Содержание
Прокладывание кабеля значительной протяженности сопряжено с необходимостью его удлинения и создания ответвлений. При этом нужно соблюдать абсолютную герметичность соединений. Решить эти задачи позволяет соединительная муфта для кабеля. Эти изделия также применяют в случае обрывов на отдельных участках кабеля.
Области применения
Муфты нашли широкое применение на энергетических и коммуникационных объектах. Их устанавливают в электрические цепочки между оборудованием, при объединении разнообразных линий в одну сеть.
Существует несколько нюансов, влияющих на конструкцию соединения:
- Разновидность соединяемых проводников. Принимают во внимание диаметр, материал изолятора, тип металла токопроводящей конструкции.
- Диаметр провода, а также материал, наружной оболочки.
- Назначение кабеля (силовой, для связи), разрешенное напряжение, тип передаваемых сигналов.
Кабельные муфты используют для всех типов прокладки — подземных и воздушных. На месте стыковки проводник надежно защищен от влияния осадков, механических повреждений. Соединение прочное и обеспечивает качественный электрический контакт проводов.
Муфтовая конструкция дает возможность упорядочивания местоположения каждого проводника в ячейке соединительной кассеты. Благодаря этому создается герметичный контакт изоляционных элементов и наружной бронированной оболочки. Корректно выбранное и установленное устройство почти не дает искажений электрического сигнала и не меняет напряжение и токи в силовых кабелях.
Классификация
Муфты классифицируются по множеству параметров. Основные среди них — назначение, тип конструкции, материал, вид диэлектрической изоляции.
По назначению муфты подразделяют на:
- соединительные;
- ответвительные;
- стопорные;
- переходные;
- концевые.
По типу конструкции:
По материалу изготовления:
По разновидности диэлектрической изоляции:
Соединители различают по параметру напряжения в силовых проводниках, с которыми они будут функционировать. Существуют муфты для кабелей 1–10 кВ.
Основные разновидности муфт
Соединительные
Этот вид муфт наиболее распространен и используется при монтаже проводников, а также для ликвидации обрывов на линиях. С конструкционной точки зрения выделяют монолитные устройства и разборные. Оба типа соединителей обеспечивают герметичность, механическую прочность и стойкость соединения к агрессивным средам.
Соединительные муфты предназначены для проводников с изоляцией из бумаги или пластика. Одна из разновидностей таких устройств — переходная муфта — соединяется с любым кабелем, вне зависимости от вида изоляционного материала.
Ответвительные
Данный вид устройств относят к специализированному виду арматуры. Используют их исключительно на силовых линиях для отвода кабеля в нужном направлении.
Стопорные
Задача стопорной муфты состоит прежде всего в обеспечении жесткости всех элементов оболочек, в том числе экранирующей и изолирующей.
Жесткость соединения необходима, чтобы избежать сползания некоторых частей кабеля под собственной массой на тех участках, где линия расположена по вертикали или под большим углом. Потребность в стопорных соединителях определяют на основе инженерного анализа. Проводят расчеты с учетом множества факторов:
- протяженность кабеля, идущего по наклонной;
- прочность составных частей кабеля;
- разрешенные нагрузки;
- угол наклона и др. обстоятельства.
Существует дополнительная разновидность стопорных соединителей — стопорно-переходная.
Термоусаживаемые муфты
Установка соединителей с изоляцией из термоусаживаемых трубок не отличается сложностью, так как пластмассовые составляющие упрощают процесс стыковки проводников. Монтаж занимает приблизительно вдвое меньше времени по сравнению с соединительными элементами других типов.
Полимер, из которого изготовлен соединитель, по достижении 150-градусной температуры (используют газовую горелку или фен) сжимается и надежно скрепляет обхватываемую деталь. В результате достигается полная герметичность соединения. В процессе обжимки происходит удаление воздуха из всех полостей. Остывая, материал приклеивается к элементам силовой линии, обволакивая поверхности. Срок службы соединения достигает четверти века.
Муфты холодной усадки
Соединения этого типа основаны на технологии эластомеров, где на изделие наносится диэлектрик. Как диэлектрическую основу используют силикон. Диэлектрик позволяет максимально качественно заизолировать соединение.
Монтаж проводят при стандартной температуре. Разогрев не используется. Вместо этого применяется натяжение с холодной усадкой.
Арматура для силовых кабелей с эластомером находится во внутренней части спиралевидного корда и устанавливается на положенное ей место. Далее элемент распределяют по всей поверхности коммутации соединения и натягивают на изолируемую площадь с двух сторон. После этого корд достают, вращая против часовой стрелки.
