Кабельные муфты. Виды и применение. Особенности и монтаж

При выполнении электромонтажных работ часто появляется необходимость в электрическом соединении кабелей. Такая необходимость может возникнуть, если длина прокладки трассы большая, а длины кабеля оказалось недостаточно, либо понадобилось выполнить дополнительную ветку кабеля.

Кроме этого, соединять кабель приходится при повреждении или порыве кабеля. Для выполнения качественной изоляции и соединения кабеля существуют кабельные муфты. Благодаря своему устройству, они способны обеспечить решение такой задачи по соединению кабелей.

Классификация

Кабельные муфты применяются для формирования силовых электрических сетей различного назначения, для соединения этих сетей определенного вида электрооборудования. Такие муфты включают в себя комплект деталей и материалов для обеспечения качественного разветвления или соединения электрических кабелей и проводников.

Также с помощью муфт кроме надежной стыковки кабелей обеспечивается дополнительная изоляция и надежная герметизация места соединения. На выбор комплектации каждого вида муфты оказывают влияние электрические параметры соединяемого кабеля. Классификация кабельных муфт имеет довольно сложную структуру. Рассмотрим основные виды, к которым они относятся.

По назначению кабельные муфты делятся:

• Соединительные.
• Концевые.
• Стопорные
• Переходные.
• Ответвительные.

По конструктивному исполнению муфты разделяют:

По применяемым материалам:

• Свинцовые.
• Эпоксидные.
• Термоусадочные.
• Чугунные.
• Латунные.

По типу диэлектрической изоляции:

• Резиновые.
• Пластиковые.
• Бумажные, с пропиткой.

Соединительные муфты являются наиболее популярным видом муфт. Электрические линии очень часто приходиться соединять.

Основным требованием, которое предъявляется к таким муфтам, является хорошая герметичность. Муфты могут быть неразборными и разборными, в зависимости от предъявляемых требований. Материал изготовления соединительных муфт должен обладать устойчивостью к воздействиям внешней среды.

Концевые муфты замыкают электрическую кабельную цепь. Их особенностью является наличие компаунда. Это термопластическая, термоактивная полимерная смола, либо материалы с добавками для отверждения состава. По сути дела концевая муфта является простой заглушкой, похожей на колпачок.

Такие кабельные муфты используют на линиях электрических сетей и линиях связи, а также для разделки кабелей, состоящих из нескольких жил.

1 — Наконечник
2 — Изоляция наконечника
3 — Изоляция жилы
4 — Трубка маслоотделительная
5 — Герметик
6 — Наконечник
7 — Провод заземления
8 — Изоляция узла заземления
9 — Герметик
10 — Перчатка
11 — Изолятор (Юбка)
12 — Герметик

Такой метод изоляции трехжильного кабеля концевой муфтой наиболее популярен.

Стопорные кабельные муфты используются в электрических сетях повышенного напряжения 110 киловольт. Их конструкция довольно сложная. На картинке изображена муфта с масляным наполнителем.

1 — Кабель
2 — Соединительные гильзы
3 — Стопор

Они используются при появлении гидростатического давления выше нормы, вследствие значительной разницы уровня кабеля из-за большой длины линии. Это соединение муфтой включает в себя некоторые элементы концевой конструкции. Показанная на рисунке муфта соединяет две конструкции концевых муфт. Корпус из антимагнитного материала формы цилиндра и два фарфоровых изолятора образуют три камеры.

Колпаки изоляторов соединяет медная пружина. Сверху колпаки закрыты цилиндрическим экраном, покрытым пропитанной бумагой. Перед наливкой масла в камерах создается вакуум, а затем наливают масло.

Переходные муфты применяют для обеспечения герметичности кабелей разного сечения.

Если отличие кабелей состоит только в диаметрах, то рекомендуется применять соединители термоусаживаемого типа.

Для ответвления линий кабеля часто возникает необходимость в ответвительных муфтах. Они производятся из самых разных материалов. Для линий связи применяются полиэтиленовые муфты. Они имеют широкую гамму моделей с разными видами ответвлений.

