Рассмотрим каждый из видов соединений в отдельности.
Разъемные соединения.
Простая скрутка
Самый простой способ соединения проводов между собой - простая скрутка. Для того чтобы его осуществить, необходимо концы провода на длине 3-5 см освободить от изоляции и зачистить до блеска мелким напильником или наждачной бумагой. Скручивать жилы нужно очень плотно, виток к витку. Оставшиеся после скрутки концы осторожно спиливают напильником, а крайние витки поджимают пассатижами.
Бондажный метод
Скрутку проводов можно осуществить и бандажным методом: зачищенные концы зажимают в ручных тисках и обматывают мягкой зачищенной проволокой (для бандажа лучше всего брать медную проволоку диаметром 0,6-1,5 мм; при этом диаметр бандажной проволоки не должен быть больше диаметра скручиваемых жил). Среднюю часть бандажа следует сделать вразбежку: если впоследствии появится необходимость пропаять это соединение, припой будет лучше проникать к месту соединения проводов. После соединения концы проводов изгибают под прямым углом, а сверху накладывают еще 8-10 витков бандажа. Концы жил, оставшиеся от скрутки опиливают напильником.
Метод простой или бандажной скрутки применим только для соединения проводов между собой, подсоединить провод к контактам электродеталей скруткой невозможно.
Самый удобный (и к тому же достаточно надежный) способ подсоединения проводов к электродеталям - соединение с помощью контактных зажимов, которые могут быть винтовыми и пружинными.
Соединение контактными зажимами
Техника осуществления соединений контактными зажимами следующая. Если в соединении участвуют однопроволочные алюминиевые и многопроволочные медные жилы, винтовые зажимы снабжают фасонной шайбой или шайбой-звездочкой, которая препятствует выдавливанию жилы из-под крепления;
Перед соединением провод зачищают обычным порядком на участке, соответствующем трем диаметрам винта винтового зажима плюс 2-3 мм. Для обеспечения надежности контакта алюминиевые жилы можно зачистить мелкой наждачной бумагой, смазанной вазелином. Если жила многопроволочная, то на ее конце отдельные проволочки скручивают в плотный жгутик.
Затем конец жилы с помощью круглогубцев или пассатижей изгибают в кольцо диаметром, равным диаметру винта зажима. Изгибать кольцо лучше всего по часовой стрелке, это предохранит его от раскручивания при затяжке винта. Зажимной винт или гайку затягивают до полного сжатия пружинной шайбы, после чего дожимают еще приблизительно на половину оборота.
В настоящее время электродетали оснащаются винтовыми крепежами зажимно-тычкового типа: при осуществлении таких соединений очищенный от изоляции и зачищенный конец провода в кольцо не изгибают, а прямой конец жилы вводят в зажим и прижимают винтом.
Контактно-зажимные соединения пружинного типа применяются в основном в светильниках с люминесцентными лампами для подсоединения проводов к патронам ламп. Их конструкция представляет собой пружинящую пластину из высококачественной бронзы, которая прочно прижимает жилу провода к корпусу зажима. Эта конструкция соединения полностью исключает самопроизвольный разъем. Чтобы освободить провод в случае необходимости, в зажим достаточно вставить стальную спицу (жало тонкой отвертки), отогнуть пружинную пластину и освободить провод.
Все детали, использующиеся для соединения с алюминиевыми проводами, должны иметь антикоррозийное гальваническое покрытие. То же требование предъявляется и к стальным.
Алюминиевый провод сечением 2,5 мм2 соединяют с медными арматурными проводами (например, с проводами люстры), одножильными и многожильными, с помощью люстровых зажимов. Сначала соединяемые провода зачищают наждачной бумагой (медные обычным способом, а алюминиевые - под слоем вазелина) и смазывают кварцево-вазелиновой пастой. После зачистки провода присоединяют к планке и прижимают винтами с пружинными шайбами. Соединение вкладывают в основание люстрового зажима и закрывают крышкой.
Приобретая электродетали с винтовыми зажимами, необходимо обращать внимание на тип зажимов, ибо некоторые электроустановочные устройства (ряд резьбовых патронов для ламп накаливания, патроны для люминесцентных ламп и стартеров, проходные и встроенные малогабаритные выключатели) укомплектованы зажимами, которые предусматривают соединения только с медными проводами.
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.
Токоведущие жилы проводов и кабелей присоединяют к штыревым и гнездовым выводам электрических приборов винтовыми зажимами . К электрическому оборудованию и силовым шкафам применяют переходные контактные зажимы (наборные, винтовые, люстровые зажимы).
