Spojování, odbočování a ukončování vodičů a kabelů

Požadavky na kvalitu spojů, odboček a koncovek. Podle Řádu elektroinstalace jsou na kvalitu připojení, větví a koncovek kladeny následující požadavky:

1. Připojení, rozvětvení a zakončení vodičů a kabelů musí být provedeno pomocí krimpování, svařování, pájení nebo svorek (šroub, šroub atd.).
2. V místech napojení, odbočení a připojení žil drátu nebo kabelu musí být zajištěn přívod drátu (kabelu), aby byla zajištěna možnost opětovného připojení odbočky nebo připojení.
3. Spoje a odbočky vodičů a kabelů musí být přístupné pro kontrolu a opravu.
4. V místech připojení a odbočení nesmí dráty a kabely působit mechanickými tahovými silami.
5. Připojovací a odbočovací body žil drátů a kabelů, jakož i připojovací a odbočovací svorky atd., musí mít izolaci ekvivalentní izolaci žil celých úseků těchto drátů a kabelů.
6. Připojení a odbočení vodičů a kabelů, s výjimkou vodičů položených na izolačních podpěrách, musí být provedeno ve spojovacích a odbočných krabicích, v izolačních pouzdrech spojovacích a odbočných svorek, ve speciálních výklencích stavebních konstrukcí, uvnitř skříní elektroinstalace výrobky, zařízení a stroje. Při pokládání na izolační podpěry by mělo být připojení nebo odbočení vodičů provedeno přímo na izolátoru, čele nebo na nich, stejně jako na válečku.

Tlaková zkouška. Hlavní fáze prací tlakové zkoušky jsou následující. V závislosti na průřezu a materiálu žil drátu nebo kabelu se zvolí požadovaný typ objímky (dutá měděná nebo hliníková trubka, podle materiálu připojovaných drátů). Pro provedení krimpování je vybrán nástroj. Z vodičů se odstraní izolace na délku určenou typem objímky. Konce drátů jsou očištěny do kovového lesku a ihned promazány křemičito-vazelínovou pastou (čištění a mazání objímek se provádí, pokud to nebylo provedeno u výrobce). Vodiče, které mají být připojeny, jsou vloženy do objímky na obou stranách, poté jsou zvlněny a poté je místo připojení izolováno elektrickou páskou.

а	б

Výkres. Krimpování vodičů: a – měděné objímky; b – lisovací kleště.

Výkres. Svorky pro připojení vodičů a kabelů elektrického vedení: a – svorkové svorky; b – svorka; dovnitř – pružinová svorka.

• Koncové svorky. Vyrábějí se s přítlačnou lištou pro připojení vícežilových drátů a bez přítlačné lišty pro jednožilové dráty. Konstrukce svorkovnic umožňuje absenci dodatečné izolace v místě připojení. [Více podrobností o připojení vodičů elektrického vedení pomocí svorek jsou uvedeny v sekci „Dílna“]
• Svorka na kauci. Od běžných svorek se liší tím, že přítlačná lišta má zářezy, které proříznou vrstvu oxidu na jádru drátu, čímž se zvětší kontaktní plocha a kvalita spojení. Konstrukce těla této svorky navíc zabraňuje samovolnému uvolnění upínacího šroubu.
• Piercing svorka. Zvláštností svorky je, že při připojování vodičů není nutné odstraňovat izolaci z nich. Svorka se skládá z plastového pouzdra a kontaktní desky ve tvaru Ш, která po montáži svorky odtlačuje izolaci vodičů a zajišťuje elektrický kontakt mezi připojovanými vodiči. [Více podrobností o připojení vodičů elektrického vedení pomocí propichovacích svorek je uvedeno v sekci “Dílna”]
• Pružinová svorka. Je to nejjednodušší způsob připojení vodičů. Vše, co musíte udělat, je odizolovat vodič a vložit jej do svorky, kde je bezpečně upevněn pomocí speciálního pružinového mechanismu. Jednou z výhod těchto svorek je možnost spojovat vodiče různých průměrů, jak měděné, tak hliníkové, nedotýkají se navzájem, což eliminuje elektrokorozi. Gel vyplňující vnitřní objem navíc ničí oxidový film na hliníku a chrání jej před korozí.

