 |
ОТВЕТВИТЕЛЬНЫЕ ЗАЖИМЫ С ПРОКАЛЫВАНИЕМ ИЗОЛЯЦИИ ДЛЯ СИП
Ответвительные зажимы с прокалыванием изоляции для СИП
Валерий Староверов, генеральный директор ЗАО НИЦ «Старинфо», г. Королев
В предыдущем номере журнала («Новости ЭлектроТехники» № 5(41) 2006, www.news.elteh.ru) Валерий Юрьевич Староверов начал рассматривать ответвительные зажимы с прокалыванием изоляции, применяющиеся для выполнения ответвлений от магистральных проводов, выполненных СИП. Он рассказал об отличиях в конструкции контактной системы зажимов различных производителей, о материалах изолирующего корпуса, способах контроля момента затяжки болта, удобстве монтажа.
Сегодня автор останавливается на качестве соединения проводов, выполненного ответвительными зажимами с прокалыванием изоляции.
Качество соединения, выполненного с помощью ответвительных зажимов с прокалыванием изоляции (ОЗПИ), зависит как от правильности выполнения монтажа, так и от конструктивных особенностей зажима. При этом немаловажную роль играет правильный подбор типа ОЗПИ и сечения и материала проводов (магистрали и ответвления).
Если условиться, что монтаж ОЗПИ выполнен квалифицированно, с учетом всех рекомендаций производителя, а тип зажима выбран с учетом сечений соединяемых проводов, то остается рассмотреть, как конструктивные особенности ОЗПИ разных производителей могут сказаться на качестве соединения проводов.
Характеристиками качества соединения проводов, обусловленными конструкцией ОЗПИ, являются:
- реальный допустимый ток через зажим;
- стабильность электрического сопротивления контакта, образованного зажимом с соединенными проводами;
- стабильность диэлектрических свойств элементов зажима, обеспечивающих изолированность контакта;
- механическая прочность проводов после монтажа ОЗПИ.
РЕАЛЬНЫЙ ДОПУСТИМЫЙ ТОК ЧЕРЕЗ ЗАЖИМ
Допустимый ток прокалывающего зажима должен быть не меньше допустимого тока провода ответвления с наибольшим сечением, заявленным производителем.
Французские производители в своих каталогах эту характеристику для ОЗПИ указывают, Ensto – нет. Причем Simel указывает на соответствие своих ОЗПИ стандартам NFC 33020 и EATS 4314 с токовыми нагрузками согласно HD 626S1, Niled здесь ссылается на нормы HN 33E61, а Sicame – на нормы NFC 33020 и UL 486B. В таблице приведены значения допустимого тока для ряда сечений СИП (фазный провод) и заявленные допустимые токи для ОЗПИ Sicame и Niled.
Реальный допустимый ток через смонтированный ОЗПИ должен быть близким к заявленному значению, если монтаж выполнен с соблюдением требований производителя. Его значение будет определяться площадью соприкосновения зубьев контактных пластин с отдельными проводниками жилы СИП. Если учесть, что у конкретного зажима расстояние между соседними зубьями контактной пластины есть величина строго определенная и в момент прокола ориентация соседних проводников в жиле, которые будут деформированы зубьями ОЗПИ, может быть произвольной, то следует ожидать, что от случая к случаю контактная площадь соприкосновения зубьев каждый раз будет иметь новое значение в пределах определенного диапазона. Поэтому и реальный допустимый ток каждый раз для конкретного случая (ОЗПИСИП) является разным, в том числе и меньше заявленного значения. Но важно, чтобы его реальное значение было заведомо большим в сравнении с соответствующим допустимым током, который регламентируется стандартом. В противном случае ОЗПИ при больших токах нагрузки, близких к допустимому для СИП, может стать источником потерь электроэнергии.
С другой стороны, если реальный допустимый ток ОЗПИ будет значительно больше допустимого тока провода СИП, при токах нагрузки, превышающих значение последнего, возникает опасность нагрева оболочки СИП, что может привести к аварийной ситуации и, как следствие, к выходу из строя СИП. Это обстоятельство справедливо, если автоматика не обесточит линию.
Исходя из описанных соображений, представляется, что заявленные значения допустимого тока ОЗПИ (обусловленные конструкцией зажимов) Sicame и Simel являются более обоснованными по сравнению с ОЗПИ Niled, у которого это значение примерно в два раза превышает соответствующие значения допустимого тока проводов СИП.