В результате установки изоляция полностью покрывает защищаемую область. Метод часто используют в производственных зданиях, где есть открытый огонь или угроза воспламенения.
Концевая муфта
Электрическая концевая муфта предназначена для надежной фиксации концов проводника и обеспечения герметичности его внутренних составляющих. Используется в распредщитах, электрооборудовании и других оконечных системах.
Особенности установки
Технические требования к муфтам различаются в зависимости от предназначения устройств. Однако существуют и общие условия, выполнение которых обязательно в любом случае:
- герметичность соединения;
- влагоустойчивость материала и участков стыковки;
- высокая прочность, способность противостоять механическим нагрузкам;
- устойчивость корпуса к воздействию агрессивных внешних сред.
В наибольшей степени указанным требованиям соответствуют два типа муфт — термоусадочные и холодной усадки. Их характеризуют универсальность, совместимость с любыми видами изоляционных материалов. Поэтому в качестве примера далее будет рассмотрена установка термоусадочной муфты.
Монтаж термоусадочной муфты
Вначале следует подготовить кабель. С его концов удаляют изолирующую бронированную оболочку — вплоть до токопроводящих элементов. С жил изоляцию на этом этапе не снимают. Протяженность разделки кабеля определяют несколькими факторами:
- марка кабеля;
- сечение, материал токопроводящей жилы;
- количество жил, а также другие параметры, указанные в справочниках.
Далее готовят к установке муфту:
- Надевают на конец кабеля термоусадочную трубку.
- Провод заземления на соединительных и концевых муфтах закрепляют специальным контактом (без дальнейшей пайки).
- Места соединения перемычки с бронированной оболочкой заворачивают в герметизирующую ленту.
- Для заземлительных перемычек применяют медные проводники с 16-миллиметровым сечением. Если сечение жил составляет 120–240 кв. мм, ставят 25-миллиметровую перемычку.
- Надевают термоусадочные трубки на окончания оставшихся проводов кабеля.
- Соединяют фазные проводники и нейтраль. Соединение выполняют обжимными гильзами или болтами со съемной головкой.
- Провода кладут в ячейки каркасной кассеты и закрывают.
Кассету стыкуют с внешней термоусадочной трубкой. Происходит нагрев, в результате чего наступает полная усадка. Все соединительные элементы имеются в муфтовых комплектах.
Кабельные муфты холодной усадки ставят более простым способом. Начало процесса такое же, как и в случае с термоусадочной муфтой. На завершающей стадии на муфту надвигают пружинку с силиконом EPDM. Далее ее убирают, а силикон обтягивает муфту, вследствие чего создается герметичное соединение.
Типичные ошибки при монтаже соединительных муфт
Грязная поверхность
Монтаж соединителя на кабель обычно осуществляют в условиях, где сложно соблюсти чистоту рабочего пространства (котлованы, траншеи, промышленные помещения). Однако загрязненные поверхности ухудшают возможность создания герметичного соединения. Рекомендуется использовать пленочные защитные покрытия, следить за чистотой инструментария и расходных материалов, удалять грязь с рабочей поверхности.
Нарушения технологии
Размеры соединительных трубок и проводников должны отвечать требованиям компании-производителя. Иначе постепенно проявят себя разнообразные дефекты. Их нужно заранее находить и затирать напильником, а также обрабатывать шлифмашинкой. Выступающие элементы крепежа тоже необходимо шлифовать. После окончания установки тщательно удалить опилки с рабочей поверхности.
Неодинаковая толщина изоляции манжеты
Неравномерная толщина изоляционного слоя возникает после проведения термоусадки. Чтобы избежать этой проблемы, поверхность должна разогреваться одинаково. Помогает решить вопрос использование гнутого жестяного отражателя. Данное приспособление обеспечивает равномерное распределение температуры по всей поверхности. В результате клеевой состав разогревается и распределяется равномерно, а толщина изоляции остается примерно одинаковой.
Негерметичные муфты
Изделия, монтируемые на высоковольтные силовые линии, имеют три герметичных пояса:
Для усадки внешних поясов применяют дополнительные герметики. Ими обрабатывают стыки. После тепловой обработки клей должен выступить за края соединения, создавая барьер на пути вредных веществ. Если клей не выступил, соединение не будет герметичным.
Воздух в муфте
Полости между соединительными элементами заполняют герметиком. Если вместо герметика в полости остается воздух, неизбежно развивается процесс ионизации.
Установку соединительных элементов для силовых линий нужно осуществлять в строгом соответствии с технологическими требованиями. Все работы должны проводить специалисты, так как монтаж требует немалой квалификации и опыта.