Váš prohlížeč nepodporuje HTML5 video

Výkres. Svařovací stroj TS-700-2.

Svařování se skládá z několika technologických operací. Nejprve musíte z vodičů odstranit plášť a izolaci a poté je zkroutit. Výsledný zákrut zastřihněte tak, aby konce všech drátů byly na stejné úrovni a délka zákrutu byla alespoň 50 mm. Poté se na závit nainstaluje měděná svorka odvádějící teplo a připojí se „uzemnění“ svařovacího stroje. Po těchto operacích se konec uhlíkové „tužky“ vložené do držáku přivede na konec zákrutu a provede se svařování.

Váš prohlížeč nepodporuje HTML5 video

V důsledku toho by se na konci zkroucení měla vytvořit úhledná koule roztaveného kovu, po které by mělo být svařování zastaveno. Aby se zabránilo roztavení izolace drátu, doba svařování pro každé zkroucení by neměla přesáhnout 1–2 sekundy.

Výkres. Svařování zákrutu.
Váš prohlížeč nepodporuje HTML5 video

Větev. Pro vytvoření větve se používají stejné metody jako pro připojení vodičů a kabelů.

Kromě výše popsaných typů se jako svorky často používají odbočné příchytky typu „matice“ Skládají se ze dvou ocelových desek s drážkami pro vodiče, stlačených čtyřmi šrouby, umístěných v plastovém pouzdře. Mezi nimi je další plochá deska, která eliminuje přímý kontakt mezi vodiči při spojování měděných a hliníkových vodičů.

Výkres. Svorka větve – „matice“.

Ukončování a spojování hliníkových a měděných žil izolovaných vodičů a kabelů se provádí lisováním, svařováním, pájením a mechanickým upínáním. Volba metody je dána spolehlivostí kontaktu, jednoduchostí technologie, hospodárností atd. Proto jsou všechny metody rozděleny do tří skupin: měly by být používány, doporučovány a povoleny.
Měl by být použit – nejlepší metoda, která by měla být použita jako první; doporučeno – jeden z nejlepších způsobů, ale není povinný; povoleno – uspokojivá metoda a v některých případech vynucená. Do poslední skupiny patří dnes již zřídka používané metody: svařování benzinem a acetylen-kyslíkem, svařování kontaktním ohřevem a svařování elektrickým obloukem uhlíkovou elektrodou.
Nejproduktivnějšími metodami jsou krimpování, propan-kyslíkové (propan-vzduch) a argonové svařování, termitové svařování, v některých případech pájení a mechanické spojování pomocí svorek. Elektrické svařování kontaktních spojů vyžaduje elektřinu, plynové svařování vyžaduje speciální zařízení a termitové svařování vyžaduje pouze jednoduchá zařízení.
Pájené spoje a koncovky se v dnešní době používají jen zřídka, protože tento způsob, který zajišťuje spolehlivé spojení, je pracný, vyžaduje spotřebu neželezných kovů a je méně ekonomický. Volba způsobu připojení, větvení a zakončení závisí na materiálu vodičů, jejich průřezu a napětí.

Tlaková zkouška.

