ОТВЕТВИТЕЛЬНЫЕ ЗАЖИМЫ С ПРОКАЛЫВАНИЕМ ИЗОЛЯЦИИ ДЛЯ СИП
Сравнение технологичности и качества соединения

В предыдущих номерах журнала («Новости ЭлектроТехники» № 3(39) и № 4(40) 2006, www.news.elteh.ru) Валерий Юрьевич Староверов проанализировал особенности присутствующей на российском рынке арматуры, применяемой для монтажа самонесущих изолированных проводов.
Сегодня автор подробно рассматривает ответвительные зажимы с прокалыванием изоляции, применяющиеся для выполнения ответвлений от магистральных проводов, выполненных СИП.

Валерий Староверов, генеральный директор ЗАО НИЦ «Старинфо», г. Королев

В воздушных линиях с самонесущими изолированными проводами (далее ВЛИ) довольно часто приходится выполнять ответвления: разветвление магистральной линии, реализация ввода в здание или абонентской линии, подключение уличного светильника или щита со световой рекламой, присоединение к магистрали ограничителей перенапряжений. Для этого конструкторами были изобретены специальные зажимы, которые выполняют электрическое соединение магистрального изолированного провода СИП с проводом ответвления (обычно тоже СИП, но может применяться любой изолированный провод малого сечения), – так называемые ответвительные зажимы с прокалыванием изоляции (ОЗПИ), которые иногда называют просто прокалывающими зажимами.
Конструкция этих ответвительных зажимов такова, что выполненное ими соединение двух проводов оказывается изолированным. Электрическое соединение при монтаже осуществляется благодаря проколу изоляции проводов зубцами или шипами контактных пластин, встроенных в корпус ответвительного зажима, и последующему внедрению этих зубцов в тело токонесущего провода. А изолированность соединения обеспечивается наличием у такого зажима корпуса, выполненного из изоляционного материала (пластика), уплотнительных резиновых прокладок, а также изолирующего колпачка на конце провода ответвления. Сразу отметим, что в данной статье мы не будем рассматривать ответвительные зажимы для СИП, состоящие из двух частей (непосредственно зажим, состоящий из металлических деталей, и пластиковый корпус, одеваемый на зажим после его монтажа), считая их недостаточно совершенными и морально устаревшими, поскольку они не обеспечивают полной герметичности соединения проводов.
Ниже рассмотрим технологичность и особенности соединения, полученного с помощью ОЗПИ, на примере присутствующих на российском рынке прокалывающих зажимов зарубежных производителей: финской компании Ensto и французских фирм Niled, Sicame и Simel.

На страницах журнала «Новости ЭлектроТехники» уже публиковались работы, в которых ведущие зарубежные специалисты по прокалывающим зажимам освещали нынешнее состояние разработок наиболее совершенных ОЗПИ [1, 2]. Анализ современных ОЗПИ рассматриваемых ведущих производителей показывает, что они являются высокотехнологичными изделиями. Каждая из этих фирм в совершенствовании своих ОЗПИ шла своим путем, но все они, конкурируя друг с другом на рынке сбыта своих изделий, развивают технологию ОЗПИ в следующих направлениях:

• совершенствование конструкции контактной системы;
• выбор материала изолирующего корпуса зажима;
• реализация контроля момента затяжки болта при монтаже;
• герметизация контактной группы;
• обеспечение удобства монтажа ОЗПИ.

Рис. 1. Конструкция ОЗПИ фирмы Ensto



Рис. 2. Конструкции ОЗПИ:
1 – фирм Sicame и Simel
2 – фирмы Niled

Рис. 3. Конструкция ОЗПИ фирм Sicame и Simel в разрезе

В рассматриваемых ОЗПИ реализованы три различных конструкции контактной системы:
1. Широкие пластины из алюминиевого сплава с пирамидальными зубцами, расположенными в шахматном порядке (рис. 1). Всего в конструкции две такие пластины, по одной в каждой из половинок корпуса зажима. Используются в ОЗПИ Ensto.
2. Тонкие пластины из алюминия или из луженой меди в виде плоских ножей с зубцами, похожими на плоские клинья, как у пилы (рис. 2, поз. 1). Конструкция может содержать 4 или 8 таких пластин, по 2 или 4 в каждой из половинок корпуса зажима (рис. 3).
Применяются в ОЗПИ фирм Sicame и Simel.
3. Пластины из алюминия, подобные второй конструкции, но более толстые, имеющие пирамидальные зубцы, аналогичные первому типу, но расположенные вдоль узкого края пластины (рис. 2, поз. 2). В конструкцию входят 4 такие пластины, по две в каждой половинке корпуса зажима. Реализованы в ОЗПИ фирмы Niled.
Все три варианта конструкции обеспечивают надежный прокол изоляции СИП и надежный электрический контакт с токоведущими проводниками СИП. При этом зубцы контактных пластин при монтаже более глубоко проникают в алюминиевую фазную жилу СИП, чем в несущую нулевую жилу, изготовленную из алюминиевого сплава (альмелек), более прочную, чем фазная жила. Как следствие, возникает вопрос о достаточности остаточной прочности жил в самонесущей системе изолированных проводов (ССИП) после монтажа ОЗПИ на ее проводах, выполненных из алюминия и являющихся несущими. Особенности этой проблемы будут рассмотрены ниже.

Корпуса ОЗПИ всех четырех производителей выполнены из стеклонаполненного полиамида, который характеризуется высокой механической прочностью и стабильностью электрических и механических характеристик во времени, а также при воздействии атмосферных явлений (дождь, снег, гололед, перепады температуры).
Выбранный материал корпуса позволяет обеспечить достаточную его прочность при монтаже (прокол изоляции провода и обеспечение электрического контакта) и ее сохранение в течение длительного периода эксплуатации.

Для обеспечения качественного электрического соединения при сохранении достаточной прочности проколотого провода требуется обеспечить оптимальный момент затяжки (МЗ) болта, стягивающего две половинки корпуса ОЗПИ.
В более ранних разработках ответвительных зажимов при монтаже использовали динамометрический ключ, с помощью которого добивались заданного значения МЗ стягивающего болта. Это значение определялось предварительными экспериментами и рекомендовалось потребителям. Подобная операция сопряжена с неудобствами: не всегда можно в реальных условиях отслеживать показания динамометрического ключа, требуется обязательное наличие такого ключа у монтера, наблюдалась нестабильность качества электрического соединения и остаточной прочности провода.
Для поставленной задачи всеми производителями применено оригинальное решение: гайка со срывной головкой или болт с двумя головками, одна из которых является срываемой. Конструкция срывной головки выполнена так, что при определенном значении МЗ она срывается. Проанализируем значения момента затяжки для ОЗПИ, применяемых для трех разных случаев:

• для подключения магистральных проводов (табл. 1),
• для подключения абонентских линий (табл. 2),
• для подключения проводов освещения (табл. 3).