Таблица
Значения допустимого тока для различных сечений СИП
Стабильность сопротивления контакта
У рассматриваемых ОЗПИ предусмотрена система герметизации контактной части зажима. Поэтому, если соблюдается технология монтажа, то вопрос о стабильности электрического сопротивления в месте контакта может и не стать актуальным. Но реально ряд факторов всетаки может привести к росту этого сопротивления со временем: попадание влаги в контактную зону постепенно приводит к коррозии как контактных пластин, так и проводников. Этими факторами могут быть:
- некачественные уплотнители и смазка;
- некачественное антикоррозионное покрытие на стягивающем болте, что может привести к ослаблению силы, стягивающей половинки корпуса ОЗПИ;
- разрушение корпуса зажима при случайном механическом воздействии на него;
- некачественный материал корпуса зажима, который под воздействием климатических факторов может потерять свою механическую прочность.
Всё сказанное относится к ОЗПИ всех рассматриваемых производителей.
Есть еще один фактор, который также влияет на стабильность электрического сопротивления в месте контакта ОЗПИ с проводами. Имеется в виду ослабление силы сжатия стягивающего болта в ОЗПИ в результате расширения и сжатия деталей ОЗПИ, выполненных из разных материалов (сталь, медь, пластик, резина), при многократных перепадах температуры окружающей среды в широких пределах. Изза разности коэффициентов температурного расширения используемых материалов в соединении ОЗПИ возникают силы, ослабляющие механический контакт, следовательно, существует опасность увеличения электрического сопротивления контакта. У нас есть данные о том, что данный фактор учитывается конструкторами Simel. Отношение других производителей к этому фактору нам не известно. В Simel же для снижения влияния этого фактора в ОЗПИ применены такие металлы и их сплавы, которые позволяют после выполнения монтажа держать весь механический узел в подпружиненном состоянии, т.е. в напряжении, которое остается стабильным при всех возможных колебаниях температуры окружающей среды. Это позволяет обеспечить независимость электрического сопротивления контакта в ОЗПИ Simel от температурного фактора.
Стабильность диэлектрических свойств
Думается, что слабым звеном ОЗПИ в части потери изолирующих свойств или ухудшения диэлектрических свойств являются резиновые прокладки, которые с годами под воздействием влаги, температурных колебаний и солнечной радиации могут разрушиться.
Как следствие, при длительных сроках эксплуатации возможно появление в ОЗПИ электрических потерь.
Механическая прочность проводов после монтажа
При монтаже ОЗПИ в жиле СИП происходит деформация отдельных проводников в точках соприкосновения с зубцами контактных пластин. Ясно, что без проникновения зубцов в деформированные проводники невозможно обеспечить надежный электрический контакт и тем более достаточную площадь соприкосновения между жилами СИП и контактной пластиной.
В связи с вышеизложенным вызывает недоумение утверждение, помещенное в каталоге по арматуре для СИП фирмы Niled о том, что «…монтаж ответвительных зажимов фирмы Niled не влияет на уменьшение механической прочности фазного и нулевого провода».
Интересно, как другие производители ОЗПИ представляют данную особенность своих зажимов?
В каталоге Sicame говорится, что ОЗПИ Sicame имеют: «…точно подобранный момент затяжки – настолько сильный, чтобы гарантировать надежный электрический контакт и одновременно малый, чтобы не допустить ощутимого снижения механической прочности жил изолированного провода».
В каталоге Tyco (Simel) говорится, что после монтажа их ОЗПИ «…несущая способность проводников остается выше:
- 80% для четырехпроводной системы (наше уточнение: для самонесущей системы изолированных проводов – ССИП),
- 95% для несущей нейтрали».
У Ensto можно найти утверждение об одном из достоинств ОЗПИ серии SLIP: «…минимальное снижение механической прочности проводов».
Повышенного внимания требует остаточная прочность СИП после монтажа ОЗПИ на фазные провода, в особенности на провода ССИП, где все проводники выполнены из алюминия и все они являются несущими. Нейтральные несущие провода системы СИП2А изготовлены из более плотного алюминиевого сплава, поэтому этот провод меньше деформируется при монтаже ОЗПИ, чем алюминиевые.
Для потребителей и проектировщиков важно иметь данные об остаточной прочности СИП после монтажа ОЗПИ, чтобы для них изменения в состоянии линии при механических перегрузках были предсказуемы.
Из сказанного выше следует, что на сегодняшний день лишь только по зажимам Simel мы можем получить конкретную информацию о том, насколько снижается остаточная прочность СИП. Эта характеристика ОЗПИ других производителей вызывает вопросы и требует уточнений.