Tato metoda se používá pro spojování a ukončování měděných i hliníkových drátěných jader, ale krimpovací hliníková jádra mají ve srovnání s měděnými některé speciální vlastnosti. Přítomnost oxidového filmu na drátech, vnitřní povrch objímek ve válcové části hrotů komplikuje proces přípravy a vytvoření kontaktu.
Pro získání spolehlivého elektrického kontaktu je nutné důkladně očistit spojované prvky od oxidového filmu a použít speciální prostředky ochrany proti další oxidaci hliníku jak během procesu vytváření kontaktu, tak během jeho provozu. Tímto ochranným prostředkem je křemičito-vazelínová pasta, vyrobená z technické vazelíny a speciálně mletého křemičitého písku.
Povrchy, které mají být chráněny, jsou pokryty pastou, aby se zabránilo další oxidaci. Křemen při lisování ničí oxidový film, pomáhá vytvářet spolehlivé bodové kontakty a vazelína zabraňuje jejich oxidaci během provozu.
Délka hliníkové objímky a válcové části hliníkové špičky je větší než délka měděné objímky a špičky (zvětšuje se plocha vtlačení a počet vrubů). Při lisování hliníkových drátů místním lisováním se na trubkové části hrotu vytvoří dva důlky a na objímce čtyři důlky (dvě prolisy každého drátu vloženého do pouzdra). U měděných drátů se krimpování provádí jedním lisováním pro hrot a dvěma lisováními pro spojovací objímky. Při použití dvouhrotového nástroje se v jednom kroku provedou dva vtisky, ve dvou krocích čtyři.
Obecné požadavky na spojování a ukončování žil vodičů krimpováním jsou: čistota kontaktní plochy; dodržování normy kontaktního tlaku; zajištění hloubky lisování uvedené v návodu; správný výběr matric, razníků, hrotů nebo spojovacích objímek; správné umístění otvorů vytvořených v zářezových bodech.
Čistota styčné plochy je zajištěna odstraněním zbytků izolace z jader, vyčištěním objímek a hrotů od nečistot a vyčištěním vnitřku do kovového lesku.
Splnění normy kontaktního tlaku je dosaženo správným výběrem lisovacího nástroje (úseků a matric) v souladu s průřezem a třídou jádra a také měřením hloubky lisování po lisování a kontrolou podle speciální tabulky. Hroty nebo spojovací objímky se volí podle průřezu a typu jádra. Umístění otvorů vytvořených v bodech odsazení a vzdálenosti mezi nimi jsou definovány v tabulkách. Připojení a odbočení jednovodičových hliníkových vodičů s jádry o průřezu od 2,5 do 10 mm2 se provádí v objímkách řady GAO. Maximální celkový průřez vodičů pro připojení v objímkách GAO je 32,5 mm2. Krimpování návleků se provádí jedním lisováním pro jednostranné plnění jader a dvěma lisováními pro oboustranné plnění. Pro připojení a zakončení vodičů s průřezem větším než 10 mm2 se používají objímky GA a hroty TA a TAM.
Utěsněné trubkové hroty se používají k ukončení hliníkových kabelových jader. Úniku impregnační hmoty kabelu mezerou v čepeli hrotu je zabráněno oboustranným protilisováním půlkruhových drážek v její ploché části.
Jednodrátová sektorová jádra se před vložením do hrotu nebo objímky zaoblují speciálním nástrojem. Poté se konce vodičů očistí, namaže křemičito-vazelínovou pastou a provede se spojení nebo zakončení obvyklým způsobem.
V poslední době se používá nový způsob krimpování jednovodičových vodičů – krimpování hrotů. Na konci sektorového jádra se v práškovém lisu PPO v jednom záběru vyrazí hrot s otvorem, který dostane potřebnou kontaktní plochu podle tvaru hrotu. Při ukončení jednodrátového jádra vytlačením hrotu se používají stejné způsoby utěsnění řezané oblasti izolace jádra jako u běžných hrotů.
Svařování. Spojení a ukončení hliníkových drátů se provádí pomocí elektrického, termitového a plynového svařování. Obecné požadavky na jejich připojení a ukončení stanoveným svařováním jsou následující: ochrana proti spálení jednotlivých vodičů žil; ochrana izolace před přehřátím a poškozením; zabránění šíření hliníku; ochrana izolace před přímým působením plamene; ochrana hliníku před oxidací během procesu svařování; ochrana přípojných a ukončovacích bodů před korozí.
Za tímto účelem se svařování provádí pouze z konců drátů ve svislé nebo mírně nakloněné poloze. Pro odvod tepla se používají speciální chladiče se sadou vyměnitelných měděných nebo bronzových průchodek instalovaných na exponované části vodičů. Ve všech případech se svařování provádí ve speciálních formách; Aby se zabránilo šíření hliníku, jsou vývody drátu z formy utěsněny šňůrovým azbestem. Při svařování plynem a termitem se používají kotoučové ocelové clony k ochraně izolace před přímým působením plamene. Boční plochy jednotlivých vodičů musí být bez stop natavení, připálení a dutin a musí vstupovat do monolitické části spojů, aniž by se zmenšil jejich průřez.

