Koszulki termokurczliwe — nowy sposób łączenia i zakańczania przewodów

Niezawodna ochrona przed wnikaniem wilgoci i brudu, a także przygotowanie miejsca pracy są ważne dla jakości montażu złączy. W przypadku montażu złączy na zewnątrz w każdych warunkach oraz w pomieszczeniach, w przypadku gdy podczas instalacji do złączy może dostać się wilgoć, kurz i brud, instaluje się je w namiocie płóciennym.

W celu zmniejszenia wpływu powyższych czynników na jakość złączy oraz poprawy jakości połączenia opracowywane i stosowane są nowe materiały i konstrukcje.

W ostatnich latach w światowej praktyce instalacyjnej rozpowszechniły się materiały termokurczliwe otrzymywane z konwencjonalnych tworzyw termoplastycznych (głównie poliolefin) poprzez ich obróbkę radiacyjną, radiacyjno-chemiczną, chemiczną i inną.

W procesie przetwarzania liniowa struktura cząsteczek jest usieciowana z utworzeniem między nimi elastycznych wiązań poprzecznych.W efekcie polimer uzyskuje lepsze właściwości mechaniczne, zwiększoną odporność termiczną, atmosferyczną i korozyjną, odporność na płynięcie na zimno i topnienie.

Główną zaletą materiałów termokurczliwych Pamięć kształtu, czyli zdolność produktów wykonanych z materiałów termokurczliwych, wstępnie rozciągniętych w stanie nagrzanym i schłodzonych do temperatury otoczenia, do zachowania rozciągniętego kształtu niemal w nieskończoność i powrotu do pierwotnego kształt po podgrzaniu do 120-150°C. Ta właściwość pozwala nie ograniczać tolerancji podczas montażu, co znacznie upraszcza montaż i prace montażowe oraz zmniejsza ich pracochłonność.

Produkty zgrzewające i uszczelniające posiadają wewnętrzną podwarstwę, która topi się podczas podgrzewania rozciągniętego produktu (skurcz) i jest wciskana we wszystkie nierówności uszczelnianego produktu siłą skurczu. Po schłodzeniu podkład uszczelniający twardnieje, co skutkuje niezawodną przyczepnością i uszczelnieniem produktów.

Obecnie opracowano technologię projektowania i produkcji adapterów termokurczliwych o najbardziej skomplikowanych kształtach, z dwoma lub więcej zaczepami, przeznaczonych do izolowania i uszczelniania rdzenia ciętych kabli zasilających z izolacją impregnowaną papierem. Podczas instalacji stosuje się również różne rurki i mankiety termokurczliwe, co ułatwia i upraszcza montaż złączy.

Szeroka gama poszczególnych elementów termokurczliwych pozwala na stosowanie jednego standardowego rozmiaru mufy dla kilku rodzajów kabli i przekrojów przewodów, co z kolei znacznie ogranicza potrzebę posiadania muf zapasowych znajdujących się na stanie magazynowym.

Produkty termokurczliwe do złączek kablowych są opracowywane i produkowane przez Termofit JSC, St. Petersburg. Przedsiębiorstwo produkuje rodzaje złączy: połączenie, końcowa instalacja wewnętrzna, końcowa instalacja zewnętrzna.

Złącza termokurczliwe typu STp (rys. 1) przeznaczone są do łączenia kabli elektroenergetycznych o izolacji papierowej impregnowanej na napięcia 1, 6 i 10 kV układanych w ziemi iw powietrzu. Złącza charakteryzują się wysokim stopniem hermetyczności i technologicznego montażu.

Półprzewodnikowa taśma mastyksowa służy do wyrównywania pola elektrycznego przy napięciach 6 i 10 kV. W skład zestawu wchodzą rękawice termokurczliwe, trzy-cztery palce, rurki, mankiety, wąż.Rękawice i mankiety wyposażone są w klej uszczelniający.

Klej topliwy może zmieniać swój stan w zależności od temperatury. W temperaturach pracy złączek kablowych klej jest w stanie stałym, aw temperaturach kurczenia przechodzi w stan lepki. Klej topliwy jest nakładany na wewnętrzną powierzchnię produktów uszczelniających w fabryce za pomocą natrysku pneumatycznego na gorąco. W przypadku stosowania produktów termokurczliwych eliminuje to potrzebę zwijania złączy przez instalatorów.

Złącza termokurczliwe mają następujące standardowe rozmiary:

• trójprzewodowe do 1 kV dla przekrojów kabli 16-70 mm2 i 95-240 mm2;

• czteroprzewodowe do 1 kV dla przekrojów 16-70 mm2 i 95-185 mm2,

• trójprzewodowe na 10 kV dla przekrojów: 16-70 mm2, 95-150 mm2, 150-240 mm2.