При ремонте, оконцевании и сращивании силовых линий особое значение имеет простота монтажа кабельной арматуры, так как потеря времени чревата издержками. Не менее важно, чтобы изделия отличались износоустойчивостью, ведь в процессе эксплуатации они подвергаются воздействию негативных факторов среды. Всем этим условиям отвечают кабельные муфты производства АО «ПЗЭМИ», рассчитанные на напряжение 1–35 кВ.
Компания предлагает широкий перечень товаров. В каталоге представлены сотни наименований гильз, манжет, наконечников и муфтовых соединений — достойных аналогов продукции Raychem. Есть изделия из негорючих материалов, с изоляцией из бумаги и сшитого полиэтилена. Все кабельные муфты сертифицированы и проходят контроль качества на испытательной базе.
Плюсы кабельной арматуры производства АО «ПЗЭМИ»:
- герметичность;
- электрическая и механическая прочность;
- стойкость к агрессивным воздействиям окружающей среды;
- простой монтаж даже при отрицательных температурах;
- устойчивость к сезонным колебаниям грунтов.
При покупке аналогов кабельных муфт Raychem учитывайте:
- технологические характеристики;
- габариты;
- для какой кабельной продукции предназначена муфта;
- диаметр манжеты до и после усадки;
- климатическое исполнение;
- особенности комплектации и монтажа.
Для заказа термоусаживаемых кабельных муфт (аналогов Raychem) определитесь с нужным наименованием товара и оформите покупку через интерфейс сайта.
Конструктивной особенностью любой силовой кабельной линии в электрических сетях является необходимость выполнения их в едином герметичном корпусе, защищенном от вредного воздействия окружающий кабель среды. Оболочка зарытого в траншею кабеля постоянно подвергается влиянию грунтовых вод, растворенных почвенных кислот и механическим нагрузкам.
Протяженность кабельных линий может достигать нескольких десятков километров, а производители вынуждены их выпускать строго дозированной строительной длиной, которая ограничена габаритами кабельного катка и возможностями его перевозки транспортными средствами.
Поэтому при монтаже подобных линий электропередач возникает необходимость качественного соединения строительных отрезков кабелей в одну линию и подключение их к вводным устройствам электрооборудования.
Для этого используют муфты, которые называют:
1. соединительными для подключения отрезков кабеля между собой;
2. концевыми, осуществляющими коммутацию оконечных участков кабельной линии к распределительным шинам щитовых вводов электроустановки.
При этом первые конструкции полностью располагаются в траншее и засыпаны грунтом, а вторые — защищены металлическим корпусом щита, закрытого на замок, от проникновения посторонних лиц.
Технические требования к муфтам
Если посмотреть на вышеприведенную картинку, то наглядно видно, что все муфты последовательно соединяют отдельные части кабельной линии. Это налагает на них необходимость передавать электроэнергию, как и кабель, с минимальными потерями напряжения и сохранением всех ее электрических характеристик.
При этом площадь, создаваемой контактной поверхностью жил с гильзой муфты, должна соответствовать их габаритам или даже незначительно превышать их, а обжимное усилие — не только обеспечивать механическую прочность, но и качественное протекание электрического тока с минимально возможным переходным сопротивлением.
Поэтому жилы всех силовых кабелей крепятся:
наконечниками, которые зажимаются болтами;
гильзами с болтовым креплением или обжимом.
Слой изоляции муфты, как и самого кабеля, должен:
выдерживать междуфазное напряжение электроустановки;
исключить пробой на корпус;
десятилетиями противостоять агрессивному воздействию почвы.
Классификация соединительных муфт
На выбор конструкции муфты влияют такие характеристики кабеля, как:
поперечное сечение и материал проводов;
тип междуфазной изоляции;
способы защиты от внешних механических и химических воздействий.
Для выполнения этих условий применительно к конкретным кабелям создаются муфты.
По значению рабочего напряжения муфты изготавливают для использования в:
высоковольтных кабельных линиях;
электроустановках до 1000 вольт.
Количество жил, соединяемых муфтами, как правило, может ограничиваться тремя или четырьмя. Но, в отдельных случаях, встречаются кабели с другим числом жил.
Чтобы установить муфту на кабель необходимо правильно разделать концы, аккуратно снять слои изоляции и последовательно подготовить каждую поверхность для монтажа в муфту, как показано на картинке ниже.
Принцип болтового соединителя жил для двух кабелей показан на картинке.
Изоляция с каждой жилы снимается на половину длины соединительной трубки, в которую заводятся оба конца и обжимаются болтами.
По этому же принципу выполняется подключение разделанного провода в концевую клемму.
