сопротивления как можно более длительное время.

Согласно «Правилам устройства электроустановок» (п. 2.1.21), соединение, ответвление и оконцевание жил проводов и кабелей должны производиться при помощи сварки, пайки, опрессовки или сжимов (винтовых, болтовых и т. и.) в соответствии с действующими инструкциями. В таких соединениях всегда можно добиться стабильно низкого переходного контактного сопротивления. При этом необходимо соединять провода с соблюдением технологии и с использованием соответствующих материалов и инструментов.

Это важная и ответственная операция. Она может выполняться различными способами: при помощи клеммников, методом пайки и сварки, опрессовкой, а зачастую обычной скруткой. У всех этих способов есть определенные преимущества и недостатки. Выбрать способ соединения необходимо перед началом монтажа, так как это предполагает и подбор соответствующих материалов, инструментов и оборудования.

При соединении проводов следует соблюдать одинаковую цветность нулевых, фазных и заземляющих проводов. Обычно фазный провод - коричневый или красный, нулевой рабочий - голубой, провод защитного заземления - желто-зеленый.

Очень часто электрикам приходится подключать провод к уже существующей линии. Иными словами, необходимо создать ответвление проводов. Такие соединения выполняются с помощью специальных ответвительных сжимов, клеммных колодок и прокалывающих зажимов.

При непосредственном медь с алюминием образуют гальваническую пару, и в месте контакта возникает электрохимический процесс, в результате которого алюминий разрушается. Поэтому для соединения медных и алюминиевых проводов нужно использовать специальные клеммные или болтовые соединения.

Провода, подключаемые к различным устройствам, часто нуждаются в специальных наконечниках, которые способствуют обеспечению надежного контакта и снижению переходного сопротивления. Такие наконечники могут крепиться к проводу пайкой или опрессовкой.

Бывают самых различных видов. Например, для медных многопроволочных жил выпускаются наконечники из цельнотянутой медной трубы, сплющенной и просверленной под болт с одной стороны.

Сварка. Соединение проводов сваркой.

Дает монолитный и надежный контакт, поэтому она широко применяется при электромонтажных работах.

Сварку выполняют по торцам предварительно зачищенных и скрученных проводников угольным электродом при помощи сварочных аппаратов мощностью около 500 Вт (для сечения скруток до 25 мм2). Ток на сварочном аппарате выставляется от 60 до 120 А в зависимости от сечения и количества свариваемых проводов.

Из-за относительно малых токов и низкой (по сравнению со сталью) температуры плавления процесс происходит без большой ослепительной дуги, без глубинного прогрева и разбрызгивания металла, что позволяет использовать вместо маски защитные очки. При этом могут быть упрощены и другие меры безопасности. По окончании сварки и остывании провода оголенный конец изолируется с помощью изоленты или термоусадочной трубки. После небольшой тренировки с помощью сварки можно довольно быстро и качественно выполнить соединения электрических проводов и кабелей в системе электроснабжения.

При сварке электрод подносится к свариваемому проводу до касания, потом отводится на небольшое расстояние (ОД-1 мм). Полученная при этом сварочная дуга оплавляет скрутку проводов до образования характерного шарика. Касание электрода должно быть кратковременным для создания нужной зоны оплавления без повреждения изоляции провода. Большую длину дуги делать нельзя, так как место сварки получается пористым из-за окисления в воздушной среде.

В настоящее время сварочные работы по соединению электрических проводов удобно выполнять инверторным сварочным аппаратом, так как он имеет небольшие объем и вес, что позволяет электромонтажнику работать на стремянке, например под потолком, повесив сварочный инверторный аппарат себе на плечо. Для сварки электрических проводов используют графитовый электрод, покрытый медью.

В соединении, полученном методом сварки, электрический ток течет по монолитному однотипному металлу. Разумеется, и сопротивление подобных соединений оказывается рекордно низким. Кроме того, такое соединение обладает прекрасной механической прочностью.

Из всех известных способов соединения проводов ни один из них по долговечности и проводимости контакта не сравнится со сваркой. Даже пайка разрушается со временем, так как в соединении присутствует третий, более легкоплавкий и рыхлый металл (припой), а на границе разных материалов всегда существует дополнительное переходное сопротивление и возможны разрушающие химические реакции.

Пайка. Соединение проводов пайкой.

Пайка представляет собой способ соединения металлов с помощью другого, более легкоплавкого металла. По сравнению со сваркой пайка является более простой и доступной. Она не требует дорогостоящего оборудования, менее пожароопасна, а навыки для выполнения хорошего качества пайки потребуются более скромные, чем при осуществлении сварного соединения. Следует отметить, что поверхность металла на воздухе обычно быстро покрывается оксидной пленкой, поэтому ее перед пайкой требуется зачистить. Но зачищенная поверхность вновь может быстро окислиться. Во избежание этого на обработанные места наносят химические вещества - флюсы, повышающие текучесть расплавленного припоя. Благодаря этому пайка получается прочнее.