K ochraně hliníku před oxidací během procesu svařování a k odstranění filmu oxidu hlinitého z povrchu svařovaných drátů se používají tavidla VAMI (chlorid draselný 50 %, chlorid sodný 30 %, kryolit 20 %) a Af-4a. Připojovací a koncové body jsou očištěny od zbytků tavidla a strusky, omyty benzínem, pokryty lakem odolným proti vlhkosti a izolovány páskou nebo plastovým uzávěrem.
Spojení a odbočení jednovodičových hliníkových vodičů o průřezu do 12,5 mm2 elektrickým svařováním s kontaktním ohřevem se provádí pomocí kleští a uhlíkové elektrody s použitím tavidla nebo bez něj. V prvním případě jsou konce drátů zataveny do monolitické tyče ve ferule vyhřívané uhlíkovými elektrodami, ve druhém případě jsou konce drátů, předem odizolované, zaoblené a potažené tavidlem, taveny přímo uhlíkovou elektrodou bez ochranného kroužku, dokud se na koncích nevytvoří kulička roztaveného kovu. V obou případech je zdrojem elektrické energie pro svařování transformátor 0,5 kVA se sekundárním vinutím 9-12 V. Elektrické svařování zákrutů jednožilových drátů (hliníkových i měděných) o celkovém průřezu do 12,5 mm2 je prováděno stacionárním svářecím poloautomatem VKZ-1 pomocí svařovací pistole (bez použití tavidla). Zařízení je navrženo tak, aby zastavilo svařování, když se dráty roztaví na stanovenou délku. Jeho produktivita je jeden až tři svary za minutu.
Elektrické svařování spojů a zakončení vícevodičových žil kontaktním ohřevem se provádí uhlíkovou elektrodou ze svařovacího transformátoru o napětí 6-12 V (bezobloukové svařování). Spojení vícevodičových hliníkových jader se provádí ve dvou krocích: tavení konců spojených žil do monolitické tyče a jejich svařování v otevřené formě. Při ukončení se konec jádra zasune do objímky hrotu a zataví se do společné monolitické tyče s horní vyčnívající částí objímky.
Elektrické svařování s kontaktním ohřevem se používá především pro spoje a odbočky hliníkových drátů malého průřezu, zejména na výrobních linkách pro přípravu osvětlovací elektroinstalace. Při ukončování hliníkových vodičů a kabelů přímo na místě instalace se metoda kontaktního ohřevu téměř nepoužívá kvůli nízké produktivitě.
Ukončení vodičů a kabelů o průřezu od 16 do 240 mm2 plastovými nebo pryžovými izolačními hroty se provádí argonovým obloukovým svařováním pomocí poloautomatického zařízení nebo nekonzumovatelné wolframové elektrody. Pro svařování se používá poloautomat PRM-4 s jednosloupovým napájecím zdrojem PS G-500, VDG-301 nebo jiným stejnosměrným zdrojem s tuhou vnější charakteristikou.
Schémata obloukového a argonového svařování, technologické metody a jejich posloupnost jsou podrobně popsány v jiných učebnicích a ve speciálních návodech.
Termitové svařování, které je nejspolehlivější metodou spojování hliníkových drátů a kabelů, má své výhody: vysoká spolehlivost spojů; jednoduchost technologie; malé celkové rozměry a hmotnost zařízení; nezávislost na zdrojích energie.
Termitové svařování se provádí pomocí tepla uvolněného při spalování termitové hmoty. Vyžaduje termitové patrony a zápalky, hliníkové drátěné plnicí tyče, tavidlo, aceton, listový a kordový azbest, jakož i zařízení vyráběná jako samostatná sada.
Pro svařování se konce drátů nebo kabelů odříznou na určitou délku a z žil se odstraní směs oleje a pryskyřice (pro kabely). Po odstranění otřepů (zbývajících po řezání) se na konce drátů nanese tenká vrstva tavidla a nasadí se hliníkové krytky izolující povrch drátů od stěn forem, které se při hoření termitové směsi zahřejí na 100 °C i více. Poté se na konce drátů umístí termitová patrona. Vnitřní povrch kazetové formy je pokryt křídou. Kazety jsou na koncích utěsněny navinutím azbestové šňůry.
Chladiče jsou umístěny na exponovaných částech vodičů a instalovány na stojanu. Svařovaná žíla se oplotí od ostatních žil kabelu stíněním z azbestového plechu o tloušťce minimálně 4 mm a poté se patrona zapálí termitovou zápalkou uchycenou ve speciálním držáku. Po zapálení se zápalka přibližuje ke konci nábojnice, až se s ní dostane do kontaktu. Jakmile patrona začne hořet, zasune se do ní výplňová hliníková tyčinka potažená tavidlem.