По числу фаз кабеля и устройству муфты разделяют на трехфазные модели для соединения и изоляции места соединения кабеля, состоящего из трех жил, а также однофазные .

Свинцовые кабельные муфты используются для создания соединений кабелей, у которых конструктивной особенностью является их алюминиевая или свинцовая оболочка.

Такие муфты выполняются из свинцовых труб. Особенностью таких муфт является их большая масса.

Эпоксидные муфты используются чаще всего для выполнения кабельных соединений в шахтах, тоннелях, траншеях. Они производятся из эпоксидных компонентов (смолы). Снаружи такие муфты защищены металлическим или асбестовым корпусом. После выполнения соединения кабеля, корпус заливается эпоксидным составом.

Другим видом кабельных муфт является термоусаживаемая конструкция. Она является распространенным и простым технологичным методом соединений кабеля. Термоусаживаемая муфта проста в установке и монтаже.

После установки муфты на соединяемое место, ее нагревают специальным феном или газовой горелкой, до возникновения эффекта обсадки и герметизации соединения. Применяя такие муфты, можно повысить прочность и надежность соединения, повысить длительность функционирования.

Термоусаживаемый материал имеет повышенные диэлектрические изоляционные параметры, поэтому снижает возможность электрического пробоя. Материал термоусадки обладает гибкостью, что облегчает монтаж муфты. Широкий интервал усадки размеров дает возможность применять такие материалы на соединениях линий кабеля разных поперечных сечений.

Чугунные кабельные муфты служат для соединения кабелей, состоящих из 3-4 жил, до 1000 вольт, с бумажной изоляцией. Они производятся нескольких типоразмеров, которые подбираются по сечению кабеля.

1 — Корпус
2 — Кабель
3 — Фарфоровая распорка
4 — Соединение

Чугунные муфты бывают малогабаритного и обычного исполнения. Для соединений кабелей с пластмассовой изоляцией применяют малогабаритные муфты.

Однофазные латунные муфты предназначены для соединения высоковольтных кабелей от 20 до 35 киловольт.

Резиновые муфты служат для ремонта и соединения гибких неэкранированных кабелей. Установка муфты производится без нагревания. Соединенное место остается гибким. Для заливки муфты применяется специальный компаунд (смола).

Монтаж муфт

Главным требованием, предъявляемым к кабельной муфте, является ее надежность. Поэтому она должна быть прочной, герметичной, стойкой к проникновению влаги, воздействию внешней среды. В основном такими качествами обладают термоусаживаемые муфты для различных кабелей.

Перед монтажом муфты необходимо разделать концы кабеля. Для этого по порядку снимают слои изоляции кабеля вплоть до изоляции жилы. Толщина изоляции зависит от напряжения, сечения жил, марки кабеля.

Заземление муфт производится медным гибким проводником. При монтаже термоусаживаемых муфт не нужно применять наполнение битумом или пайку. При термическом усаживании материала муфты нет выделения экологически вредных веществ.

Кабельные муфты холодной усадки не требуют нагрева. Это сокращает время монтажа. В состав такой муфты входит специальная резина, натянутая на спираль. При установке муфты на место соединения кабеля эта спираль удаляется, и муфта легко усаживается, обеспечивая герметичность соединения кабеля.

Качественная защита создается благодаря толстому слою муфты. Резина устойчива к воздействию щелочей, кислот, влаги и солнечных лучей.

Источник

Соединительные муфты для силовых кабелей

Конструктивной особенностью любой силовой кабельной линии в электрических сетях является необходимость выполнения их в едином герметичном корпусе, защищенном от вредного воздействия окружающий кабель среды. Оболочка зарытого в траншею кабеля постоянно подвергается влиянию грунтовых вод, растворенных почвенных кислот и механическим нагрузкам.

Протяженность кабельных линий может достигать нескольких десятков километров, а производители вынуждены их выпускать строго дозированной строительной длиной, которая ограничена габаритами кабельного катка и возможностями его перевозки транспортными средствами.