Пайка также является лучшим способом оконцевания медных многопроволочных жил в кольцо - пропаянное кольцо равномерно покрывается припоем. При этом все проволоки должны полностью входить в монолитную часть кольца, а его диаметр должен соответствовать диаметру винтового зажима.

Процесс пайки проводов и жил кабелей заключается в покрытии разогретых концов соединяемых жил расплавленным оловянисто-свинцовым припоем, который обеспечивает после затвердения механическую прочность и высокую электропроводность неразъемного соединения. Пайка должна быть гладкой, без пор, загрязнений, наплывов, острых выпуклостей припоя, инородных вкраплений.

Для пайки медных жил малых сечений используют трубки припоя, заполненные канифолью, или раствор канифоли в спирте, который перед пайкой наносят на место соединения.

Для создания качественного пропаянного контактного соединения жилы проводов (кабелей) необходимо тщательно облудить, а затем скрутить и обжать. От правильной скрутки в значительной степени зависит качество пропаянного контакта.

После пайки контактное соединение защищается несколькими слоями изоляционной ленты или термоусадочной трубкой. Вместо изоляционной ленты пропаянное контактное соединение можно защитить изоляционным колпачком (СИЗ). Перед этим желательно готовое соединение покрыть влагостойким лаком.

Нагрев деталей и припоя производится специальным инструментом, который называется паяльником. Обязательным условием создания надежного соединения способом пайки является одинаковая температура спаиваемых поверхностей. Большое значение для качества пайки имеет соотношение температуры жала паяльника и температуры плавления. Естественно, что добиться этого можно только при помощи правильно подобранного инструмента.

Паяльники различаются по конструкции и мощности. Для выполнения бытовых электромонтажных работ вполне достаточно обычного электрического стержневого паяльника мощностью 20-40 Вт. Желательно, чтобы он был оснащен регулятором температуры (с термодатчиком) или хотя бы регулятором мощности.

Опытные электромонтажники часто используют для пайки оригинальный способ. В рабочем стержне мощного паяльника (не менее 100 Вт) высверливается отверстие диаметром 6-7 мм и глубиной 25-30 мм и заполняется припоем. В разогретом состоянии такой паяльник представляет собой небольшую лудильную ванночку, которая позволяет быстро и качественно пропаять несколько многожильных соединений. Перед пайкой в ванночку бросается небольшое количество канифоли, которая препятствует появлению оксидной пленки на поверхности проводника. Дальнейший процесс пайки заключается в опускании скрученного соединения в такую импровизированную ванночку.

Одним из распространенных способов создания контакта является использование винтовых клеммников . В них надежный контакт обеспечивается за счет затяжки винта или болта. При этом к каждому винту или болту рекомендуется присоединять не более двух проводников. При использовании в таких соединениях многопроволочных жил концы проводов требуют предварительного облужения или применения специальных наконечников. Преимуществом таких соединений являются их надежность и разборность.

По назначению клеммники могут быть проходными и соединительными.

Предназначены для соединения проводов между собой. Они обычно применяются для коммутации проводов в распределительных коробках и распределительных щитах.

Проходные клеммники используются , как правило, для подключения к сети различных приборов (люстр, светильников и т. д.), а также при сращивании проводов.

При соединении при помощи винтовых клеммников проводов с многопроволочными жилами их концы нуждаются в предварительной пропайке или опрессовке специальными наконечниками.

При работе с проводами из алюминия использование винтовых клеммников не рекомендуется, так как алюминиевые жилы при их затяжке винтами склонны к пластической деформации, что приводит к снижению надежности соединения.

В последнее время очень популярным приспособлением для соединения проводов и жил кабелей стали самозажимные клеммники типа WAGO . Они предназначены для соединения проводов сечением до 2,5 мм2 и рассчитаны на рабочий ток до 24 А, что позволяет подключать к соединенным ими проводам нагрузку до 5 кВт. В таких клеммниках можно соединить до восьми проводов, что значительно ускоряет монтаж проводки в целом. Правда, по сравнению со скруткой, они занимают в распаянных коробках больше места, что не всегда удобно.

Безвинтовой клеммник принципиально отличается тем, что его монтаж не требует никаких инструментов и навыков. Зачищенный на определенную длину провод с небольшим усилием вставляется на свое место и надежно поджимается пружиной. Конструкция безвинтового клеммного соединения была разработана в немецкой фирме WAGO еще в 1951 г. Существуют и другие фирмы-производители такого типа электротехнических изделий.

В подпружиненных самозажимных клеммниках, как правило, слишком мала площадь эффективно контактирующей поверхности. При больших токах это приводит к нагреву и отпуску пружин, в результате чего происходит потеря их упругости. Поэтому такие устройства следует использовать лишь на подводках, не подвергающихся большим нагрузкам.

Фирма WAGO выпускает клеммники и для установки на DIN-рейку, и для крепления винтами к плоской поверхности, но при монтаже в составе домашней электропроводки применяются строительные клеммники. Эти клеммники выпускаются трех видов: для распределительных коробок, для арматуры светильников и универсальные.