Końcówki termokurczliwe typu KVTp (rys. 2) instalacji wnętrzowych przeznaczone są do zakańczania w pomieszczeniach suchych, mokrych i wilgotnych kabli elektroenergetycznych z izolacją z papieru impregnowanego. Zestaw zawiera rękawicę, rurkę i mankiety.Rękawica i mankiety są wyposażone w podkładkę uszczelniającą. Standardowe wymiary przekrojów przewodów są takie same jak dla złączy.

Figa. 1. Mufa termokurczliwa typu STp

Ryż. 2. Końcówka termokurczliwa do montażu wewnętrznego typu KVTp

Technologia montażu zakończenia KVTP polega na przecięciu kabla zgodnie ze zwykłą technologią i obkurczeniu części termokurczliwych za pomocą narzędzi ręcznych: nagrzewnicy gazowej (opartej na standardowym palniku gazowym) lub nagrzewnicy-wentylatora elektrycznego. Czas montażu (nie licząc przecięcia przewodu i mocowania uszu) wynosi 15-20 minut, jest zależny od długości cięcia i nie zależy od rodzaju przewodu i jego przekroju. Końcówki KVTp są zalecane do stosowania na kablach do 10 kV.

Końcówki termokurczliwe do układania na zewnątrz typu KNTp (rys. 3) przeznaczone są do zewnętrznego łączenia kabli elektroenergetycznych z izolacją z papieru impregnowanego. Odporne na warunki środowiskowe izolatory termokurczliwe służą do przerywania prądów upływowych.

Izolatory, rękawice i mankiety wyposażone są w podkładkę uszczelniającą. Po podgrzaniu termokurczliwych mankietów i rękawic warstwa uszczelniająca topi się i rozszerza, zapewniając uszczelnienie rękawa. Standardowe wymiary złączy dla przekrojów przewodów są takie same jak dla złączy.

MP „UlGES” wraz z CJSC „Poisk” opracował projekty łączenia koszulek termokurczliwych typu CCt, których charakterystyczną cechą jest metoda „zimnej” technologii montażu osłony na kablu, która wyklucza operacje lutowania i spawania , które wymagają wysokich kwalifikacji operatora kablowego.

Złączki stosowane są jako urządzenie łączące kable wysokiego napięcia (6-10 kV). Mogą być stosowane na kablach do 1 kV. Tuleja występuje w kilku wersjach odpowiadających różnym przekrojom kabli — 70, 95, 120, 150, 185 i 240 mm2. Warianty różnią się wymiarami zespołów uszczelniających, natomiast wymiar zewnętrzny sprzęgła pozostaje niezmieniony.

Korpus łącznika stanowi rura stalowa o grubości ścianki 4 mm. Przepusty kablowe uszczelnione są sprężynowymi uszczelkami z gumy olejoodpornej, które zapewniają szczelność przepustów podczas wstrząsów dynamicznych prądami zwarciowymi i wpływami mechanicznymi.

Dodatkowe mocowanie kabla do korpusu złącza za pomocą odlewów zapewnia doskonałą wytrzymałość mechaniczną połączenia na rozciąganie i zginanie. Metalowe osłony kabla są połączone przez korpus za pomocą ołowianych mankietów, dociskanych z dużym wysiłkiem do osłon kabla i korpusu złącza za pomocą sprężynowych uszczelek gumowych.

W celu zabezpieczenia przed korozją na zewnętrzną powierzchnię obudowy sprzęgła i odlewanych wsporników nanoszona jest powłoka polimerowa.Dodatkowo w celu zabezpieczenia przed korozją podczas transportu i magazynowania na wewnętrzną powierzchnię obudowy nakładana jest warstwa smaru.

Wewnętrzna objętość złącza jest wypełniona olejem kablowym. Istnieje możliwość wypełnienia szczeliny masą bitumiczną lub inną substancją, której właściwości izolacyjne odpowiadają wymaganiom specyfikacji technicznej dla tej szczeliny.

Figa. 3. Końcówka termokurczliwa do montażu zewnętrznego typu KNTp

Odbudowa izolacji rdzenia odbywa się za pomocą ceramicznych izolatorów rurowych.Można stosować rolki papieru, rurki termokurczliwe i inne znane metody. Żyły kablowe łączone są za pomocą specjalnych tulei łączących wyposażonych w śruby z łbem samozrywalnym. Możliwe jest połączenie zaciskane.