Поэтому при монтаже подобных линий электропередач возникает необходимость качественного соединения строительных отрезков кабелей в одну линию и подключение их к вводным устройствам электрооборудования.

Для этого используют муфты, которые называют:

1. соединительными для подключения отрезков кабеля между собой;

2. концевыми, осуществляющими коммутацию оконечных участков кабельной линии к распределительным шинам щитовых вводов электроустановки.

При этом первые конструкции полностью располагаются в траншее и засыпаны грунтом, а вторые — защищены металлическим корпусом щита, закрытого на замок, от проникновения посторонних лиц.

Технические требования к муфтам

Если посмотреть на вышеприведенную картинку, то наглядно видно, что все муфты последовательно соединяют отдельные части кабельной линии. Это налагает на них необходимость передавать электроэнергию, как и кабель, с минимальными потерями напряжения и сохранением всех ее электрических характеристик.

При этом площадь, создаваемой контактной поверхностью жил с гильзой муфты, должна соответствовать их габаритам или даже незначительно превышать их, а обжимное усилие — не только обеспечивать механическую прочность, но и качественное протекание электрического тока с минимально возможным переходным сопротивлением.

Поэтому жилы всех силовых кабелей крепятся:

наконечниками, которые зажимаются болтами;

гильзами с болтовым креплением или обжимом.

Слой изоляции муфты, как и самого кабеля, должен:

выдерживать междуфазное напряжение электроустановки;

исключить пробой на корпус;

десятилетиями противостоять агрессивному воздействию почвы.

Классификация соединительных муфт

На выбор конструкции муфты влияют такие характеристики кабеля, как:

поперечное сечение и материал проводов;

тип междуфазной изоляции;

способы защиты от внешних механических и химических воздействий.

Для выполнения этих условий применительно к конкретным кабелям создаются муфты.

По значению рабочего напряжения муфты изготавливают для использования в:

высоковольтных кабельных линиях;

электроустановках до 1000 вольт.

Количество жил, соединяемых муфтами, как правило, может ограничиваться тремя или четырьмя. Но, в отдельных случаях, встречаются кабели с другим числом жил.

Чтобы установить муфту на кабель необходимо правильно разделать концы, аккуратно снять слои изоляции и последовательно подготовить каждую поверхность для монтажа в муфту, как показано на картинке ниже.

Принцип болтового соединителя жил для двух кабелей показан на картинке.

Изоляция с каждой жилы снимается на половину длины соединительной трубки, в которую заводятся оба конца и обжимаются болтами.

По этому же принципу выполняется подключение разделанного провода в концевую клемму.

Только в этом случае изоляция снимается на всю длину углубления трубки.

Для многожильных медных проводов, сплетенных в один жгут, удобно использовать специальные наконечники из деформируемых мягких металлов, которые при сжатии специальным обжимным инструментом создают прочное механическое соединение и хороший электрический контакт.

Усилие равномерно распределенного обжима достигает нескольких тонн.

Тип междуфазной изоляции кабеля определяет конструкцию применяемых муфт.

Например, модель 1Стп-3х150-240 С предназначена для сборки жил, обернутых специальным сортом бумаги со слоем пропитки. Расшифровка ее обозначения:

«1» — для напряжений до 1 кВ;

«тп» — термоусаживаемая (термопластичная);

«150-240» — границы поперечного сечения используемых жил в мм;

«С» — с поставкой механического болтового соединителя.

Муфты для кабелей с жилами из ПВХ или сшитого полиэтилена в обозначении имеют дополнительный индекс «П», например, 1ПСтп-4х150-240 С .

При этом после обозначения термопластичности изоляции может указываться особенность конструкции: «Р», «Б», «О», что обозначает: ремонтная, с броней, одножильный кабель. Примеры обозначений:

Их используют как разновидность соединительных конструкций, позволяющих подключать между собой концы кабелей разных видов. Примером может служить муфта 1Стп-ПСтп-3×150-240 С .