Зажимы могут иметь плоские, штыревые, гнездовые, штифтовые, лепестковые и желобчатые выводы , к которым присоединяют жилы проводов и кабелей непосредственно или после оконцевания их соответствующими наконечниками .
К лепестковым, штифтовым и желобчатым зажимам присоединяют только медные жилы проводов и кабелей.
Для выполнения ответвления от неразрезанных магистралей применяют винтовые зажимы , которые являются основным видом контактного присоединения , как к медным , так и к алюминиевым жилам , к электрическим машинам, приборам и оборудованию .
По конструктивному исполнению контактные соединения подразделяются на неразборные и разборные .
Неразборные контактные соединения (рис.4) выполняются пайкой, сваркой или опрессовкой .
Разборные контактные соединения (рис.5) (не путать с разъёмными соединениями) - не требующие применения средств стабилизации (т.е. неподвижного крепления) - выполняются стягиванием при помощи болтов, винтовых зажимов или штыревых выводов .
В местах болтовых и шарнирных соединений должны быть обеспечены меры по предотвращению самоотвинчивания (шплинты, контргайки - стопорные, тарельчатые или пружинные шайбы). Все крепежные изделия должны иметь антикоррозионное покрытие (цинкование, пассивирование).
Присоединение светильников к групповой сети должно быть выполнено с помощью клеммных колодок , обеспечивающих присоединение как медных , так и алюминиевых (алюмомедных) проводов сечением до 4 мм 2 .
В жилых зданиях одиночные патроны (например, в кухнях и передних) должны быть присоединены к проводам групповой сети с помощью клеммных колодок (рис.6).
Концы проводов , присоединяемых к светильникам, счетчикам, автоматам, щиткам и электроустановочным аппаратам , должны иметь запас по длине , достаточный для повторного подсоединения в случае их обрыва.
Наибольшие трудности при соединениях вызывают алюминиевые жилы , на поверхности которых всегда имеется плохо проводящая твердая и тугоплавкая оксидная пленка :
- После зачистки поверхности алюминия она образуется вновь .
- При пайке эта пленка препятствует сцеплению с припоем .
- При сварке - образует в расплаве нежелательные включения .
ВНИМАНИЕ! При креплении в винтовых зажимах алюминий проявляет другой недостаток - низкий предел текучести, в результате чего алюминий имеет способность выскальзывать из-под зажима , ослабляя контакт .
Требования к качеству соединения, ответвления и оконцевания. Согласно ПУЭ к качеству соединения, ответвления и оконцевания предъявляются следующие требования:
- Соединение, ответвление и оконцевание жил проводов и кабелей должны производиться при помощи опрессовки, сварки, пайки или сжимов (винтовых, болтовых и т. п.).
- В местах соединения, ответвления и присоединения жил проводов или кабелей должен быть предусмотрен запас провода (кабеля), обеспечивающий возможность повторного соединения ответвления или присоединения.
- Места соединения и ответвления проводов и кабелей должны быть доступны для осмотра и ремонта.
- В местах соединения и ответвления провода и кабели не должны испытывать механических усилий тяжения.
- Места соединения и ответвления жил проводов и кабелей, а также соединительные и ответвительные сжимы и т. п. должны иметь изоляцию, равноценную изоляции жил целых мест этих проводов и кабелей.
- Соединение и ответвление проводов и кабелей, за исключением проводов, проложенных на изолирующих опорах, должны выполняться в соединительных и ответвительных коробках, в изоляционных корпусах соединительных и ответвительных сжимов, в специальных нишах строительных конструкций, внутри корпусов электроустановочных изделий, аппаратов и машин. При прокладке на изолирующих опорах соединение или ответвление проводов следует выполнять непосредственно у изолятора, клицы или на них, а также на ролике.
Способы соединения. Рассмотрим некоторые способы соединения жил проводов и кабелей электропроводки.
- Клеммные зажимы. Выпускаются с прижимной планкой, для соединения многожильных проводов, и без прижимной планки, для одножильных. Устройство клеммных колодок позволяет не использовать дополнительную изоляцию места соединения.
- Бугельный зажим. Отличается от обычных клеммных зажимов тем, что на прижимной планке имеются насечки, которые рассекают оксидный слой на жиле провода увеличивая площадь контакта и качество соединения. Кроме того, конструкция корпуса данного зажима препятствует самопроизвольному развинчиванию прижимного винта.
- Прокалывающий зажим. Особенность зажима в том, что при соединении проводов с последних не требуется снимать изоляцию. Зажим состоит из пластмассового корпуса и Ш-образной контактной пластины, которая после монтажа зажима раздвигает изоляцию провода и обеспечивает электрический контакт между соединяемыми проводами.
