Каждый изолированный кабель, несущий функцию проводника электрической энергии, особенно в масштабах электросети, обязательно должен быть цельным и герметичным, дабы предохранить свои провода от несанкционированных замыканий и от всякого рода внешних воздействий, таких как грунтовая влага, а также от избыточных механических перегрузок, характерных для коммуникаций прокладываемых под землей.
Длина подобной кабельной коммуникации может составлять десятки километров, тогда как монтажная длина куска кабеля обычно ограничивается размером перевозимой катушки. По этой причине зачастую протяженную кабельную коммуникацию приходится делать составной — из соединенных последовательно фрагментов максимально доступной длины, и уже полученную конструкцию подключать куда нужно.
Для решения описанной задачи применяют соединительные переходные муфты и концевые кабельные муфты.
Кабельные муфты - это приспособления, которые используются для соединения электрических и оптических кабелей в кабельную линию или для их подвода к различным устройствам и сооружениям.
Соединительные переходные муфты позволяют сопрягать кабели разных типов и служат для объединения кусков кабелей в один цельный. С тем чтобы уложить полученный кабель в траншею и закопать его. Концевые муфты нужны для присоединения концов кабелей к щитам или другому оборудованию.
Соединительные муфты - это один из видов кабельных муфт, которые служат для объединения кусков кабелей в один цельный или для перехода от одного типа кабеля к другому.
Соединительные муфты бывают разных типов, в зависимости от способа установки, условий эксплуатации и конструкции кабелей. Например, есть соединительные муфты:
- накладные - которые надеваются на концы кабелей и фиксируются с помощью зажимов, болтов или скоб;
- втулочные - которые вставляются внутрь кабелей и соединяются с помощью специальных инструментов;
- термоусаживаемые - которые нагреваются и сжимаются на кабелях, образуя герметичную оболочку;
- литые - которые заполняются жидким или твердым составом, который затвердевает и образует прочную муфту.
Концевые муфты - это приспособления, которые используются для оконцевания силовых кабельных линий и их подключения к электрооборудованию. Концевые муфты обеспечивают надежный контакт, защиту от влаги, механических повреждений и электромагнитных помех.
Концевые муфты бывают разных типов, в зависимости от способа установки, напряжения, количества жил, материала изоляции и брони кабеля.
Одним из наиболее распространенных типов концевых муфт являются термоусаживаемые муфты, которые нагреваются и сжимаются на кабелях, образуя герметичную оболочку.
Требования ко всем характеристикам и параметрам муфты для силовых кабелей достаточно строги. Муфта обязана обеспечить минимальные потери электричества при прохождении тока через место соединения. Поэтому крайне важно, чтобы площадь контакта на переходах жила-муфта и муфта-жила была бы чуть больше сечения жилы.
Усилие при обжиме муфты должно обеспечить очень плотный контакт и максимальную проводимость готового соединения. Вот почему для крепления любых муфт (соединительных и концевых) используются специальные гильзы с крепежными деталями и обжимом.
Изоляция муфты и соединения в целом должна с запасом выдержать межфазное напряжение, быть механически прочной и влагостойкой с учетом постоянного нахождения кабеля в грунте.
Выбирая соединительную муфту для кабеля, необходимо руководствоваться следующими его параметрами: количество проводов в кабеле, площадь сечения жил, материал жил, максимальное напряжение, вид межфазной изоляции и защитной оболочки кабеля. В зависимости от максимального напряжения коммуникации, соединительные элементы подразделяются на применяемые для высоковольтных сетей и для сетей с напряжением менее 1000 вольт.
Обычно максимальное количество проводов, которые соединяются при помощи одной муфты — до четырех, но существуют также ситуации, хотя и редкие, когда проводников на одну муфту приходится более четырех.
При монтаже муфты сначала концы кабеля разрезают и снимают с них изоляцию, после чего подготавливают поверхности проводников: срезают изоляцию на длину половины муфты. После этого вставляют по два конца соединяемых проводов с двух сторон в соответствующие соединительные элементы муфты и крепко фиксируют все при помощи крепежных деталей. Аналогичным образом фиксируют клеммы.
После того, как все проводники соединены и закреплены, необходимо обеспечить изоляцию и герметизацию муфты. Для этого используют различные материалы, такие как лента, трубка, смола, гель и т.д.
В зависимости от типа муфты, изоляционный материал накладывается на всю поверхность муфты или только на ее части. Изоляция должна быть достаточно прочной и устойчивой к воздействию температуры, влаги, химических веществ и механических нагрузок.
После завершения изоляции, муфта готова к эксплуатации. Однако, перед тем, как подать напряжение на кабельную линию, необходимо провести испытание муфты на прочность и качество соединения. Для этого используют специальные приборы, которые измеряют параметры муфты. Если муфта соответствует нормам и требованиям, то она может быть включена в сеть.
Виды соединительных муфт
Маркировка муфты содержит в себе исчерпывающие сведения. Например, кабельная муфта СТп-1 4х16-25 в своем названии содержит следующую зашифрованную информацию. С — соединительная деталь. Тп — термопластичная изоляция. 1 — максимальное напряжение сети до 1000 вольт (если бы вместо «1» было «10» - максимальное напряжение составляло бы 10 кВ). 4 — максимальное количество сопрягаемых проводников.