Только в этом случае изоляция снимается на всю длину углубления трубки.
Для многожильных медных проводов, сплетенных в один жгут, удобно использовать специальные наконечники из деформируемых мягких металлов, которые при сжатии специальным обжимным инструментом создают прочное механическое соединение и хороший электрический контакт.
Усилие равномерно распределенного обжима достигает нескольких тонн.
Тип междуфазной изоляции кабеля определяет конструкцию применяемых муфт.
Например, модель 1Стп-3х150-240 С предназначена для сборки жил, обернутых специальным сортом бумаги со слоем пропитки. Расшифровка ее обозначения:
«1» — для напряжений до 1 кВ;
«тп» — термоусаживаемая (термопластичная);
«150-240» — границы поперечного сечения используемых жил в мм;
«С» — с поставкой механического болтового соединителя.
Муфты для кабелей с жилами из ПВХ или сшитого полиэтилена в обозначении имеют дополнительный индекс «П», например, 1ПСтп-4х150-240 С .
При этом после обозначения термопластичности изоляции может указываться особенность конструкции: «Р», «Б», «О», что обозначает: ремонтная, с броней, одножильный кабель. Примеры обозначений:
Их используют как разновидность соединительных конструкций, позволяющих подключать между собой концы кабелей разных видов. Примером может служить муфта 1Стп-ПСтп-3×150-240 С .
Для наконечников кабелей с изоляцией из пропитанной бумаги используется обозначение 1КВ(Н)тп-3х150-240 Н . Здесь дополнительные символы К, В, Н, Н несут следующую информацию:
внутренней (наружной) установки;
с комплектом механического болтового наконечника.
Для маркировки муфт кабелей с ПВХ или сшитой полиэтиленовой изоляцией действуют перечисленные ранее правила с обозначением символа «К».
По конструкции внешней защиты наибольшей прочностью обладают кабели, закрытые броневой лентой. Для соединения их концов, как уже отмечалось, созданы муфты, обозначаемые индексом «Б». Простые оболочки силовых кабелей брони не имеют.
Защитная броня должна обладать одним потенциалом относительно земли и жил. С этой целью все кабельные концы заземления подключаются на металлические части муфт определенным образом через соответствующий вывод.
Для соединения высоковольтных кабелей с напряжением 6÷10 кВ применяют муфты:
Эпоксидные конструкции наиболее устойчивы к воздействиям агрессивных сред. Еще их используют в качестве стопорных элементов для изоляций кабелей из бумажной пропитки. Для их установки изготавливают корпус из двух половинок, в котором производится монтаж электрических соединений. В комплект такой муфты входят:
емкость с компаундной смолой и наполнителем;
ампула с отвердителем;
Эпоксидные муфты дополнительно обматываются листовым асбестом и защищаются от возможных механических повреждений металлическими кожухами со стенкой не менее 5 мм.
Свинцовые муфты предназначены для соединения кабелей с оболочкой из алюминия или свинца. Их выполняют в виде труб с диаметром 6÷11 см и длиной 45÷65 см. После соединения металлических жил обычным способом места со снятой изоляцией обрабатывают горячей кабельной массой марки МП-1 для изъятия влаги. После этого восстанавливают слой заводской изоляции намоткой кабельной бумаги с маслом.
Свинцовые муфты тоже защищают металлическими кожухами, как и эпоксидные конструкции.
Стопорные муфты являются разновидностью соединительных. Они используются для предотвращения стекания пропиточной массы бумажной изоляции по металлическим жилам при превышениях перепада высот.
Стопор создается точеными медными или алюминиевыми стержнями, которые изолируются слоем нескольких обмоток бакелизированной бумаги. Три объединенных стопора монтируют в перегородку из стеклотекстолита или гетинакса с латунной обоймой и размещают посередине корпуса муфты.
Муфты с изоляцией из термоусаживаемых трубок
Монтаж изоляционного слоя на основе термоусаживаемых материалов из вулканизируемых полимеров значительно облегчает технологию соединения жил кабеля, ускоряет время выполнения работ примерно наполовину.
Материал этих трубок при нагреве до 120÷140 градусов пламенем горелки или промышленного фена сжимается по диаметру и плотно прилегает на обжимаемую поверхность, герметически закрывая ее. Воздух из всех полостей вытесняется разогретым полимером, который проникает во внутренние полости и неровности.
При остывании полимера он полностью приклеивается к кабельным элементам и герметически защищает их. Срок эксплуатации в различных средах таких покрытий составляет не менее 30 лет.