Spółka Akcyjna "Transenerga" oferuje koszulki kablowe termokurczliwe na napięcie od 1 do 35 kV, produkowane przez niemiecką firmę Reichem. Wszystkie akcesoria kablowe firmy oparte są na technologii usieciowanych polimerów z tworzywem z pamięcią kształtu. Polimery te mają ulepszone właściwości mechaniczne, odporność chemiczną i termiczną.

Szeroki zakres termokurczliwości poszczególnych elementów pozwala na stosowanie jednego standardowego rozmiaru mufy dla kilku rodzajów kabli i przekrojów przewodów. Złącza Reichem podczas przechowywania praktycznie się nie starzeją i można je przechowywać w nieskończoność.

Grupy produktowe w energetyce obejmują złącza, złącza przejściowe, zaciski zewnętrzne i wewnętrzne. Wszystkie akcesoria kablowe powyżej 1 kV posiadają system niwelacji natężenia pola elektrycznego, który może być wykonany w postaci oddzielnych elementów lub już naniesiony na wewnętrzną powierzchnię rury izolacyjnej.

Rury zewnętrzne na końcach są odporne na erozję powierzchniową i ślizganie oraz zapewniają uszczelnienie końcówek kablowych. Obszar łączenia żył kabla zamknięty jest dwuwarstwową rurką termokurczliwą, która zapewnia bezszczelinowe połączenie powierzchniowe wewnętrznej warstwy izolacyjnej z zewnętrzną warstwą przewodzącą.

Niskonapięciowy system łączenia Reichem to wysoce niezawodna i łatwa w instalacji metoda łączenia tradycyjnych i nowoczesnych rodzajów kabli. Kabel jest cięty zgodnie z instrukcją.Na kabel i jego żyły nałożone są dętki małe i dętka duża (rys. 4).

Rura wewnętrzna znajduje się nad złączem i (po połączeniu żył) kurczy się pod wpływem ciepła, ściśle przylegając do złącza i izolacji przewodu oraz zapewniając taką samą grubość ścianki nawet w nierównym miejscu, takim jak złącze śrubowe. Warstwa kleju nałożona na wewnętrzną powierzchnię rury topi się i rozszerza podczas kurczenia, zapewniając złączu uszczelnienie i ochronę przed korozją, a kabel umożliwia rozszerzanie się i kurczenie pod wpływem ciepła.

Rura zewnętrzna znajduje się nad złączką i kurczy się. Rurka grubościenna pełni funkcję uszczelnienia mechanicznego płaszcza zewnętrznego. Klej topliwy jest nakładany na całą powierzchnię wewnętrzną, co tworzy mocne i niezawodne uszczelnienie. Po zakończeniu montażu sprzęgło można od razu uruchomić.

Ryż. 4. Mufa niskonapięciowa firmy Raychem: 1 — tuba zewnętrzna (gruba ścianka chroni przed naprężeniami mechanicznymi, a dzięki przyczepności do zewnętrznej powłoki kabla zapewnia uszczelnienie); 2 — tuleja wewnętrzna: grube ścianki tulei i klej termotopliwy zapewniają izolację elektryczną i chronią miejsce łączenia przed wilgocią wewnątrz kabla; 3 — klej topliwy

Ryż. 5. Przyłącze firmy Raychem dla średnich napięć (do 35 kV)

Konstrukcję złączy Raychem dla średniego napięcia (do 35 kV) przedstawiono na rys. 6.

Liczby pokazują, co następuje:

1. Rurka dystrybucji natężenia pola elektrycznego pozwala na wygładzenie skoków natężenia pola elektrycznego w okolicy złączy oraz w nacięciach ekranu.Po zamontowaniu rurka kurczy się i ściskając, rozprowadza specjalny wypełniacz szczelin (5) wokół złącza i krawędzi ekranu. Izolacja stożkowa wokół złączy nie jest wymagana.

2. Izolacja i ekranowanie. Wewnętrzny polimer kauczukowy (6) zapewnia niezbędną grubość izolacji. Warstwa zewnętrzna wykonana jest z przewodzącego, termokurczliwego polimeru. Ta warstwa przywraca ekran. Zamontowanie takiej rury dwuwarstwowej oszczędza czas i zapewnia mocne połączenie powierzchni izolacyjnej i ekranującej.

3. Metalowy oplot. Miedziana siatka wokół obszaru połączenia przywraca ekran elektryczny o odpowiednim przekroju i tworzy połączenie z zewnętrznym ekranem złącza.