16 — минимальное сечение жилы — 16 кв.мм. 25 — максимальное сечение жилы — 25 кв.мм. Буква «С» на конце маркировки, если бы она присутствовала, обозначала бы наличие дополнительных зажимных элементов. Буква «П» — наличие крепежных элементов из ПВХ. Если после «Тп» стоит «Р» - муфта ремонтная. «Б» - муфта для бронированного кабеля. «О» - муфта для одножильного кабеля.
Еще пример.
4КВТпН-1-16-25 — концевая муфта внутренней установки без дополнительных крепежных элементов.
В случае комплектации кабельной муфты КВТп универсальными болтовыми наконечниками со срывными головками с токопроводящей мастикой на контактных поверхностях типа НБ, которые используются для оконцевания кабеля как с алюминиевыми, так и с медными жилами, в обозначении кабельной муфты добавляется буква "Н".
Так же возможна комплектация муфты медными или алюминиевыми наконечниками необходимого размера под пайку или опрессовку. Наличие изоляции из сшитого полиэтилена и ПВХ обозначается добавлением буквы «К».
Для соединения кабелей в сетях с рабочим напряжением от 6000 до 10000 вольт используются свинцовые и эпоксидные муфты. Эпоксидные элементы наиболее стойки к внешним воздействиям, к тому же они могут служить стопорными компонентами бумажной изоляции кабеля. Поверх элементов находится огнеупорный материал. Монтаж муфты производится в металлическом корпусе толщиной 5 мм.
Свинцовые муфты в виде трубок применимы для сопряжения кабелей со свинцовой или алюминиевой оплеткой. Такие муфты имеют длину от 45 до 65 см и диаметр от 6 до 11 см, снаружи они имеют металлическую защиту. Также к соединительным муфтам относятся и стопорные муфты, применяемые для защиты изоляционного слоя от перепадов температур, которые могут привести к нежелательному оплавлению.
Очень просты в монтаже так называемые термоусаживаемые муфты из пластмассы, их монтаж занимает вдвое меньше времени чем у муфт другого вида.
Полимер нагревается газовой горелкой или строительным феном до температуры 150 °C, при этом обжимает место соединения. Изоляция получается абсолютно герметичной и долговечной, так как во время остывания материал попросту приклеивается к кабелю.
Термоусаживаемые муфты из пластмассы имеют ряд преимуществ перед другими видами муфт, такие как:
- Низкая стоимость - муфты изготавливаются из дешевых и доступных материалов, таких как полиэтилен, поливинилхлорид, полипропилен и т.д.
- Простота монтажа - муфты не требуют специальных навыков или инструментов для установки, достаточно иметь газовую горелку или фен и следовать инструкции по нагреву и охлаждению муфты.
- Герметичность и защита - муфты обеспечивают полную изоляцию и защиту кабеля от влаги, пыли, грязи, коррозии и механических повреждений.
Однако, термоусаживаемые муфты из пластмассы также имеют некоторые недостатки, такие как:
- Низкая термостойкость - муфты не выдерживают высоких температур и могут деформироваться или трескаться при перегреве или переохлаждении кабеля.
- Низкая электрическая изоляция - муфты не обладают высокими диэлектрическими свойствами и могут пропускать ток или вызывать искрение при повышенном напряжении на кабеле.
- Низкая экологичность - муфты изготавливаются из несмываемых и трудноутилизируемых материалов, которые могут загрязнять окружающую среду.
Новейшие эластомеры позволяют реализовать так называемую холодную усадку. Муфты на основе изоляции холодной усадки содержат слой диэлектрика из резины на силиконовой основе. Здесь уже ничего греть не нужно, достаточно натяжения.
Арматура устанавливается внутри особого спирального корда, производится натяжение, и элемент плотно покрывает собой всю изолируемую площадь. Затем корд вынимается и происходит процесс облегания кабеля похожий на термоусаживание. Такой метод удобен там, где есть угроза воспламенения и поэтому нельзя использовать горелку или фен.
Холодная усадка не требует источника тепла, что повышает безопасность и удобство работы. Кроме того, холодная усадка обладает лучшей герметичностью, долговечностью и электрическими характеристиками.
Один из примеров новейших эластомеров для кабельных муфт - это гидрированный бутадиен-нитрильный каучук (HNBR). Это улучшенная версия бутадиен-нитрильного каучука, которая получается путем частичной или полной гидрирования двойных связей в молекулах.
Это повышает его термостойкость, маслостойкость и химическую стабильность. HNBR используется для изготовления кабельных муфт, которые должны выдерживать высокие температуры и агрессивные среды, например, в нефтегазовой отрасли.
Еще один новый материал для муфт - это силиконовый каучук. Это тип термореактивного эластомера, который обладает высокой эластичностью, диэлектрическими свойствами и устойчивостью к ультрафиолетовому излучению.
Андрей Повный