Электрические кабели и провода предназначены для надежной передачи электроэнергии. Их конструкция предусматривает строго лимитированное поперечное сечение металлической жилы, которое рассчитано по тепловой нагрузке и сопротивлению. При этом создается баланс между увеличением температуры металла при прохождении тока через него и окружающей средой, в которую отводится тепло.
Влияние толщины провода на прохождение тока
Когда ток через проводник превышает расчетные номинальные значения, то этот баланс нарушается. В результате происходит перегрев слоя изоляции или, при критических значениях — расплавление металла. Принцип работы электрических сварочных аппаратов основан как раз на этом явлении.
При уменьшении толщины проводника возрастает его электрическое сопротивление, снижаются эксплуатационные характеристики. Такой провод уже не выдерживает заявленные токовые нагрузки, хотя при меньших значениях может длительно работать, и, кроме того, дополнительно снижает свои механические свойства. Особенно актуален этот вопрос для жил из алюминия, которые наиболее чувствительны к изгибам и требуют очень аккуратного обращения.
Влияние поперечного сечения проводника на величину пропускаемого через него тока демонстрируют формулы закона Ома.
Если на нож, прорезающий слой изоляции, приложить повышенное усилие, то лезвие войдет в металл, нарушит его структуру и сечение.
Поэтому, снимая слой изоляции с провода, нельзя нарушать механическое состояние его металлической жилы, делать царапины и надрезы. Даже их незначительная глубина со временем способна сильно увеличиться под действием различных факторов среды, что послужит причинами отказов и неправильной работы оборудования.
Способы снятия изоляции
Для монтажа электрических цепей необходимо разделывать кабельные концы, снимать изоляцию с провода. Это осуществляют:
1. методом сжигания поверхностного слоя при нагреве;
2. механическим срезанием.
Тепловое воздействие
Первый способ основан на использовании температуры:
-
разогретого жала паяльника (трудоемкий, не очень популярный метод);
-
открытого огня спички, зажигалки или других источников.
Эти приемы наиболее приемлемы для тонких, маломощных проводников, используемых в устройствах связи, электроники, аудиоаппаратуры с мягкими многожильными проводниками, работающими в цепях с напряжением порядка 5 вольт. В качестве примера можно привести работу по ремонту проводки головных наушников.
Механическое воздействие
Эти методы наиболее доступны и распространены. Они основаны на удалении изоляционного слоя режущими кромками специального инструмента.
Самодельные ножи
Электрики срезают изоляцию различными приспособлениями. У старых работников часто можно встретить самодельный нож из обломка ножовочного полотна от пилы по металлу с коротким лезвием, заточенным на наждачном станке в форме острого, тонкого клина. Рукоятку делают плотной намоткой проволоки с последующим нанесением нескольких слоев изоленты.
Упругая сталь такого полотна отлично срезает слой поливинилхлорида, но при неправильной ориентации легко повреждает близкорасположенный металл алюминия или меди. Пользоваться такими самоделками нужно очень аккуратно и внимательно, а плоскость заточки клинка направлять под очень острым углом к срезаемой изоляции, чтобы при касании металлической жилы он не врезался в нее, а скользил.
Самодельные ножи с полотном из безопасных бритв или подобной заточкой режущей части еще более опасны в этом плане.
Располагать лезвие перпендикулярно проводнику и тем более прижимать пальцем с противоположной стороны недопустимо. Царапины и прорезы металла обеспечены.
«Канцелярский» нож с набором сменных лезвий пришел на смену описанной самодельной конструкции, но, по вероятности создания дефектов на токопроводящих жилах, не уступает своему предшественнику, особенно при обработке тонких многожильных проводов.
Использование режущих кромок пассатиж, кусачек, бокорезов и подобного инструмента тоже деформирует слой металла, хотя многие электрики пользуются этим способом, ссылаясь на свои навыки и умения. Однако, опыт проверки результатов показывает, что в сотне выполненных таким образом операций всегда встречается один-два дефекта у любого самоуверенного мастера.
Электросхемы повышенной надежности
Нарушать целостность и прочность проводников, в принципе, нельзя нигде. Оборванный провод всегда доставит много неприятностей. Однако, в схемах, где используется шунтирование определенных участков, этому вопросу уделяется повышенное внимание.
В качестве примера на картинке показан небольшой фрагмент сложной, разветвленной вторичной схемы высоковольтных цепей трансформаторов тока, которые постоянно работают в режиме шунтирования. Если у такого оборудования при работе произойдет обрыв проводника в любом месте, то на всех подключенных к трансформатору элементах, расположенных на удалении до сотен метров, возникает высокий потенциал в несколько тысяч вольт.
Это опасно не только для жизни работников, но и исправности оборудования. Поэтому в таких цепях все работы выполняются очень аккуратно, а монтаж осматривается и проверяется многократно.