- Пружинный зажим. Является наиболее простым способом соединения проводов. Требуется только зачистить жилу от изоляции и вставить в зажим, где она надежно фиксируется с помощью специального пружинного механизма. Одно из достоинств данных зажимов – возможность соединения проводов разного диаметра, как медных, так и алюминиевых, они не контактируют между собой, что исключает электрокоррозию. Кроме того, гель, заполняющий внутренний объем, разрушает оксидную пленку на алюминии и защищает его от коррозии.
Контактную сварку проводов производят сварочным аппаратом, как переменным, так и постоянным током при напряжении 12 - 36В.
Рисунок. Сварочный аппарат ТС-700-2.
Сварка состоит из нескольких технологических операций. Сначала с проводов следует снять оболочку и изоляцию, после чего выполнить скрутку. Полученную скрутку подрезать так, чтобы концы всех проводов были на одном уровне, а длина скрутки получилась бы не менее 50 мм. После этого на скрутку устанавливается медный теплоотводящий зажим, и подключается «масса» сварочного аппарата. После этих операций к концу скрутки подносят торец заряженного в держатель угольного «карандаша» и производят сварку.
В результате на конце скрутки должен образоваться аккуратный шарик расплавленного металла, после чего сварку следует прекратить. Чтобы не расплавить изоляцию проводов время сварки каждой скрутки не должно превышать 1 - 2 сек.
Рисунок. Сварка скрутки.
После того, как сваренные скрутки остынут, их следует заизолировать.
Ответвление. Для выполнения ответвления применяются такие же способы, как и для соединения жил проводов и кабелей.
В качестве зажимов кроме описанных выше типов, часто используют ответвительные зажимы типа – «орехи», состоящие из двух стальных пластин с канавками под проводники, сжимаемые четырьмя винтами, расположенные в пластмассовом корпусе. Между ними располагается еще одна плоская пластина, которая исключает непосредственный контакт между жилами, в случае, когда соединяют медные и алюминиевые провода.
Рисунок. Ответвительный зажим – «орех».
Вам доводилось наблюдать оплавленные пластиковые корпуса квартирных распределительных щитов? А вид жестоко обуглившихся и отгоревших нулевых проводов вам знаком? Ну, может быть, вы наблюдали унылое зрелище, которое являют собой торчащие ежиком в разные стороны проволочки жил проводов и кабелей, посаженных в подъездном щите под общий болт, причем даже без шайбы?
Все это яркие примеры откровенного пренебрежения необходимостью оконцевания проводов и жил кабелей . Мало завести кабель в устройство, необходимо еще побеспокоиться о его подключении с надежным электрическим контактом, о минимальном переходном сопротивлении.
По своей сути является резистором, на котором выделяется тепло, и количество этого тепла будет тем больше, чем больше токовая нагрузка провода. Собственно, благодаря этому теплу все и горит и плавится, от него все беды.
Значит, надо от переходного сопротивления избавляться. Но это не так-то просто: оксидная пленка, недостаточная сила сжатия на зажимах коммутационного аппарата, малая площадь контакта и еще множество других факторов мешают это сделать, особенно если жилы не оконцовываются .
Оконцовывать жилы и провода лучше с применением специальных наконечников . Наконечники бывают самых различных видов - для многопроволочных и цельных, для алюминиевых и медных жил кабелей. Например, для медных многопроволочных жил выпускаются наконечники из цельнотянутой медной трубы, сплющенной и просверленной под болт с одной стороны .
Такой наконечник бывает двух модификаций: без покрытия и электролитически луженый (ТМ и ТМЛ, соответственно). Маркировка этих наконечников следующая: ТМ(ТМЛ)-ХХ-УУ. Здесь ХХ - сечение провода под зажим, а УУ - диаметр отверстия наконечника под монтажный болт. Эти же обозначения размеров применяются, кстати, и для наконечников других марок.
Крепятся наконечники ТМ и ТМЛ опрессовкой
(подробнее про опрессовку проводов смотрите ). Но это не означает, что их можно сплющить молотком или зажать пассатижами. Применять следует специальные опрессовочные клещи
, имеющие гидравлический или ручной привод. Клещи могут опрессовывать наконечник в одной точке по его центру, а могут - в двух по краям. Количество обжимов должно быть не менее двух - для надежной фиксации провода и хорошего электрического контакта.
Кстати, однопроволочные, сплошные жилы кабелей тоже могут опрессовываться такими наконечниками, но при тщательном подборе обжимных матриц клещей. Если размер будет подобран неправильно, жила просто может обломиться. Перед монтажом наконечников опрессовкой провод или жила должны быть зачищены от изоляции и окисла до блестящего металла.
