МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ
Республики беларусь главное управление образования, науки и кадров
УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
«БУДА-КОШЕЛЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»
Дисциплина «Технология электромонтажных работ»
Специальность:
2-74 06 31-01 «Энергетическое обеспечение сельскохозяйственного производства (электроэнергетика)».
Лабораторная работа № 3
Тема:
Исследование качества соединения проводов и кабелей, выполнение различными способами.
Цель работы:
Изучить способы выполнения неразборных и разборных контактных соединений. Получить практические навыки по выполнению контактных соединений пайкой, сваркой, опрессовкой.
Выполнил: учащийся
3 Курса, 55 эс группы
Поляков А.Ю.
Проверил: преподаватель
Лашкевич А.В
1.Тема и цель занятия.
2.Краткие теоретические сведения.
3.Зарисовать рисунки.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Способы соединения жил проводов и кабелей
Электрические соединения производят путем применения сварки, пайки, опрессовки, созданием разборных контактных соединений.
Сварка. Сварку применяют для оконцевания и соединения алюминиевых жил проводов и кабелей всех сечений, а также для соединения алюминиевых жил с медными при сечении не более 10 мм 2 . Различают три способа сварки; электросварку контактным разогревом, термитную и газовую.
При оконцевании и соединении алюминиевых жил сваркой применяют флюс ВАМИ. Флюс предназначен для удаления пленки окиси с поверхности алюминиевых жил и для зашиты поверхности от окисления. Флюс ВАМИ представляет собой смесь трех составляющих: хлористого калия (50%), хлористого натрия (30%), криолита (20%). Температура плавления флюса 630 °С. Химическая промышленность выпускает флюс в виде порошка, расфасованного в герметически закрытые банки. Порошок флюса перед употреблением разводят водой до консистенции густой сметаны (100 частей флюса на 30...40 частей воды по массе). Перед сваркой флюс наносят волосяной кисточкой тонким слоем на поверхность алюминиевых жил; нанесение флюса толстым слоем не способствует улучшению качества соединения.
Электросварка контактным разогревом является наиболее распространенным видом сварки, применяемым при оконцевании и соединении алюминиевых жил проводов и кабелей. Ее выполняют: с применением клещей с двумя угольными электродами (рис. 1); с применением обоймы (рис. 2).
Рис. 1 – Соединение алюминиевых Рис. 2 – Соединение алюминиевых
жил в клещах с двумя электродами: жил электросваркой клещами с
1-угольный электрод; 2-скрутка применением обоймы:
алюминиевых жил; 1-обойма из стальной полоски;
3-двухэлектродные клещи 2-угольные электроды;
3-двухэлектродные клещи
Газовую сварку применяют для оконцевания, соединения и ответвления алюминиевых жил. Для соединения однопроволочных жил суммарным сечением до 20 мм 2 - пропан-воздушную и только для оконцевания - ацетиленокислородную сварки. Оконцевание, соединение и ответвление медных жил газовой сваркой не допускаются.
Пропан-кислородную сварку в стальных формах используют для оконцевания жил сечением 300... 1500 мм 2 и выполняют при помощи пластин из твердого сплава АД31Т1 и наконечников ЛС.
Для жил сечением 16...240 мм" применяют стержневоеоконцевание сплавлением в монолит с добавкой легирующих присадок из алюминиевых сплавов. Соединение жил сечением 16...1500 мм 2 может производиться встык, а жил суммарным сечением до 400 мм 2 - по торцам в общий монолитный стержень.
Термитная сварка обеспечивает высокое качество электрического контакта. Ее осуществляют с помощью термитного патрона, который состоит из муфеля (термитной массы) и стальной цилиндрической формочки-кокиля. При сгорании термитной массы внутри кокиля устанавливается температура, позволяющая успешно производить сварку алюминия.
Термитная сварка применяется для соединения, оконцевания и ответвления алюминиевых жил проводов и кабелей,. Для сварки по торцам многопроволочных алюминиевых жил суммарным сечением до 240 мм 2 применяют термитные патроны марки ПАТ, для сварки однопроволочных жил малых сечений - марки ПАТО, для соединяемых встык жил проводов и кабелей сечением 16...800 мм" - термитные патроны марки ПА.
При соединении и оконцевании концы жил вводят в кокиль термитного патрона.
