Оконцевание и соединение жил изолированных проводов и кабелей

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.

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.

В настоящее время рекомендуется применять пропан- воздушную, пропан-кислородную, аргонно-дуговую сварки и др.

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.