Промышленные ножи электриков
Отличительная черта их конструкции — короткое толстое лезвие длиной до 5 см и толщиной до 3 мм с заточкой под углом порядка 30 градусов. Ее вполне хватает для разреза пластиков и в то же время возможность порезов сводится к минимуму.
У отдельных моделей создается дополнительное лезвие, которым удобно работать в труднодоступных местах, например, подрозетнике.
Диэлектрическая рукоятка у них, выполненная из прочного пластика, удобно лежит в руке, чем обеспечивает комфортную работу.
Принцип работы стрипперов
Производители электромонтажного инструмента давно выпускают изделия, позволяющие быстро, надежно и комфортно снимать изоляцию с проводов, изготовленных по международным стандартам. Такие конструкции снабжены двумя подвижными полуножами в форме вырезанных полуокружностей определенного калибра под диаметр металла провода. Они встроены в единый корпус. Когда пластины раздвинуты, в них устанавливается электрический провод.
При сжатии рукояток инструмента полуножи сдвигаются, разрезают изоляцию, но не доходят до металла — механическая блокировка устройства защищает его от повреждений.
После этого инструмент со сдвинутыми рукоятками перемещают по длине провода. От приложенного усилия пластины сдвигают изоляцию, полностью оголяя металл без каких-либо повреждений.
Работающие по этому принципу устройства получили название «стрипперы». Обычно их изготавливают в форме комбинированных плоскогубцев с различным количеством функций и определенным набором калиброванных отверстий под металл провода.
В большинстве случаев они удобны для работы как со сплошными металлическими жилами, так и с многожильными сплетенными проводами.
Стрипперы делят на:
1. ручные;
2. полуавтоматические;
3. автоматические.
Первые конструкции наиболее просты, предназначены для удаления изоляции с отдельного провода определенного диаметра.
Полуавтоматические стрипперы оборудованы специальной рабочей регулируемой зоной, в которую вставляется проводник, и имеют лезвия для разрезания изоляции с губками, сдвигающими ее с жилы. Оснащение рабочей зоны регулировочным винтом позволяет изменять длину очищаемой изоляции.
Автоматические профессионально выполненные стрипперы различных фирм обладают возможностями многофункционального инструмента:
-
автоматической настройки ножей по толщине и длине снимаемого слоя изоляции;
-
опрессовки втулок-наконечников;
-
резки провода;
-
скручивания жил у многожильных проводников.
У этих моделей провод для разделки вставляется в рабочее пространство до регулируемого по глубине упора. Он обеспечивает одинаковую длину снятия изоляции на любом количестве обрабатываемых жил кабеля.
Затем, при сжатии рукояток инструмента, лезвия губок прорезают изоляцию и совершают поступательное движение, отрывая ее от остальной части, удерживаемой другими губками, и сдвигают с металлической жилы. Резкое движение ручками обеспечивает качественный разрыв.
Обычно стрипперы создаются для работы с проводами, сечением от 0,5 до 6 мм кв. Корпуса профессиональных моделей изготавливают из качественных сплавов, покрытых диэлектрическими материалами и оснащенных удобными рукоятками. Пластиковые корпуса более дешевых моделей легче, но способны длительно работать при бережном обращении с ними.
При работе с любым инструментом необходимо изучить его характеристики и особенности, правильно выполнять настройки. Иначе даже профессиональным инструментом можно повредить металл жилы, что демонстрирует показанная ниже картинка.
Ножи для разделки изоляции кабеля
Электротехнические кабели бывают круглого или плоского сечения. Для разрезания их верхней поливинилхлоридной оболочки в продольном направлении без повреждения изоляции токопроводящих жил используются два вида ножей, изготовленных:
-
с «пятачком» на конце лезвия;
-
в виде крючка.
При разделке оболочек круглых профилей удобно пользоваться лезвием с пятачком. Его устанавливают на кромку отрезанного конца так, чтобы основание пятачка проникло в оболочку и скользило по внешней поверхности жил, а лезвие не доставало до них и разрезало только внешнюю изоляцию.
Для плоских профилей кабеля можно использовать клинок в виде крючка, который заводится между жилами, опирается на них и не может повредить.
Оба этих способа не требуют таких «ювелирных» навыков, которые необходимы при использовании обычных ножей с острой клинообразной заточкой.
Станки для разрезания изоляции кабеля
При необходимости разделки большого количества кабелей используются специальные устройства с массивным корпусом, на котором смонтированы два блока с вогнутым круглым профилем между ними для размещения кабеля.
Нижний блок делается упорным, а верхний — прижимным и оборудуется встроенным ножом, прорезающим внешнюю оболочку. При включении электродвигателя вращающий момент передается прижимному блоку, который проталкивает и разрезает кабель.