Po dohoření termitové patrony, roztavení jader a naplnění vtokové trubky se tekutý kov promíchá. Po vytvrzení kovu se patrona odštípne a chladicí forma se odstraní. Stojan vtoku je zapilován dolů. Celý spoj se začistí kartáčem z kartonové pásky, překryje asfaltem nebo jiným lakem odolným proti vlhkosti a izoluje běžným způsobem. Vnější vrstva izolace drátu je také potažena asfaltovým lakem a spojení žil kabelu je zpracováno v závislosti na tom, jaký typ spojky je instalován na kabelu. Při svařování žil kabelů o průřezu 70 mm2 a vyšším s plastovou izolací je nutné na 80 mm profily navinout navlhčenou azbestovou šňůru nebo plsť o tloušťce minimálně 10 mm.
Termitové svařování musí být prováděno přísně podle požadavků, jejichž porušení zhorší jeho kvalitu. Mezi ně patří: pečlivé utěsnění forem azbestovou šňůrou, aby se zabránilo roztavení drátů při výstupu z formy nebo úniku kovu; přivádění přísady do svařovací lázně současně se začátkem spalování mufle (zpoždění při zavádění přísady způsobí spálení kokily); potažení vnitřního povrchu kokilových forem křídou, aby se zabránilo přilnutí hliníku k kokilové formě; pečlivé čištění přídavného drátu od oxidu (tak, aby se v menší míře dostal do svarových spojů); správné zapálení termitové patrony zápalkou (zapálená zápalka se přiblíží k mufli a konec se otře boční plochou hořící zápalky).
Při provádění termitového svařování je nutné dodržovat bezpečnostní opatření uvedená v návodu. Teplota spalování termitové patrony je přes 2500 °C a odpovídá – 1500 °C, takže neopatrné zacházení s nimi může vést k těžkým popáleninám. Termální zápalky, používané pro zapalování termitových patron (při svařování drátů a kabelů), mají krátkou a tenkou dřevěnou tyč, často s příčnou laminací. Tato nevýhoda nezajišťuje bezpečnostní podmínky při práci s tepelnými zápalkami, protože při tření o struhadlo se tyčinky zápalek lámou a hořící hlavy odlétají do strany. Vysoká teplota hořící hlavičky zápalky také představuje riziko popálení ruky osoby pracující se zápalkou.
Vzhledem ke zvýšenému nebezpečí termitového svařování by měl být používán především při absenci elektrické energie, např. v terénu.
Plynové svařování hliníkových drátů se provádí v plameni různých hořlavých plynů – acetylen, směs benzín-kyslík, propan-butan. Nejčastěji se používají směsi propan-butan, které mají schopnost zkapalňovat při nízkých tlacích. Nízký vnitřní tlak a malý objem zkapalněné směsi propanu a butanu umožňují jejich skladování a přepravu v malých tenkostěnných lahvích.
Pro svařování propan-vzduch a propan-kyslík a také pro pájení propan-vzduch se vyrábí speciální zařízení v podobě souprav NSP, které zahrnují lahve, nádoby se sadou svařovacích zařízení, plynovzdušné hořáky GPVM se stabilizací plamene atd. Svařování plynovým hořákem se provádí ve dvou krocích; Konce vícevodičových jader jsou zataveny do pevné tyče a pevná jádra jsou k sobě svařena. Při zakončení je horní část objímky hrotu roztavena spolu s koncem hliníkového jádra.
Pro svařování zákrutů hliníkových drátů o průřezu do 10 mm2 v krabicích při instalaci elektroinstalace se používá propanbutanový hořák, který pomocí tavidla VAMI vytvoří spolehlivé, kvalitní spojení. Tento způsob připojení je ve srovnání s jinými způsoby ekonomičtější a efektivnější. Pokračujte ve svařování od 10 do 50 sekund v závislosti na počtu drátů a jejich průřezu.
Při práci s propan-butanem je třeba obzvlášť pečlivě dodržovat bezpečnostní předpisy. Plyn propan-butan je v lahvích pod tlakem a při poruše jejich armatur nebo hadice vzniká ve vzduchu výbušná směs.
Propan-butan má ostrý nepříjemný zápach, který způsobuje podráždění a záněty sliznice nosohltanu a očí a také bolesti hlavy. Každý, kdo pracuje s propan-butanem, proto musí dobře znát opatření k ochraně před škodlivými účinky plynu na lidský organismus: nepobývat v plynem znečištěných místnostech, pracovat s propanbutanovým hořákem se zapnutou ventilací, pracovat v kabelových tunelech a studnách za přítomnosti pozorovatele atd.
Zkapalněný propan-butan při kontaktu s lidskou pokožkou způsobuje omrzliny. Proto se musí rychle smýt vodou.
V současné době se doporučuje používat propan-vzduch, propan-kyslík, argon-obloukové svařování atd.