Далее приведем имеющиеся у нас результаты сравнительных испытаний, целью которых было определение, насколько изменилась механическая прочность СИП после монтажа на них ОЗПИ с контактной пластиной, имеющей множество пирамидальных зубьев (Ensto), и ОЗПИ с ножевыми пластинами, имеющими клинообразные зубья (Simel).
Испытания проводились многократно для следующих трех случаев:
1. Разрывался магистральный фазный СИП 50 мм2 (ответвление выполнялось таким же проводом), на котором были смонтированы ОЗПИ типа P4X150D (Simel) и SL 16.24 (Ensto).
2. Разрывался абонентский СИП 16 мм2 (ответвление выполнялось таким же проводом), на котором были смонтированы ОЗПИ типа P2X95 (Simel) и SL 11.118, SLIP 22.1 (Ensto).
3. Разрывался провод ответвления СИП 16 мм2, смонтированный в зажатые в тисках ОЗПИ типа P2X95 (Simel) и SL 11.118, SLIP 22.1 (Ensto).
Опыт показал, что в первом случае монтаж зажимов P4X150D снизил прочность СИП в пределах от 17 до 20%, зажимы SL 16.24 дали снижение прочности СИП на 8–16%.
Во втором случае зажимы P2X95 снизили прочность СИП в пределах 17–17,7%, в то время как зажимы SL 11.118 и SLIP 22.1 дали результат от 1 до 19,6%.
В третьем случае зажимы P2X95 дали пределы снижения 15,5–22,6%, а зажимы SL 11.118 и SLIP 22.1 показали результат 15–43,7%.
Конечно, полученная картина не является полной (желательно повторить опыт для всех возможных сечений СИП), но результаты позволяют сделать некоторые выводы:
- для больших сечений фазных проводов СИП зажимы с пирамидальными зубьями дают несколько меньшее снижение прочности СИП, чем зажимы с ножевой пластиной;
- для малых сечений проводов СИП, являющихся магистральными, зажимы обоих типов дали близкие значения верхнего предела потери прочности СИП;
- для малых сечений ответвительных проводов СИП лучше себя показали зажимы с ножевыми пластинами.
Бросаются в глаза большие разбросы результатов, полученных на зажимах компании Ensto. Другими словами, они дают плохую повторяемость результатов, а следовательно, их недостаточную предсказуемость. Особенно это видно на примере третьего случая, когда степень снижения прочности СИП колебалась от опыта к опыту от 15 до 43,7%.
Выводы
1. Современные ответвительные зажимы с прокалыванием изоляции, предназначенные для подключения проводов СИП и производимые европейскими компаниями Ensto, Niled, Sicame и Simel, позволяют быстро и качественно выполнить соединение двух проводов СИП, обеспечивая качественный электрический контакт, одновременно обеспечивая изолированность и герметичность места соединения проводов. Эти качества зажимов достигнуты благодаря применяемой конструкции контактной системы, удачному выбору материала корпуса зажима, реализации контроля момента затяжки болта при монтаже, применению элементов герметизации контактной группы – резиновых вкладышей и водоотталкивающей смазки.
2. Конструкция рассмотренных ответвительных зажимов позволяет вести подключение проводов ответвления к магистрали, находящейся под напряжением. Это обстоятельство позволяет: сократить время на выполнение монтажа; избежать отключения потребителей от источника электроэнергии, тем самым не допустить возможного ущерба для него; избежать возможных дополнительных потерь, связанных с отключением потребителя, выливающихся в недополучение оплаты за электроэнергию на время отключения линии.
3. Качество соединения проводов СИП, выполненного с помощью ответвительных зажимов с прокалыванием изоляции, зависит как от соблюдения технологии монтажа, от сечения и материала проводников СИП, так и от конструкции зажимов.
4. Французские производители в своих каталогах указывают допустимый ток для своих прокалывающих зажимов, который должен соответствовать допустимому току для наибольшего сечения провода СИП со стороны ответвления.
5. Важными после монтажа прокалывающих зажимов являются стабильность сопротивления контакта в месте соединения проводов, а также стабильность диэлектрических свойств элементов зажима, ответственных за герметизацию контактной группы.
6. Производители зажимов поразному знакомят потенциальных потребителей с такой важной характеристикой прокалывающих зажимов, как остаточная механическая прочность проводов СИП после монтажа на них этих зажимов. Если Simel указывает эту характеристику конкретно, то остальные – довольно расплывчато, что вызывает вопросы.
7. С точки зрения наименьшего ущерба для проводов, контактная группа зажимов с пирамидальными зубьями более предпочтительна для больших сечений. В то же время контактная группа с ножевыми пластинами выигрышнее ведет себя с проводами малых сечений.
| 
|