Клеммники WAGO для распределительных коробок позволяют соединять от одного до восьми проводников сечением 1,0-2,5 мм2 или три проводника сечением 2,5-4,0 мм2. А клеммники для светильников соединяют 2-3 проводника сечением 0,5-2,5 мм2.

Технология соединения проводов при помощи самозажимных клеммников очень проста и не требует специальных инструментов и особых навыков.

Существуют также клеммники, в которых фиксация проводника осуществляется при помощи рычажка. Такие устройства позволяют добиться хорошего прижима, надежного контакта и при этом легко разбираются.

Одним из популярных среди электромонтажников соединительных изделий является . Такой зажим представляет собой пластмассовый корпус, внутри которого находится анодированная коническая пружина. Для соединения проводов их зачищают на длину около 10-15 мм и складывают в общий пучок После чего на него накручивают СИЗ, вращая по часовой стрелке до упора. При этом пружина обжимает провода, создавая необходимый контакт. Конечно, все это происходит только тогда, когда колпачок СИЗ подобран правильно по своему номиналу. С помощью такого зажима возможно соединение нескольких одиночных проводов общей площадью 2,5-20 мм2. Естественно, что колпачки в этих случаях разного типоразмера.

В зависимости от размера СИЗы имеют определенные номера и подбираются по суммарной площади поперечного сечения скручиваемых жил, которая всегда указана на упаковке. При выборе колпачков СИЗ следует ориентироваться не только на их номер, но и на суммарное сечение проводов, на которое они рассчитаны. Цвет изделия не имеет никакого практического значения, но может использоваться для маркировки фазных и нулевых жил и заземляющих проводов.

Зажимы СИЗ в значительной степени ускоряют монтаж, а за счет изолированного корпуса не требуют дополнительной изоляции. Правда, качество соединения у них несколько ниже, чем у винтовых клеммников. Поэтому при прочих равных условиях предпочтение все-таки следует отдать последним.

Скрутка. Соединение проводов скруткой.

Скрутка оголенных проводов как способ соединения в «Правилах устройства электроустановок» (ПУЭ) не включена. Но несмотря на это многие опытные электромонтажники рассматривают правильно выполненную скрутку как вполне надежное и качественное соединение, утверждая, что переходное сопротивление в нем практически не отличается от сопротивления в целом проводнике. Как бы то ни было, хорошую скрутку можно считать одним из этапов соединения проводов пайкой, сваркой или колпачками СИЗ. Поэтому качественно выполненная скрутка является залогом надежности всей электрической проводки.

Если провода соединены по принципу «как получилось», в месте их контакта может возникнуть большое переходное сопротивление со всеми отрицательными последствиями.

В зависимости от типа соединения скрутка может выполняться несколькими способами, которые при небольшом переходном сопротивлении способны обеспечить вполне надежное соединение.

Вначале аккуратно удаляется изоляция без повреждения жилы провода. Оголенные на длину не менее 3-4 см участки жил обрабатываются ацетоном или уайт-спиритом, зачищаются наждачной бумагой до металлического блеска и плотно скручиваются пассатижами.

Способ опрессовки широко используется для выполнения надежных соединений в распределительных коробках. При этом концы проводов зачищаются, объединяются в соответствующие пучки и впрессовываются. Соединение после опрессовки защищается изолентой или термоусадочной трубкой. Оно является неразъемным и в обслуживании не нуждается.

Опрессовка считается одним из самых надежных способов соединений проводов. Такие соединения выполняют с помощью гильз путем сплошного обжатия или местного вдавливания специальными инструментами (пресс-клещами), в которые вставляются сменные матрицы и пуансоны. При этом происходит вдавливание (или обжатие) стенки гильзы в жилы кабеля с образованием надежного электрического контакта. Опрессовка может производиться местным вдавливанием или сплошным обжатием. Сплошное обжатие обычно выполняется в форме шестигранника.

Медные провода перед опрессовкой рекомендуется обрабатывать густой смазкой, содержащей технический вазелин. Такая смазка снижает трение и уменьшает риск повреждения жилы. Непроводящая ток смазка не увеличивает переходное сопротивление соединения, так как при соблюдении технологии смазка полностью вытесняется из места контакта, оставаясь лишь в пустотах.

Для опрессовки чаще всего применяются ручные пресс-клещи. В наиболее распространенном случае рабочими органами этих инструментов являются матрицы и пуансоны. В общем случае пуансон - это подвижный элемент, производящий местное вдавливание на гильзе, а матрица - фигурная неподвижная скоба, воспринимающая давление гильзы. Матрицы и пуансоны могут быть сменными или регулируемыми (рассчитанными на разное сечение).

При монтаже обычной домашней проводки используются, как правило, небольшие опрессовочные клещи с фигурными губками.

В качестве гильзы для опрессовки можно, конечно, использовать любую медную трубку, но лучше применять специальные гильзы из электротехнической меди, длина которых соответствует условиям надежности соединения.

При опрессовке провода могут заводиться в гильзу как с противоположных сторон до взаимного соприкосновения строго посередине, так и с одной стороны. Но в любом случае суммарное сечение проводов должно соответствовать внутреннему диаметру гильзы.