Для наконечников кабелей с изоляцией из пропитанной бумаги используется обозначение 1КВ(Н)тп-3х150-240 Н . Здесь дополнительные символы К, В, Н, Н несут следующую информацию:

внутренней (наружной) установки;

с комплектом механического болтового наконечника.

Для маркировки муфт кабелей с ПВХ или сшитой полиэтиленовой изоляцией действуют перечисленные ранее правила с обозначением символа «К».

По конструкции внешней защиты наибольшей прочностью обладают кабели, закрытые броневой лентой. Для соединения их концов, как уже отмечалось, созданы муфты, обозначаемые индексом «Б». Простые оболочки силовых кабелей брони не имеют.

Защитная броня должна обладать одним потенциалом относительно земли и жил. С этой целью все кабельные концы заземления подключаются на металлические части муфт определенным образом через соответствующий вывод.

Для соединения высоковольтных кабелей с напряжением 6÷10 кВ применяют муфты:

Эпоксидные конструкции наиболее устойчивы к воздействиям агрессивных сред. Еще их используют в качестве стопорных элементов для изоляций кабелей из бумажной пропитки. Для их установки изготавливают корпус из двух половинок, в котором производится монтаж электрических соединений. В комплект такой муфты входят:

емкость с компаундной смолой и наполнителем;

ампула с отвердителем;

Эпоксидные муфты дополнительно обматываются листовым асбестом и защищаются от возможных механических повреждений металлическими кожухами со стенкой не менее 5 мм.

Свинцовые муфты предназначены для соединения кабелей с оболочкой из алюминия или свинца. Их выполняют в виде труб с диаметром 6÷11 см и длиной 45÷65 см. После соединения металлических жил обычным способом места со снятой изоляцией обрабатывают горячей кабельной массой марки МП-1 для изъятия влаги. После этого восстанавливают слой заводской изоляции намоткой кабельной бумаги с маслом.

Свинцовые муфты тоже защищают металлическими кожухами, как и эпоксидные конструкции.

Стопорные муфты являются разновидностью соединительных. Они используются для предотвращения стекания пропиточной массы бумажной изоляции по металлическим жилам при превышениях перепада высот.

Стопор создается точеными медными или алюминиевыми стержнями, которые изолируются слоем нескольких обмоток бакелизированной бумаги. Три объединенных стопора монтируют в перегородку из стеклотекстолита или гетинакса с латунной обоймой и размещают посередине корпуса муфты.

Муфты с изоляцией из термоусаживаемых трубок

Монтаж изоляционного слоя на основе термоусаживаемых материалов из вулканизируемых полимеров значительно облегчает технологию соединения жил кабеля, ускоряет время выполнения работ примерно наполовину.

Материал этих трубок при нагреве до 120÷140 градусов пламенем горелки или промышленного фена сжимается по диаметру и плотно прилегает на обжимаемую поверхность, герметически закрывая ее. Воздух из всех полостей вытесняется разогретым полимером, который проникает во внутренние полости и неровности.

При остывании полимера он полностью приклеивается к кабельным элементам и герметически защищает их. Срок эксплуатации в различных средах таких покрытий составляет не менее 30 лет.

Муфты с изоляцией на основе холодной усадки

В этих конструкциях используется новая эластомерная технология, основанная на натягивании слоя диэлектрика из специальной резины силиконового состава сверху изолируемой поверхности кабеля. Это выполняется при обычной температуре и без нагрева способом натяжения или холодной усадки.

Арматура для кабеля с эластомерным материалом при этом способе помещается внутрь спиралевидного корда и вставляется в место для монтажа. Затем трубка распределяется по поверхности соединения деталей и надвигается на участок изоляции сращиваемых элементов с обеих сторон.

После этого слой спирали просто выкручивается вращением против часовой стрелки и выводится наружу, а изоляция автоматически герметично закрывает все поверхности.

Этот способ позволяет безопасно монтировать муфты внутри огнеопасных сооружений.