4. Zewnętrzne uszczelnienie i ochrona. Gdy rura zewnętrzna kurczy się, klej nałożony na jej wewnętrzną powierzchnię topi się; równomiernie rozprowadzając się po powierzchni powłoki zewnętrznej, kleje stworzą barierę dla wnikania wilgoci i zapobiegną korozji, rura zewnętrzna zapewnia złączce ochronę przed naprężeniami mechanicznymi i odpornością chemiczną. W przypadku kabli zbrojonych zestawy do łączenia obejmują ramy ze stali anodowanej lub siatkę stalową.

Jest to tuleja złącza do kabla jednożyłowego z izolacją z tworzywa sztucznego. Te same zasady dotyczą kabla 3-żyłowego. W mufach przejściowych (do łączenia kabli z izolacją papierową impregnowaną do kabli z izolacją z tworzywa sztucznego) stosuje się specjalne rurki olejoodporne do przekształcania kabla z izolacją papierowo-olejową (płynącą i niepłynącą) oraz kabla z izolacją z tworzywa sztucznego z promieniowym rozkładem pola elektrycznego wewnątrz to (ryc. 6).

Ryż. 6.Rozkład natężenia pola elektrycznego w złączach: 1 — ekran izolacyjny; 2 — izolacja złącza; 3 — tarcza sprzęgła; 4 — izolacja przewodów; 5 — rurka do wyrównania napięcia piły elektrycznej; 6 — złącze

Firma Reichem stworzyła system końcówek kablowych wewnętrznych i zewnętrznych z izolacją papierową lub plastikową dla kabli jedno- i trójżyłowych, z okrągłym lub sektorowym przekrojem rdzenia dla większości typów pancerzy i ekranów kabli na napięcia do 35 kV . Główne elementy zakończeń do 35 kV pokazano na ryc. 7.

Ryż. 7. Końcówka przyłączeniowa firmy Raychem dla średnich napięć (do 35 kV).

Liczby pokazują, co następuje:

1. Niezawodne uszczelnienie uzyskuje się za pomocą specjalnych uszczelnień klejowych i mastyksowych umieszczonych wewnątrz odpornych na warunki atmosferyczne i śledzących elementów konstrukcji sprzęgła. Równocześnie z ogrzewaniem rurek termokurczliwych materiały uszczelniające topią się i rozpraszają. W przypadku kabli trójżyłowych stosuje się rękawicę termokurczliwą z klejem nałożonym na jej wewnętrzną powierzchnię. Tworzy to powierzchnię odporną na warunki atmosferyczne i śledzenie, która jest całkowicie uszczelniona od wewnątrz, od końcówki do zewnętrznej osłony kabla.

2. Wyrównanie natężenia pola elektrycznego za pomocą materiału o zadanych parametrach elektrycznych. Materiał ten nakłada się na wewnętrzną powierzchnię rurki termokurczliwej. Kiedy rura się kurczy, wewnętrzna warstwa jest zmiękczana i ściskana przez rurę, więc puste przestrzenie nie mogą tworzyć się nawet na nierównej powierzchni warstwy izolacyjnej.

3. Rury izolacyjne prowadzące są odporne na powierzchniowe wyładowania elektryczne nawet w najtrudniejszych warunkach klimatycznych.

4. Wypełniacz o nieliniowych właściwościach dielektrycznych, który można łatwo nakładać w żądane miejsce w formie za pomocą odklejania taśmy samoprzylepnej. Zapewnia eliminację powstawania pęcherzyków powietrza, które mogą powodować wyładowania w obszarze zwiększonego zagęszczenia pola elektrycznego, w miejscu nacięcia ekranu.

5. Uziemienie. Przewód uziemiający lub oplot jest osadzony w masie uszczelniającej w celu zapewnienia ochrony przed korozją. W przypadku kabli z ekranem taśmowym lub osłoną metalową z pancerzem w zestawie dostarczany jest system spawania bezlutowego.

Produkty termokurczliwe firmy Reichem mają wiele zalet. Konstrukcja produktów jest dostosowana do różnych typów i rozmiarów kabli różnych producentów, dopuszcza możliwe odchylenia w separacji kabli w warunkach pracy oraz zapewnia uniwersalne podejście przy instalowaniu różnych typów kabli.

Pełna gama materiałów z fabrycznie przetestowaną izolacją zapewnia łatwy i szybki montaż. Koszulka termokurczliwa pozwala na uniezależnienie się od tolerancji produkcyjnych kabli i umożliwi montaż produktów termokurczliwych w niskich temperaturach.

Wyrównanie natężenia pola elektrycznego za pomocą rury, warstwy materiału, zmniejsza poziomy wyładowań niezupełnych i zwiększa niezawodność działania.