Łączenie kabli elektroenergetycznych SN oraz nn za pomocą muf kablowych
Łączenie kabli elektroenergetycznych SN oraz nn za pomocą muf kablowych
mgr inż. Karol Kuczyński
Złączki i końcówki prasowane lub śrubowe są stosowane głównie w mufach do trwałego łączenia pod względem elektrycznym i mechanicznym żył przewodów elektroenergetycznych miedzianych i aluminiowych. Stosuje się je najczęściej do łączenia przewodów zarówno jednodrutowych jak i wielodrutowych dla niskich i średnich napięć.
Na przykład, w przypadku zestawu teromkurczliwego, osprzęt jest dostarczany w stanie rozciągniętym. Ułatwia to jego nakładanie na uprzednio przygotowane kable. Obkurczenie wywołane jest ogrzewaniem niskotemperaturowym (od około 110°C) przy pomocy palnika gazowego lub innego źródła ciepła. Wewnętrzne części elementów pokryte są termotopliwymi, wielofunkcyjnymi szczeliwami, klejami i wypełniaczami, co umożliwia usunięcie powietrza i termomechaniczną adhezję warstw. Wysoki stopień prefabrykacji ogranicza możliwe błędy montażu [1, 3, 4, 5].
Złączki i końcówki zaprasowywane
Metoda ta stosowana jest od przeszło 50 lat. Konieczne jest jednak dobranie średnicy końcówki bądź tulejki do przekroju żyły kabla lub przewodu. Dodatkowo trzeba posiadać prasę monterską z matrycami umożliwiającymi zaciśnięcie określonego przekroju. Prasy monterskie ręczne, elektryczne lub hydrauliczne umożliwiają zaciśnięcie końcówki lub złączki na dowolnym przekroju kabla lub przewodu [1, 2, 3]. Dobrym rozwiązaniem jest umieszczenie na matrycach oznaczenia przekroju kabla lub przewodu, który odciska się na końcówce lub złączce podczas zaprasowania. Nie ma wówczas wątpliwości jakiej matrycy użył instalator do zaprasowania. Prasy monterskie ręczne najczęściej są wyposażone w kilka zainstalowanych na stałe matryc do popularnych przekrojów kabli i przewodów np. 4, 6, 10, 16 mm2.
Istotnym jest aby wykonywać kolejne zaprasowania według zaleceń producenta końcówki/ złączki. W przypadku złączki zaprasowanie wykonuje się od miejsca wskazanego przez producenta w okolicy jej środka w kierunku kabla, a nie odwrotnie. Podobnie jest w przypadku końcówki tj. od miejsca wskazanego przez producenta w kierunku kabla.
Złączki i końcówki śrubowe
Złączki i końcówki kablowe stanowią od wielu lat alternatywę do techniki zaprasowywania ponieważ
oferują dodatkowe zalety i możliwości. Wykonanie połączenia elektrycznego musi być możliwe z wykorzystaniem prostych narzędzi także w bardzo niekorzystnych warunkach. Jakość takiego połączenia musi być na tyle wysoka aby zapewnić wieloletnią jego niezawodność [1, 7].
Złączki śrubowe jak również końcówki kablowe w zależności od przeznaczenia charakteryzują się różnymi cechami, co doprowadziło do powstania bogatej oferty na rynku. Dla osoby dobierającej złączki i końcówki, oznacza to konieczność znajomości kryteriów, które decydują o wybraniu konkretnego produktu o danych cechach. Na rynku obserwuje się też dążenie producentów do wykonywania uniwersalnych złączek i końcówek zapewniających połączenie różnych rodzajów żył w pewnych zakresach ich przekrojów [1] np. 35 –150 mm2.
Kryteria te w znacznej mierze są zdefiniowane przez poziom napięcia, przekrój żył kablowych, metodę montażu jak również przez rodzaj mufy bądź głowicy kablowej. Oprócz związanych z tym okoliczności determinujących wybór istnieje cały szereg kryteriów wyboru opartych na indywidualnym doświadczeniu lub preferencjach.
Śruby mogą być w wykonaniu z łbami zrywalnymi i nie zrywalnym. Śruby zrywalne, ulegają zerwaniu przy określonym momencie dokręcania i nie ma konieczności użycia klucza dynamometrycznego. Najbardziej nowoczesną formą śruby z łbem zrywalnym jest tzw. „śruba inteligentna”. Śruba ta jest wykonana w postaci szeregu krążków umieszczonych na wspólnym rdzeniu. Na krążkach tych wykonany jest gwint. Takie wykonanie zapewnia poprawne zerwanie się śruby dla konkretnego przekroju żyły. Zastosowane śruby pozwalają na użycie złączki/końcówki dla szerokiego zakresu przekroju żył kablowych. Zapewniają pełną powtarzalność montażową co wpływa na niezawodność połączenia. Instalatorzy i producenci osprzętu stosujące tę technologię uzyskują oszczędności w dziedzinie utrzymywania zapasów magazynowych. Wystarczy zamówić np. 4 typy złączek, jako zapasy magazynowe, zamiast 16 aby zapewnić połączenia żył w zakresie 6 – 300 mm2 [2]. Technologia ta eliminuje również błędy montażowe, przyspiesza i ułatwia montaż. Mały klucz używany do dokręcania zapewnia łatwość wykonania połączenia nawet w trudnodostępnych miejscach.
Sterowanie polem elektrycznym
W sieciach SN stosuje się mufy przelotowe, łączące odcinki tego samego rodzaju kabla i przejściowe, łączące różne rodzaje kabli, jakimi są trójfazowe kable o izolacji papierowo-olejowej i jednofazowe kable o izolacji z tworzywa sztucznego. Linie ekwipotencjalne pola elektrycznego przy zakończeniu ekranu izolacji leżą blisko siebie, co wiąże się z wysokimi wartościami natężenia pola elektrycznego (rys.1). Są one wystarczające do zapoczątkowania jonizacji powietrza i inicjacji wyładowań niezupełnych. Temperatura i produkty rozkładu doprowadzą do degradacji powierzchni izolacji. Występowanie nacięć lub ostrzy przewodzących może prowadzić do przeskoku ładunku lub przebicia izolacji [5].
Najczęściej w mufach kablowych SN możemy spotkać podejście refrakcyjne sterowania polem w miejscu łączenia kabli [1]. Polega ono na użyciu materiału o wysokiej przenikalności elektrycznej, który załamuje linie ekwipotencjalne, a zatem obniża koncentrację pola elektrycznego [1]. Analizę wpływu właściwości elektrycznych jednej z warstw mufy kablowej na rozkład natężenia pola elektrycznego czytelnik znajdzie w publikacji [6].
Literatura
1. materiały firmy GPH/Nexans,
2. materiały firmy ERCO,
3. materiały firmy 3M,
4. materiały firmy Cellpack,
5. materiały firmy TE Connectivity,
6. A. Rakowska, Z. Nadolny, Analiza skuteczności sterowania rozkładem pola elektrycznego w mufach kablowych SN, Przegląd Elektrotechniczny, nr 10, 2008, s.185-187,
7. K. Kuczyński, Osprzęt kablowy – wprowadzenie do muf i złączek kablowych, „elektro. Info”, 9/2016.
tagi: złączki śrubowe mufy kablowe sterowanie polem elektrycznym łączenie kabli kable elektroenergetyczne SN końcówki zaprasowywane końcówki śrubowe złączki zaprasowywane