Муфты с изоляцией на основе холодной усадки
В этих конструкциях используется новая эластомерная технология, основанная на натягивании слоя диэлектрика из специальной резины силиконового состава сверху изолируемой поверхности кабеля. Это выполняется при обычной температуре и без нагрева способом натяжения или холодной усадки.
Арматура для кабеля с эластомерным материалом при этом способе помещается внутрь спиралевидного корда и вставляется в место для монтажа. Затем трубка распределяется по поверхности соединения деталей и надвигается на участок изоляции сращиваемых элементов с обеих сторон.
После этого слой спирали просто выкручивается вращением против часовой стрелки и выводится наружу, а изоляция автоматически герметично закрывает все поверхности.
Этот способ позволяет безопасно монтировать муфты внутри огнеопасных сооружений.
Характерные ошибки монтажа концевых муфт
Несоблюдение безопасных расстояний
В концевых муфтах высоковольтных кабелей необходимо выдерживать допустимые расстояния между фазами и землей, иначе возможен пробой изоляции прямо внутри щитового устройства. Если же габариты щита не позволяют это выдержать, то применяют специальные диэлектрические адаптеры.
Перекрестная ориентация фаз
Накладывать друг на друга и перехлестывать провода в муфтах при напряжениях 6÷35 кВ нельзя из-за возникновения напряженности электрического поля. Если не используется компенсирующая трубка выравнивания напряженности, то при перефазировках перекрещивать фазы запрещено.
Наконечники с контрольным окном
Вне помещений в распределительных щитах запрещено использовать наконечники, выполненные с отверстием контроля состояния жилы. Через это место будет происходить контакт с влагой воздуха, которая нарушает герметизацию соединения, активизирует окислительные процессы металла и ухудшит его электрические характеристики.
Монтаж изоляторов на жилы муфт наружной установки
Концевая муфта может быть установлена в вертикальном положении разными способами, но ее защитная воронка всегда должна отводить влагу от муфты, а не собирать и направлять внутрь.
Также нельзя допускать чтобы эти изоляторы соприкасались друг с другом.
Воздушные пустоты в муфтах
Наличие полостей воздуха внутри муфт способствует развитию процессов ионизации газовой среды, которая ведет к повреждению материала муфты. По этой причине все пустоты должны заполняться специальным герметиком.
Характерные ошибки монтажа соединительных муфт
Монтаж муфт на кабели проводится на открытом воздухе внутри траншей или ремонтных котлованов, где сложно организовать чистоту рабочего места. Но, при сборке всех элементов муфты необходимо пользоваться полиэтиленовыми пленками и пакетами, следить за отсутствием загрязнений и своевременно отчищать все поверхности.
Нарушение технологии монтажа соединителей
Размеры гильз и жил должны соответствовать рекомендациям производителей. Иначе могут образовываться задиры, ушки, заусеницы. Их появление надо замечать и сразу сглаживать мелкими напильниками с последующей шлифовкой обрабатываемых поверхностей.
Также шлифуются выступающие кромки болтов. Все металлические опилки необходимо своевременно удалять с поверхностей изоляции.
Неравномерность толщины изоляции манжеты
Этот дефект возникает при усадке манжет с толстыми стенками, выполняемой методом термоусадки. Для его исключения место прогрева должно быть равномерно распределено по всему периметру соединяемых частей. В ограниченных пространствах это бывает сложно выполнить.
Использование согнутого металлического рефлектора из жести позволяет равномерно передать тепло всей поверхности, что обеспечивает одинаковый расплав клеевого подслоя герметика трубки и точное распределение его по кругу.
Нарушенная герметичность муфт
У муфт, накладываемые на высоковольтные кабели, используются 3 пояса герметичности:
2. внутри термоусаживаемого корпуса;
3. снаружи всей конструкции.
Для усадок внешних поверхностей применяют дополнительные подмотки герметиком для заделки стыков. После термообработки клей должен выступить за края зазора и перекрыть доступ внутрь стыков вредных веществ.
Если герметик не выступает, то требования технологии не выполнены.
Также перед окончательной укладкой собранной муфты в грунт следует внимательно провести ее осмотр для выявления возможных порезов и микротрещин на кожухе. Если они обнаружены, то необходимо на корпус дополнительно установить ремонтную манжету с подслоем клея.
Воздушные пустоты в муфтах
Все пространства между деталями муфт должны быть полностью заполнены герметиками. Если же внутри образованы воздушные полости, то в них будет происходить ионизация.
Таким образом, соединительные муфты для силовых кабелей должны монтироваться по строгим правилам с соблюдением технологических операций, которые досконально изучаются и осваиваются на практике специалистами электромонтажных организаций, занимающимися только соединением концов кабелей и линий из них.