Pájení.

Při připojování a ukončování měděných drátů a méně často při připojování hliníkových drátů se používá metoda pájecího připojení, která je nejnáročnější na práci. Pájení se provádí propan-butanovým hořákem nebo benzinovým hořákem s použitím pájky A, TsO-18 a TsA-15 pro hliníkové dráty a POS pro měděné dráty. Jako tavidlo se používá kalafuna, stearin a pájecí tuk.
Spoje a odbočky jednodrátových jader hliníkových drátů o průřezu 2,5-102 mm se provádějí pájením dvojitého zákrutu s drážkou, vícežilových jader o průřezu 16 až 150 mm2 přímým natavením pájky v dělené formě nebo litím předem roztavené pájky.
Šroubové a šroubové svorky. Spoje, odbočky a uchycení hliníkových drátů a kabelů včetně odboček z průběžných hlavních řad se provádí i mechanicky pomocí příchytek.
Pro připojení měděných vodičů lamp s hliníkovými vodiči sítě se používají lustrové svorky. U svěrných tvarovek s odnímatelným plastovým tělem jsou větve vyrobeny z hlavní sítě bez jejího řezání.
Pro výrobu spojů, koncovek a odboček z hliníkových a měděných žil izolovaných vodičů a kabelů se používají základní i pomocné materiály. Mezi hlavní materiály patří: propan, plynný stlačený kyslík pro spalování propanu; pájky A, TsO-12, TsA-15, POS-40; Tavidla VAMI pro rozpouštění oxidového filmu hliníku při svařování žil drátů, jakož i při ukončování a rozvětvení žil drátů a kabelů a AF-4a pro rozpouštění oxidového filmu hliníku při svařování žil kabelů ve spojovacích objímkách; křemenná vazelínová pasta; termitové patrony PAN, PAT, PA kompletní s hliníkovými sektorovými pouzdry a hliníkovými pouzdry, stejně jako termitové zápalky; měděné svorky řady T a P, měděno-hliníkové řady TAM a ShP (kolíky), hliníkové řady TA; měděné objímky řady GM, hliníkové řady GA a GAO (pro jednovodičová jádra) a odbočné svorky v plastovém pouzdře; kalafuna a roztok kalafuny v alkoholu; svařovací drát SvAK5; svářecí uhlíky. Pomocné materiály jsou: letecký nebo bezolovnatý benzín; technická vazelína; aceton; technický dichlorethan; azbestová lepenka tloušťky 2-4 mm a azbestová šňůra; skelný papír; Hadry na utírání, křída, izolační pásky a plastové čepice; lak a barva.