Применяются медные наконечники под опрессовку достаточно часто - для подключения кабельных стояков во вводно-распределительном устройстве подъезда, для заземления металлических распределительных щитов, для подключения электрических плит и т.д. А в промышленности они находят свое применение вообще сплошь и рядом.
Опрессовывать ими можно медные жилы сечением от 2,5 до 240 кв. мм. При этом луженые наконечники ТМЛ применяются преимущественно в особо ответственных электрических соединениях, где требуется повышенная антикоррозионная стойкость.
Другая, менее распространенная группа кабельных наконечников - это наконечники под опрессовку с контрольным окном - ТМЛ(о)
. Это, как видно из маркировки, те же наконечники из медной цельнотянутой трубы, но особенность их - в контрольном окне, которое позволяет увидеть, встал ли провод на свое место.
Монтировать наконечники ТМЛ(о) можно и пайкой - заливая расплавленный припой в отверстие наконечника, предварительно вставив обработанный нейтральным флюсом зачищенный от изоляции провод. ТМЛ(о) - самые ответственные наконечники , их применяют только в промышленности, поэтому многие электрики, работающие в сфере ЖКХ, даже не знают об их существовании.
Алюмомедные кабельные наконечники (ТАМ) известны таким электрикам лучше. Их применяют для подключения алюминиевых жил к медным шинам вводных и вводно-распределительных устройств. Кому-то наконечник, наполовину состоящий из меди, а наполовину - из алюминия, покажется чем-то невероятным. Тем не менее, хвостовик этого наконечника алюминиевый, а сам он медный и эти две части соединены благодаря фрикционной диффузии безо всякого переходного сопротивления. Монтируются алюмомедные наконечники все той же опрессовкой.
Чаще же всего жилы алюминиевых кабелей опрессовываются обыкновенными алюминиевыми наконечниками (марка ТА)
. Эти кабельные наконечники во всем похожи на наконечники ТМ, кроме своего материала, но минимальный размер их отверстия под провод составляет 16 кв. мм., в соответствии с современными требованиями ПУЭ.
Следует не забывать, что любая алюминиевая жила или провод оконцовываются только с применением специальной кварце-вазелиновой смазки , устраняющей проблему образования вредной непроводящей пленки окисла на поверхности проводника.
Медные жилы и провода, например, в таких бытовых приборах, как стиральные машины, микроволновки и те же электроплиты, часто оконцовываются медными наконечниками под пайку . Эти наконечники изготавливаются из листового штампованного металла, форма которого предусматривает специальные «уши». «Уши» можно свести вместе и зафиксировать провод. Если эту конструкцию еще и пропаять, то переходное сопротивление исключается почти полностью.
Появлению штифтовых кабельных наконечников способствовала одна специфичная проблема. Дело в том, что современные распределительные устройства (щиты, такие как ЩРН и ЩРВ) имеют тенденцию к уменьшению габаритных размеров.
То же самое можно сказать и о коммутационных аппаратах и аппаратах защиты и, прежде всего, об . Уменьшаются габариты - уменьшаются и размеры зажимных устройств. Тут уж традиционные наконечники под болт никак не годятся, - нужен штифт, аккуратный и компактный. Поэтому штифтовые наконечники, например, НШП, применяются все чаще и чаще.
В промышленности для подключения силовых кабелей сечением от 25 до 240 кв. мм. последнее время часто применяется еще один вид кабельных наконечников. Они называются «болтовые» или «механические». Их маркировка - НБ.
Выполняются эти наконечники из алюминиевого сплава, стойкого к коррозии, а провод в них зажимается с помощью срывных болтов. Медные провода и жилы для монтажа в таких наконечниках обязательно нужно предварительно лудить. В комплекте с наконечниками НБ обычно идет термоусаживаемая трубка для обеспечения герметичности.
Надо сказать, что, несмотря на разнообразие заводских наконечников, конструкции которых мы перечислили, многие до сих пор пользуются самодельными наконечниками самых нестандартных размеров . Ведь изготовить такой наконечник очень просто: расплющил трубу с одного конца и просверлил отверстие. Конечно, допустимая токовая нагрузка такого наконечника остается неизвестной, но при устройстве заземления частных домов, например, такими наконечниками пользуются очень часто.
Кроме того, отметим, что в (а иногда даже и в промышленном) наконечниками часто вовсе пренебрегают, мирясь или не зная о высоком переходном сопротивлении. Так сплошные жилы и провода нередко просто сгибаются в кольцо под болт или вставляются в зажим как есть. Многопроволочные жилы в лучшем случае просто лудятся, а при монтаже под болт скручиваются в петлю, сопротивление которой очень зависит от уровня мастерства и наличия навыков у электрика.
Александр Молоков