Характерные ошибки монтажа концевых муфт

Несоблюдение безопасных расстояний

В концевых муфтах высоковольтных кабелей необходимо выдерживать допустимые расстояния между фазами и землей, иначе возможен пробой изоляции прямо внутри щитового устройства. Если же габариты щита не позволяют это выдержать, то применяют специальные диэлектрические адаптеры.

Перекрестная ориентация фаз

Накладывать друг на друга и перехлестывать провода в муфтах при напряжениях 6÷35 кВ нельзя из-за возникновения напряженности электрического поля. Если не используется компенсирующая трубка выравнивания напряженности, то при перефазировках перекрещивать фазы запрещено.

Наконечники с контрольным окном

Вне помещений в распределительных щитах запрещено использовать наконечники, выполненные с отверстием контроля состояния жилы. Через это место будет происходить контакт с влагой воздуха, которая нарушает герметизацию соединения, активизирует окислительные процессы металла и ухудшит его электрические характеристики.

Монтаж изоляторов на жилы муфт наружной установки

Концевая муфта может быть установлена в вертикальном положении разными способами, но ее защитная воронка всегда должна отводить влагу от муфты, а не собирать и направлять внутрь.

Также нельзя допускать чтобы эти изоляторы соприкасались друг с другом.

Воздушные пустоты в муфтах

Наличие полостей воздуха внутри муфт способствует развитию процессов ионизации газовой среды, которая ведет к повреждению материала муфты. По этой причине все пустоты должны заполняться специальным герметиком.

Характерные ошибки монтажа соединительных муфт

Монтаж муфт на кабели проводится на открытом воздухе внутри траншей или ремонтных котлованов, где сложно организовать чистоту рабочего места. Но, при сборке всех элементов муфты необходимо пользоваться полиэтиленовыми пленками и пакетами, следить за отсутствием загрязнений и своевременно отчищать все поверхности.

Нарушение технологии монтажа соединителей

Размеры гильз и жил должны соответствовать рекомендациям производителей. Иначе могут образовываться задиры, ушки, заусеницы. Их появление надо замечать и сразу сглаживать мелкими напильниками с последующей шлифовкой обрабатываемых поверхностей.

Также шлифуются выступающие кромки болтов. Все металлические опилки необходимо своевременно удалять с поверхностей изоляции.

Неравномерность толщины изоляции манжеты

Этот дефект возникает при усадке манжет с толстыми стенками, выполняемой методом термоусадки. Для его исключения место прогрева должно быть равномерно распределено по всему периметру соединяемых частей. В ограниченных пространствах это бывает сложно выполнить.

Использование согнутого металлического рефлектора из жести позволяет равномерно передать тепло всей поверхности, что обеспечивает одинаковый расплав клеевого подслоя герметика трубки и точное распределение его по кругу.

Нарушенная герметичность муфт

У муфт, накладываемые на высоковольтные кабели, используются 3 пояса герметичности:

2. внутри термоусаживаемого корпуса;

3. снаружи всей конструкции.

Для усадок внешних поверхностей применяют дополнительные подмотки герметиком для заделки стыков. После термообработки клей должен выступить за края зазора и перекрыть доступ внутрь стыков вредных веществ.

Если герметик не выступает, то требования технологии не выполнены.

Также перед окончательной укладкой собранной муфты в грунт следует внимательно провести ее осмотр для выявления возможных порезов и микротрещин на кожухе. Если они обнаружены, то необходимо на корпус дополнительно установить ремонтную манжету с подслоем клея.

Воздушные пустоты в муфтах

Все пространства между деталями муфт должны быть полностью заполнены герметиками. Если же внутри образованы воздушные полости, то в них будет происходить ионизация.

Таким образом, соединительные муфты для силовых кабелей должны монтироваться по строгим правилам с соблюдением технологических операций, которые досконально изучаются и осваиваются на практике специалистами электромонтажных организаций, занимающимися только соединением концов кабелей и линий из них.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник