28.09.2022р. Урок №9. З"єднання та окінцювання проводів.

 

       Для групи  6.                                                                              

ТЕМА : З’ЄДНАННЯ ТА ВІДГАЛУЖЕННЯ СТРУМОПРОВІДНИХ ЖИЛ ПРОВОДІВ ТА КАБЕЛІВ

 1

Загальні відомості

Надійна робота електроустановок значною мірою залежить від якості виконання з'єднань, відгалужень, окінцювання та приєд­нання проводів. З'єднання, відгалуження, окінцювання та приєд­нання повинні бути механічно міцними, мати малий електричний опір і залишатися справними за умов нагрівань і охолоджень, що часто виникають внаслідок різких змін струмових навантажень у мережі. Ці вимоги забезпечуються чітким дотриманням техноло­гії монтажу, а також правильним вибором застосовуваних з'єд­нувальних деталей та робочого інструменту. Основними способами з'єднування і окінцювання алюмінієвих та мідних струмопровідних жил проводів і кабелів є опресовуван­ня і зварювання — електричне, газове або термітне. В деяких ви­падках застосовують і паяння струмопровідних жил проводів і ка­белів, яке хоча й створює надійне з'єднання, проте вимагає біль­ших витрат часу і припою, що дорого коштує. Вибір способу окін­цювання, з'єднування і відгалуження залежить в основному від матеріалу проводів (алюміній або мідь), оскільки фізичні влас­тивості алюмінію суттєво відрізняються від фізичних властивос­тей міді. Останнім часом більшість-електропроводок виконують прово­дами з алюмінієвими жилами. Це пояснюється тим, що алюміній менш дефіцитний, проводи і кабелі з алюмінієвими жилами де­шевші від мідних і мають меншу масу. Разом з тим алюміній має деякі фізико-механічні властивості, які потребують дотримання особливих умов під час з'єднування алюмінієвих проводів між собою або з мідними проводами і контактами.

Однією з негативних властивостей алюмінію є швидке окис­лення при сполученні з повітрям і утворення на його поверхні ту­гоплавкої (з температурою плавлення близько 2000 °С) плівки ок­сиду, який погано проводить електричний струм і тому перешко­джає створенню щільного контакту. Крім того, під час контакту алюміній—мідь утворюється «гальванічна пара», внаслідок чо­го алюміній,, зазнаючи електрокорозії, руйнується, що призводить до поступового погіршення з'єднання.

2

Підготовка контактних поверхонь

 Провідники для контактного з'єднання і способи очищен­ня їх поверхонь вибирають залежно від способу виконання з'єднань. Так, при окінцюванні чи з'єднанні секторних або сегментних жил  їх заокруглюють  спеціальним  інструментом  для того,  щоб жила легко та щільно входила в трубчасту частину наконечника  чи гільзи.

При підготовці контактних кінців плоских проводів під зварю­вання проводять рихтування й обробку їх кромок.

Підготовка плоских провідників для болтового з'єднання може включати їх рихтування, фрезерування (при наявності раковин, вм'ятин поверхні), а також свердління отворів під болти.

Для забезпечення металевого контакту між з'єднуваними про­відниками їх контактні поверхні попередньо обчищають змиван­ням, хімічним розчиненням, механічним обчищенням.

Механічне обчищення контактних поверхонь виконують сталь­ними щітками або щітками з кардострічки.

Контактні поверхні алюмінієвих провідників обчищають після попереднього    нанесення шару . захисних    мастил для   виключення  повтор­ного    окислення    їх    по­верхонь.

Контактні поверхні, покриті масляними плів­ками, попередньо знежи­рюють, а потім механічно обчищають.

При зварюванні або паянні контактні поверхні від окислення захищають флюсами, а при з'єднанні обпресуванням, скручуванням болтами — контакт­ними мастилами. Ці мастила (пасти) повинні бути хімічно нейт­ральними, стабільними в часі, мати високу адгезію, бути еластич­ними. Останнім часом як захисні контактні мастила і пасти вико­ристовують технічний вазелін, кварцовазелінову пасту, мастило ЦИАТИМ-221 та ін.

3

Обпресування

  Для обпресовування контактних з'єднань використовують: ручний механічний прес типу РМП; гідравлічний прес типу ПГР;  гідравлічний прес з електропроводом типу ПГЕ; набори інстру­ментів типу УН1, УСА; шестигранник; шестигранник з місцевим вдавлюванням; прес-клїщі типу ПК та ін. При обпресовуванні контактних з'єднань широко застосовується також піротехнічний прес типу ППО.

Ручний механічний прес типу РМП призначений для обпресо­вування кабельних наконечників на проводах і кабелях з мідними та алюмінієвими жилами. Обпресовування виконується одно- ї двозубим вдавлюванням. Однозубим вдавлюванням обпресовують жили перерізом від 95 до 240 мм², а двозубим — від 16 до 240 мм².

Гідравлічний прес типу ПГР призначений для окінцювання та з'єднання алюмінієвих жил проводів і кабелів перерізом 16— 240 мм², а також для скруглення секторних однодротяних алюмі­нієвих жил перерізом 25—240 мм² і секторних комбінованих жил перерізом 120—185 мм².

Прес-кліщі типу ПК призначені для обпресовування, відгалу­ження та з'єднання алюмінієвих жил у гільзах, а також з'єднання та окінцювання мідних жил у гільзах і наконечниках.

Піротехнічний прес типу ППО призначений для окінцювання однодротяних алюмінієвих жил кабелів виштамповкою контакт­ної лапки з отвором під приєднувальний болт. Прес працює за допомогою енергії пороху патрона, який розміщений в патроннику ствола. Окінцювання виконується за один постріл.

Безарматурне окінцювання жил проводів і кабелів — це формування наконечників з кінців однодротяних жил за допомогою піротехнічних інструментів. При цьому спочатку визначають
тип однодротяної жили і залежно від її перерізу вибирають пуансон,  а також матрицю для виштамповування наконечника   (контактної лапки), виштампуваний наконечник за спеціальними таблицями пере­віряють на відповідність заданим розмірам.

Обпресовування алюмінієвих жил кабельними наконеч­никами виконують у такій послідовності:

- вибирають кабельний наконечник залежно від типу та перері­зу жили;

- зачищають внутрішню частину наконечника до металічного блиску, протирають бензином і змазують кварцовазеліновою пас­тою;

- знімають ізоляцію з кінців жил' на відстань, яка дорівнює дов­жині трубчастої частини наконечника;

- зачищають оголену частину жили до блиску, протирають бен­зином і змазують кварцевазеліновою пастою;

- надівають наконечник до упора і знімають залишки кварцевазелінової пасти;

- підбирають матрицю й пуансон і встановлюють їх у прес;

- вставляють наконечник з жилою в .матрицю і двома вдавлю­ваннями обпресовують його;

- спеціальним вимірювальним інструментом або штангенциркулем з насадкою перевіряють залишкову товщину в місці обпресо­вування наконечника;

- ізолюють місце обпресовування.

            Однодротяні секторні алюмінієві жили перед уведенням у наконечник або гільзу закругляють спеціальним інструментом, а наступні операції виконують у звичайному порядку.

Обпресовування або з'єднання секторних мідних жил здійсню­ється так само, як і алюмінієвих, але без кварцевазелінової пасти та з меншою (вдвічі) кількістю надавлювань.

4

Зварювання

З'єднання   та   відгалуження   однодротяних   алюмінієвих жил 3 перерізом до 10 мм² в моноліт здійснюється за допомогою вугільного електрода  (рис. 1). Для електрозварювання застосо­вують  зварювальний трансформатор  потужністю  0,7—0,8  кВт з напругою 9—12 В вторинної обмотки, електротримач 1, вугільний електрод 2, струмопровідний затискач 4. При зварюванні вико­ристовують флюс ВАМИ.

Зварювання алюмінієвих жил з мідними перерізом 2,5—4 мм² виконується аналогічно зварюванню алюмінієвих жил.

Для з'єднання алюмінієвих жил 3 сумарним перерізом до 10 мм² в моноліт використовують кліщі з двома вугільними елек­тродами (рис. 2). Для електрозварювання застосовують зварю­вальний трансформатор потужністю 0,7—0,8 кВт з напругою 9— 12 В вторинної обмотки, двоелектродні кліщі 1, вугільні електро­ди 2. При зварюванні використовують флюс ВАМИ.

З'єднання та відгалуження алюмінієвих жил без використан­ня флюсу може виконуватися в стальній обоймі, яка надівається на попередньо округлені й зачищені жили.

З'єднання алюмінієвих жил з алюмінієвими виконують у такій послідовності:

- знімають ізоляцію спеціальними пристроями або ножем на від­стань 25—30 мм;

- зачищають жили до металічного блиску і скручують;

- змазують кінці скручених жил на відстані 5—6 мм від їх торців шаром флюсу ВАМИ, не допускаючи його попадання на ізоляцію;

- розміщують жили вертикально і затискають їх у тримачі;

- притискають до жил  вугільний електрод і тримають його .до розплавлення алюмінію й утворення зварної кульки;

- вимикають зварювальний .апарат, не відриваючи електрод для запобігання розбризкуванню розплавленого металу;

- вилучають залишки флюсу та шлаків, промивають місце зварю­вання бензином і покривають вологостійким лаком;

- ізолюють місце зварювання ізоляційною стрічкою або надіва­ють ковпачки.

При з'єднанні алюмінієвих жил з мідними знімають ізоляцію з кінця алюмінієвої жили на відстань 60 мм, а з кінця мідної — на відстань 20—30 мм. Скручують за­чищені жили так, щоб на мідну жилу були навиті три-чотири витки алюмінієвої жили. Інколи зачища­ють обидві жили на однакову дов­жину (25—ЗО мм), приставляють одну до одної і навивають на них три-чотири витки алюмінієвого дроту. Далі операції виконують так, як зазначено вище.

Апарат ВКЗ-1 призначений для  зварювання   алюмінієвих   жил загальним перерізом до  12,5 мм² в
моноліт без флюсу. Основними вузлами цього апарата є напівавтома­тичний пістолет і зварювальний трансформатор потужністю 2,8 кВт. Апарат передбачає зупинення зварювання в момент обплавлення проводів  на  задану довжину.  Продуктивність  апарата — два-три
зварювання за хвилину. Наконечники при окінцюванні  алюмінієвих жил можуть
зварюватися  з  жилою  напівавтоматами  або  аргонодуговим  ручним  зварюванням   неплавким   (вольфрамовим)   електродом.  Для захисту зварювальної ванни  від кисню використовують інертний газ —аргон.   Зварювання  проводять з використанням  присаджу­вального дроту з алюмінієвого сплаву.

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1 З’єднання алюмінієвих жил електрозварюванням за допомогою вугільного електрода

1 – електротримач; 2 – вугільний електрод; 3 – алюмінієві жили; 4 – струмопровідний затискач 

  

Рис. 2 З’єднання алюмінієвих жил у кліщах з двома вугільними електродами

1 – двоелектродні кліщі; 2 – вугільні електроди; 3 – алюмінієві жили

 

Пропан-кисневе зварювання використовують для з'єднан­ня та відгалуження алюмінієвих жил сумарним перерізом до 35 мм². З'єднання, відгалуження й окінцювання алюмінієвих жил перерізом 50- 240 мм² і 300—1500 мм² виконують у стальних фор­мах. Сплавляння жил у загальний моноліт за допомогою такого зварювання виконується для жил з сумарним перерізом від 32 до 240 мм². Окінцювання жил пропан-кисневим зварюванням здій­снюється за допомогою пластин із твердого сплаву АД31Т1 і нако­нечників ЛС.

Пропан-кисневе зварювання алюмінієвих жил виконують у такій послідовності:

- знімають ізоляцію і зачищають кінці жил на відстань ЗО—40 мм до металічного блиску;

- скручують жили щільним навиванням і щільно притискають один до одного кінці жил для забезпечення надійного електрично­го контакту при сплавлянні;

- змазують кінці скручених жил флюсом АФ-4А або ВАМИ;

- спрямовують полум'я пальника до утворення краплі металу, потім відводять полум'я і гасять його;

- після остигання місце з'єднання зачищають і промивають аце­тоном для знімання залишків флюсу та шлаку;

- у сирих приміщеннях місце зварювання покривають волого­стійким лаком;

- місце з'єднання ізолюють.

5

З'єднування і відгалуження однодротяних алюмінієвих проводів і кабелів перерізом до 10 мм² опресовуванням

З'єднування і відгалуження однодротяних алюмінієвих жил перерізом до 10 мм² виконують опресовуванням в алюмінієвих гільзах місцевим вдавлюванням гільзи в одному або двох місцях за допомогою кліщів ПК-2 або гідравлічних кліщів ГКМ. Після опресовування з'єднання вкривають шаром асфальтового або глі­фталевого лаку, а потім ізолюють липкою стрічкою впівнапуску і вдруге вкривають лаком для запобігання доступу повітря й во­логи. Операції опресовування проводів кліщами ГКМ зображені на рис. 3, а—д. Під час опресовування алюмінієвих жил прово­дів і кабелів обов'язково застосовують кварцовазелінову або цинковазелінову пасту. Цинковазелінова паста токсична, тому слід запобігати потраплянню її в їжу, на пошкоджені ділянки шкіри обличчя й рук та в очі.

 

 

 

 

 

Рис. 3 З'єднування  одножильних  алюмінієвих   проводів   опресовуванням  у гільзі:

а — підготовка проводів до однобічного опресовування; б — те саме, для двобічного опре­совування; в — момент опресовування кліщами ГКМ; г — опресовані з'єднання; д — го­тові з'єднання;

1 — гільза ГАО; 2 — кліщі ГКМ; З — пластмасовий ковпачок; 4 — липка полівінілхлоридна стрічка

6

З'єднування і відгалуження однодротяних алюмінієвих проводів і кабелів перерізом 2,5—10 мм² паянням і зварюванням

Паяння є одним з найнадійніших, але трудомістких способів з'єднування. Для паяння алюмінієвих проводів застосовують припій марки А.

З кінця кожного із з'єднуваних проводів, які підлягають паян­ню, видаляють ізоляцію, ретельно зачищають їх сталевою щіткою або ножем і з'єднують внапуск подвійним скручуванням так, щоб утворився жолоб (рис. 4, а). Потім нагрівають проводи паяль­ною лампою або гасовим пальником до температури, близької до температури плавлення алюмінію (860°С), і з натиском натира­ють паличкою припою ділянку з'єднання, щоб зняти тугоплавку плівку оксиду, яка утворилася на поверхні проводу. Припій, що плавиться при цьому, повинен заповнити жолобок між двома про­водами. Пропаявши провід з одного боку жолобка, операцію па­яння повторюють на його другому боці. Ділянку з'єднання протирають чистою ганчіркою, змоченою в бензині, а потім вкривають шаром гліфталевого або полівінілхлоридного лаку і ізолюють лип­кою стрічкою. Ізольовану ділянку з'єднання вкривають шаром лаку.

За Будівельними нормами і правилами (БНіП, розд. VI — «Електротехнічні пристрої») з'єднування і відгалуження алюміні­євих жил перерізом від 2,5 до 10 мм2 рекомендується здійснювати переважно зварюванням.

Електрозварювання проводів здійснюють в обоймі за допомо­гою кліщів та вугільних електродів із застосуванням флюсу або без нього.

У разі зварювання без застосування флюсу (рис. 4, б) звільнені від ізоляції і зачищені кінці проводів обтискують за допомогою плоскогубців обоймою із куска штабової сталі розміром 20X160 і завтовшки 0,8—1 мм так, щоб кінці зварюваних проводів висту­пали з обойми на 3—4 мм, а потім зварюють у полум'ї дуги, утво­реної між вугільними електродами кліщів, приєднаних до зварю­вального трансформатора. Після остигання металу знімають обойму, зачищають сталевою дротяною щіткою з'єднані кінці і вкривають їх гліфталевим або асфальтовим лаком, розгинають жи­ли (якщо електропроводка відкрита), а потім ізолюють з'єднання ізоляційною стрічкою або вініпластовим ковпачком і вдруге вкри­вають лаком.

Зварювання із застосуванням флюсу відрізняється від способу електрозварювання без застосування флюсу лише тим, що зварювані кінці проводів скручують разом, вкривають флюсом і, не розміщуючи їх в обоймі, сплавлюють у полум’ї дуги між вугільними електродами кліщів.

 

 

 

 

 

 

Рис. 4 З'єднування алюмінієвих жил перерізом до 10 мм²:

а — паянням; б — зварюванням в обоймі за допомогою кліщів з вугільними електродами; 1 — газовий пальник; 2 — паличка припою: З — плоскогубці; 4 — кліщі з вугільними електродами

 

7

З’єднування та відгалуження багатодротяних алюмінієвих проводів та кабелів  перерізом понад 16 мм ² термітним зварюванням

 

Основними елементами пристрою для термітного зварю­вання (рис. 5) є спеціальний термічний патрон, термічний сір­ник 9 і охолоджувачі 8. Термічний патрон — це циліндрична фор­мочка (кокіль) 3 з м'якої листової сталі з напресованою на неї термічною масою (муфелем) 6. Муфель складається з суміші по­рошкоподібного магнію та залізної окалини.

Для виконання зварювання з'єднувані жили і кабелю вводять у термічний патрон, ущільнюючи їх у втулці 7 за допомогою ущіль­нення 4 з азбестового шнура. Щоб запобігти перегріванню ізоляції, на оголені ділянки жил надівають охолоджувачі й додатково вста­новлюють екрани 2 з листового азбесту. Спеціальним термічним сірником підпалюють муфель і вводять в ливниковий отвір, який розміщений та середині бокової поверхні патрона, присаджуваль­ний пруток 5. Останній попередньо покривають флюсом ВАМИ. Під дією температури, що створюється під час горіння муфеля, пруток розплавлюється. Після закінчення горіння муфеля в лив­никовий отвір уводять стальний пруток10, яким при перемішуван­ні рідкого металу вилучають із зони зварювання гази та шлаки.

 

Рис. 5 Термітне зварювання жил проводів та кабелів

1 – з’єднувальні жили; 2 – екрани; 3 – кокіль; 4 – ущільнення; 5 – присаджувальний пруток; 6 – муфель; 7 – втулка; 8 – охолоджувачі; 9 – термічний сірник; 10 – стальний пруток

8

З’єднування, відгалуження та окінцювання мідних проводів перерізом 1 – 10 мм²

Для приєднання мідних однодротяних проводів перерізом від 1 до 2,5 мм² до затискачів приладів і апаратів обмежуються тим, що кінець проводу  згинають у кільце з внутрішнім діаметром, який дещо перевищує діаметр затискного гвинта, або оголений кінець проводу вводять у контактний пристрій виробу чи апарата і за­кріплюють у ньому притискним гвинтом.

Для того, щоб приєднати до затискачів мідну багатодротяну жилу перерізом -до 2,5 мм², її попередньо згинають у кільце, яке потім облуджують або опресовують кільцевим наконечником (рис. 6, а). Якщо затискач виробу є циліндром з отвором і притискним гвинтом, то багатодротяну мідну жилу окінцьовують облуджуванням або опресовуванням кінця проводу, обгорнутого одним шаром мідної стрічки (фольги) завтовшки 0,15—0,2 мм (рис. 6, б).

Мідні багатодротяні жили перерізом 4,5 і 10 мм² окінцьовують трубчастими наконечниками (рис. 6, в) місцевим поперечним вдавлюванням кліщами ПК-2М циліндричної частини наконечни­ка. Оголений відрізок проводу повинен мати довжину, яка дорів­нює довжині циліндричної частини наконечника плюс 2 мм, а ка­бельних жил — плюс 10 мм (для наступної герметизації).

З'єднування і відгалуження багатодротяних мідних жил вико­нують місцевим вдавлюванням з'єднувальної гільзи за один раз (рис.6, г) пуансоном з чотирма виступами, за два рази (рис. 6,. д)—пуансонам з двома виступами або за п'ять разів (рис. 6,. е) пуансоном з одним виступом.

 

 

 

 

Рис. 6 З’єднування, відгалуження та окінцювання мідних проводів перерізом 1 – 10 мм²

а — окіщювання кільцевим наконечником; б — окінцювання опресовуванням з мідною фольгою;

в — окінцювання наконечником місцевим вдавлюванням; з — з'єднування міс­цевим вдавлюванням за один прийом пуансоном з чотирма виступами; д — відгалужен­ня місцевим вдавлюванням у два прийоми пуансоном з двома виступами: е — з'єднування місцевим вдавлюванням у п'ять прийомів пуансоном з одним виступом

 

9

З’єднування і окінцювання проводів ТПРФ і АПРФ

 

Жили  проводів ТПРФ і АТПРФ з'єднують у коробці, куди вводять, попередньо знявши з них захисну металеву оболонку завдовжки 5 – 6 мм з тим, щоб кінець кожного вільного від оболонки проводу виступав всередині коробки на 3—4 мм. На кінець введеного в коробку проводу, відступивши на 8—10 мм від краю захисної оболонки, накладають по довжині 8—10 мм бандаж із сурових ниток або ізоляційної стрічки, після чого знімають за­гальну поясну ізоляцію, вводять провід у коробку і, зачистивши жили, з'єднують їх між собою опресовуванням або приєднують до

затискачів коробки.

Кінець проводу ТПРФ, підведеного до щитка або апарата, за­бивають окінцювачем, який складається із сталевої трубки дещо більшого діаметра, ніж провід ТПРФ, і фарфорової втулки, надягненої на кінець трубки. Окінцювач надягають на провід ТПРФ і кріплять до опорної поверхні скобою з двома лапками.