Пайка - вид слесарной обработки по образованию неразъемнного соединения при помощи расплавленного промежуточного металла или сплава, называемого припоем.
Лужение - это покрытие металла тонким слоем припоя для предохранения его от окисления, а также в местах соединения жил для хорошего контакта.
Флюсами называются вспомогательные материалы, используемые при пайке. Они служат для растворения и удаления оксидных пленок с поверхности соединяемых металлов и из расплава, а также образования на его поверхности прочной, воздухонепроницаемой пленки. Поэтому флюсы имеют плотность и температуру плавления ниже используемого припоя (таблица 1).
Пайка алюминия затруднена вследствие его легкой окисляемости с образованием на поверхности прочной окисной пленки. Удаляют ее обычно непосредственно во время пайки механическим способом, растирая специальной металлической кисточкой или непосредственно палочкой припоя. Окисная пленка при этом удаляется под слоем припоя и последний прочно соединяется с поверхностью металла. Алюминиевые жилы паяют с помощью припоев А, ЦО-12, ЦА-15.
Припой ЦА-15 отличается высокой механической прочностью и устойчивостью против коррозии. При его использовании не требуется специальных мер защиты места пайки от коррозии. Однако он имеет недостаток - высокую температуру плавления, что ограничивает его применение в электромонтажной практике из-за опасности перегрева изоляции жил во время пайки.
Припой ЦО-12 имеет более низкую температуру плавления, чем ЦА-15, но не обладает достаточной противокоррозионной стойкостью. Его применяют для пайки алюминиевых жил кабелей внутри муфт, герметическая заделка которых исключает попадание к месту пайки влаги и воздуха.
Припой А имеет невысокую температуру плавления и лучше, чем припой ЦО-12, сопротивляется воздействию коррозии. Однако места пайки должны быть покрыты влагостойким лаком и тщательно изолированы.
Медные жилы паяют с помощью мягких оловянно-свинцовых припоев ПОС-30, ПОС-40 и др. с применением флюсов.
При пайке в качестве источника тепла используют паяльник (для жил сечением до 10 мм 2), паяльную бензиновую лампу емкостью 0.5... 1 л или специальный набор инструментов с баллонами, заполненными пропан-бутаном.
Опрессовка
Опрессовка- соединение жил проводов п>тем местного вдавливания или сплошного и комбинированного обжатия.
Соединение, ответвление и оконцевание медных и алюминиевых жил опрессовкой широко распространено в электромонтажной практике. При опрессовке жила провода или кабеля вводится в трубчатую часть наконечника или специальную гильзу и сжимается с помощью матрицы и пуансона. Контактное давление, создаваемое при этом между гильзой и жилой, обеспечивает надежное электрическое соединение.
При опрессовке способом местного вдавливания зубьями пуансона в одном или нескольких местах создается большое давление в одном месте и наилучший электрический контакт,
При опрессовке сплошным обжатием большое давление, а следовательно, и хороший электрический контакт создаются на всем протяжении обжатия.
Комбинированное обжатие позволяет улучшить электрический контакт между жилой и трубчатой частью наконечника или гильзы благодаря тому, что в условиях сплошного обжатия создается дополнительно большое давление в месте вдавливания зуба шансона матрицей и пуансоном. Для опрессовки используют различные инструменты и механизмы.
При выборе способа опрессовки (местным вдавливанием, сплошным или комбинированным обжатием) достаточно освоить приемы выполнения одного из них, т.к., несмотря на внешние отличия при выполнении опрессовки этими способами, большинство операций однотипны. Опрессовка сплошным или комбинированным обжатием требует использования мощных прессов с большим усилием. Для опрессовки местным вдавливанием можно применять всевозможные клещи. Кроме того, способ местного вдавливания наиболее широко распространен при выполнении электромонтажных работ.
При работе с инструментом необходимо соблюдать общие правила техники безопасности, а также правила приведенные в инструкциях по эксплуатации прессов, клещей и других инструментов.
Надежность контактного соединения во всех случаях достаточно высока, если правильно определена область применения, точно выбраны наконечник или гильза, рабочие инструменты, тщательно подготовлены поверхности и правильно произведена опрессовка.
Оконцевание
Оконцевание - оформление концов жил проводов или кабелей для последующего присоединения.
Для оконцевания алюминиевых жил (сечением от 16 до 240 мм") проводов напряжением до 2 кВ и кабелей до 35 кВ следует применять трубчатые наконечники, для жил (сечением 2,5 мм 2) проводов напряжением до 2 кВ и кабелей до 1 кВ - кольцевые наконечники (пистоны).
Инструменты для обработки, соединения и оконцевания проводов и кабелей.
Инструменты для обработки, соединения и оконцевания проводов и кабелей. Обработка, соединение и оконцевание проводов и кабелей -- это технологические onерации, включающие обрезку проводника, съем изоляции с него, выполнение кольцевого зажима. Работу выполняют в монтажной зоне или в МЭЗ с помощью ручного или механизированного инструмента и механизмов.
Для перерезания (отрезки) проводов и кабелей используются секторные ножницы ИС (рис. 3, а), в которых усилие, прикладываемое к рукояткам двух рычагов, передается в усилие резания секторных ножей посредством храпового механизма. Секторными ножницами перерезают провода и кабели с алюминиевыми жилами сечением 3X240 мм 2 и медными - сечением 3X150 мм 2
Изоляция с жил проводов снимается инструментами, в которых содержится поводковый механизм, передающий усилия от двух рукояток (вместо ранее применявшихся трех) на движущиеся навстречу режущие ножи,и механизм, удаляющий надрезанную изоляцию. Ножи имеют режущие кромки в виде двух полукружий, калиброванных по диаметру жилы и допускающих возможность регулировки. Инструментом МБ-1М можно снять резиновую, пластмассовую и хлопчатобумажную изоляцию с концов проводов и жил кабелей различныхмарок и сечений (0,75-6 мм 2).
При оконцевании и соединении алюминиевых и медных проводов сечением жил 16-240 мм 2 широко используется опрессовка. Выпускаются унифицированные наборы инструментов НИОС (для опрессовки алюминиевых жил) и НЙОМ (для оирессовки медных жил), а такжеунфицированные ручные прессы с механическим, гидравлическим или электрическим приводом.
В электромонтажном производстве наиболее широко применяют электропроводный пресс ПГ-20, ручной гидравлический ПГР-20 Ml и ручной механический РМП-7.Опрессовка наконечников и гильз на жилах сечениемдо 35 мм 2 эффективно выполняется с помощью пресс-клещей механического типа с рычажным механизмом передачи усилий. Пресс-клещи ПК-3 (рис. 3, б) предназначены для опрессовки алюминиевых жил в гильзах ГАО-4, ГАО-5, ГАО-б, медных жил сечением 4-б мм 2 в наконечниках серии Т и гильзах серии 1М, а также для оконцевания медных жил сечением 1,5 и 2,5 мм 2 в кабельных концевых наконечниках (пистонах) серии П. Пресс-клеши ПК-4 (рис. 3, в) предназначены для опрессовки алюминиевых наконечников и соединительных гильз на проводах и кабелях сечением жил 16-35 мм", а также гильз ГАО-5, ГАО-6, ГАО-8.
Кроме
описанных выше средств механизации
электромонтажных
работ, существуют и другие (слесарный
инструмент, ручные оправки, сварочное
оборудование, приспособление
для гнутья труб, затяжки проводов в
трубы).
Рисунок 3 – Инструмент для обработки и оконцевания проводов и кабелей:
а - секторные ножницы типа НС-3; б - пресс-клещи ПК-3; в - пресс-клещи ПК-4.
Разборные контактные соединения.
Разборными контактными соединениями называют:
Присоединение жил проводов и кабелей непосредственно к выводам электрооборудования (электродвигателей, аппаратуры управления и защиты и т.п.);
Соединение шин и ответвлений от них с помощью болтов;
Выполнение ответвлений проводов и кабелей от магистральных электрических линий без их разрыва:
Соединение проводов с помощью сжимов.
Силовое электрооборудование, как правило, имеет плоские, штыревые и гнездовые контактные выводы (рис. 3).
Эти
выводы позволяют осуществлять разъемное
соединение проводов и кабелей с
электрооборудованием.
Выводы контактных зажимов электрических
аппаратов автоматики, управления,
сигнализации и защиты могут быть также
лепестковые, штифтовые и желобчатые
(рис.
4). К ним присоединяются только медные
жилы проводов и кабелей пайкой.
Рисунок 4 – Контактные выводы электрооборудования: а-гнездовой; б-штыревой;
в-плоский; г,д-лепестковый; ж-желобчатый; з-штифтовой.
В
распределительных устройствах, силовых
цепях, вторичных цепях, а также для
присоединения
проводников к установочным изделиям
применяются переходные контактные
зажимы
(ответвительные зажимы, люстровые
зажимы, клеммники из наборных или
ненаборных зажимов) (рис, 5).
Рисунок 5 – Механические зажимы: а, б, в – переходные контактные;
г, д, е, ж – ответвительные; з – винтовой.
Конструкцию и основные размеры плоских и штыревых выводов электрооборудования регламентирует ГОСТ 21242-75. Выводы электрооборудования изготовляются, как правило, из меди, алюминия и их сплавов. При токе до 40 А они могут быть стальными. Выводы нз меди и стали имеют металлопокрытие из олова, цинкооловянистого сплава, кадмия и никеля.
Непосредственно
монтажу контактных соединений в
электроустановках предшествует
оконцевание
жил проводов и кабелей. Оконцевание жил
сечением до 10 мм 2
может быть выполнено в
форме пестика, колечка, наконечника, с
помощью пайки или опрессовки (рис. 6).
Рисунок 6 – Виды оконцевания жил проводов и кабелей: а - в виде пестика;
б - в виде колечка; в - блочнымаконечником; г - ограничивающей
шайбой; д - шайбой-звездочкой; е – наконечником.
Изоляцию с концов жил сечением до 4 мм 2 рекомендуется снимать с помощью клещей КСИ, KY-1 и др. При снятии изоляции ножом последний направляют под углом 10.., 15° к поверхности провода так, чтобы, срезая изоляцию, он скользил по поверхности жилы, не повреждая ее.
Присоединение алюминиевых жил к выводам электрооборудования
Присоединение
однопроволочных алюминиевых жил сечением
до 10 мм 2
к плоским выводам электрооборудования
производится после зачистки жилы под
слоем нейтральной смазки (вазелин,
ЦИАТИМ – 221 или кварце-вовазелиновая
паста). Грязную
смазку после зачистки удаляют, заменяют
ее чистой и
изгибают конец провода в кольцо. При
присоединении к выводу устанавливают
шайбу-звездочку и пружинную
шайбу (рнс. 7).
Рисунок 7 – Присоединение алюминиевой жилы к плоскому выводу
электрического аппарата:
1-отвертка; 2-винт; 3-пружинная шайба; 4-шайба-звездоча;
5-алюминиевая жил; 6-контактный вывод.
Однопроволочные алюминиевые жилы сечением 2,5 мм, предварительно оконцованные кольцевым наконечником типа П, присоединяются к штыревым выводам путем затяжки между двумя гайками с установкой шайбы и пружинной шайбы. Однопроволочные алюминиевые жилы сечением 2,5...10 мм 2 , не оконцованныенаконечником, предварительно зачищают до металлического блеска под слоем нейтральной смазки с оформлением жилы в кольцо. Затем производят затяжку на штыревом выводе между двумя гайками с установкой шайбы-звездочки и пружинной.
Необходимо помнить, что присоединение алюминиевых жил к штыревым выводам и зажимам электрооборудования, установленного в сырых помещениях, в агрессивной среде, или наружных установках, не допускается.
В таких условиях присоединение алюминиевых жил допускается только после оконцевания их медно-алюминиевыми штифтовыми наконечниками.
Присоединение медных жил проводов и кабелей к выводам
электрооборудования.
Присоединение медных однопроволочных жил сечением до10 мм 2 к плоским медным выводам производится после зачистки жилы до металлического блеска с последующим оформлением в кольцо. Между головкой винта и жилой устанавливают шайбу и пружинную шайбу (рис. 6).
Присоединение медных многопроволочных жил сечением до 10 мм 2 к плоским медным выводам производится после оконцевания жил наконечником или оформлением жилы в кольцо с пропайкой. В этом случае между головкой винта и наконечником устанавливают только пружинную шайбу.
Медные однопроволочные жилы проводов и кабелей к гнездовым выводам присоединяются непосредственно. Многопроволочные медные жилы независимо от сечения присоединяются только после оконцевания их штифтовыми наконечниками. Допускается присоединение многопроволочной жилы после облуживания конца жилы в монолитный стержень. Однопроволочные медные жилы сечением до 10 мм 2 присоединяют к штыревым выводам после зачистки их до металлического блеска и оформления в кольцо. Жилы очищают от грязи и смазки растворителем. На штыревой вывод накручивают гайку, надевают кольцо медной жилы, после чего на штыревой вывод устанавливают шайбу, пружинную шайбу и затягивают гаечным ключом гайки штыревого вывода. Многопроволочные медные жилы сечением до 10 мм 2 должны быть оконцованы наконечниками или оформлены в кольцо с пропайкой. В этом случае при присоединении также устанавливают шайбу и пружинную шайбу.
Токоведущие жилы проводов и кабелей присоединяют к штыревым и гнездовым выводам электрических приборов винтовыми зажимами . К электрическому оборудованию и силовым шкафам применяют переходные контактные зажимы (наборные, винтовые, люстровые зажимы).
Зажимы могут иметь плоские, штыревые, гнездовые, штифтовые, лепестковые и желобчатые выводы , к которым присоединяют жилы проводов и кабелей непосредственно или после оконцевания их соответствующими наконечниками .
К лепестковым, штифтовым и желобчатым зажимам присоединяют только медные жилы проводов и кабелей.
Для выполнения ответвления от неразрезанных магистралей применяют винтовые зажимы , которые являются основным видом контактного присоединения , как к медным , так и к алюминиевым жилам , к электрическим машинам, приборам и оборудованию .
По конструктивному исполнению контактные соединения подразделяются на неразборные и разборные .
Неразборные контактные соединения (рис.4) выполняются пайкой, сваркой или опрессовкой .
Разборные контактные соединения (рис.5) (не путать с разъёмными соединениями) - не требующие применения средств стабилизации (т.е. неподвижного крепления) - выполняются стягиванием при помощи болтов, винтовых зажимов или штыревых выводов .
В местах болтовых и шарнирных соединений должны быть обеспечены меры по предотвращению самоотвинчивания (шплинты, контргайки - стопорные, тарельчатые или пружинные шайбы). Все крепежные изделия должны иметь антикоррозионное покрытие (цинкование, пассивирование).
Присоединение светильников к групповой сети должно быть выполнено с помощью клеммных колодок , обеспечивающих присоединение как медных , так и алюминиевых (алюмомедных) проводов сечением до 4 мм 2 .
В жилых зданиях одиночные патроны (например, в кухнях и передних) должны быть присоединены к проводам групповой сети с помощью клеммных колодок (рис.6).
Концы проводов , присоединяемых к светильникам, счетчикам, автоматам, щиткам и электроустановочным аппаратам , должны иметь запас по длине , достаточный для повторного подсоединения в случае их обрыва.
Наибольшие трудности при соединениях вызывают алюминиевые жилы , на поверхности которых всегда имеется плохо проводящая твердая и тугоплавкая оксидная пленка :
- После зачистки поверхности алюминия она образуется вновь .
- При пайке эта пленка препятствует сцеплению с припоем .
- При сварке - образует в расплаве нежелательные включения .
ВНИМАНИЕ! При креплении в винтовых зажимах алюминий проявляет другой недостаток - низкий предел текучести, в результате чего алюминий имеет способность выскальзывать из-под зажима , ослабляя контакт .
Страница 1 из 4
Общие сведения о соединении и оконцевании токопроводящих жил проводов и кабелей
Соединение и оконцевание токопроводящих жил проводов и кабелей - весьма ответственные операции, от правильного выполнения которых в большой мере зависит надежность работы электроустановок. Контактные соединения делятся на разъемные и неразъемные. Первые выполняют при помощи, винтов, болтов, клиньев и сжимов, вторые осуществляют сваркой, пайкой и опрессовкой.
Для надежной работы контактное соединение должно: иметь малое электрическое сопротивление, не превышающее сопротивления целого участка такой же длины. (Повышенное сопротивление контакта приводит к усиленному местному нагреву, что может вызвать разрушение соединения. Согласно нормам допускается кратковременный нагрев жил при коротком замыкании до 150°С при резиновой и пластмассовой изоляции и до 200 °С-при бумажной. Понятно, что контактное соединение должно выдерживать такие же температуры и, кроме того, надежно работать при многократных нагревах и охлаждениях.):
иметь высокую механическую прочность (особенно если соединение должно выдерживать значительные механические усилия - соединение шин, проводов воздушных линий и др.);
быть устойчивым к воздействиям едких паров и газов, изменению температуры и влажности, возможным вибрациям и сотрясениям, которые могут возникнуть при работе оборудования.
В электромонтажной практике используются медные и алюминиевые токопроводящие части. При монтаже соединений возможны пары «медь - медь», «алюминий - алюминий» и «медь - алюминий». У меди пленка окиси образуется медленно, мало влияет па качество контактного соединения и хорошо удаляется. Поэтому соединение медных токопроводящих частей обладает наилучшими электрическими и механическими свойствами. Алюминий тоже окисляется на воздухе, но у него пленка окиси образуется очень быстро, обладает большой твердостью и. высоким электрическим сопротивлением. Кроме того, температура плавления этой пленки, составляет около 2000 °С, поэтому она препятствует пайке и сварке алюминиевых проводов обычными методами.
В соединении меди с алюминием образуется гальваническая пара, в результате чего соединение быстро разрушается электрохимической коррозией.
Винтовые соединения
Основной вид контактного присоединения медных и алюминиевых жил малого сечения к электрическим машинам, аппаратам и приборам - винтовое соединение. Его применяют для проводов сечением до 10 мм2.
Для присоединения медных жил малых сечений их изгибают в виде колечка, которое в случае многопроволочной жилы пропаивается. Несколько сложнее делают винтовые присоединения алюминиевых жил. Дело в том, что алюминий под давлением начинает как бы «течь» в область с меньшим давлением. Поэтому, если алюминиевое соединение чрезмерно затянуть винтом, то с течением времени контактное соединение ослабнет, так как некоторая часть металла «вытечет» из-под шайбы. Особенно быстро происходит этот процесс при периодическом нагреве и охлаждении соединения. Для предотвращения этого явления винтовой зажим должен иметь устройство, предохраняющее алюминиевое колечко от раскручивания и компенсирующее ослабление контакта из-за текучести алюминия.
Для запирания колечка используют шайбу-звездочку или прямоугольную шайбу с бортиками, а для компенсации давления - пружинящие шайбы. Перед затяжкой винта контактные поверхности зачищают до блеска и смазывают кварцевазелиновой пастой.
Соединение опрессовкой
Рис. 1. Прессовочные клещи ПК-2М в гильзах типа ГАО
При соединении опрессовкой концы соединяемых проводов вводит в соединительную гильзу (отрезок трубки из чистой меди или алюминия) и сдавливают специальным инструментом. Большое значение для качества соединения имеет чистота контактных поверхностей, поэтому при любом способе опрессовки с жил и гильз должны быть удалены грязь, остатки изоляции и окисные пленки. С медных проводов пленку окиси удаляют в процессе опрессовки, когда поверхность металла растягивается и «течет», поэтому никакой специальной обработки, кроме зачистки, для медных проводов не требуется. Что же касается алюминия, то для разрушения прочной пленки его окиси на зачищенные контактные поверхности наносят пасту, состоявшую из вазелина с добавкой твердых зерен кварцевого песка или окиси цинка. При опрессовке твердые частицы разрушают пленку, а вазелин препятствует повторному окислению контактов.
Опрессовку алюминиевых проводов сечением до 10 мм2 производят диаметром до 9. мм) с помощью пресс-клещей ПК-2М (рис. 1). Они имеют рукоятки с фиксатором 5, ограничивающим степень вдавливания, одна из которых соединена с упорной скобой 3, а вторая - с толкателем 4. На скобе закреплена матрица 1, а на толкателе - пуансон 2 с зубом. 
Рис. 2. Прессовочные клещи ПК-1М
Рис. 3. Опрессовка проводов в гильзах ГАО:
а - в укороченной гильзе, б -в удлиненной гильзе, в - установка гильзы в прессе, г - гильзы после опрессовки, д - изоляция гильзы
Пресс-клещи ПК.-1М (рис. 2) за счет большой длины рукояток создают давление, достаточное для опрессовки гильз диаметром до 14 мм. В гидравлических монтажных клещах Г КМ рабочее движение толкателя с пуансоном происходит за счет давления в гидроцилиндре, которое возникает при нажатии рукоятки.
Технологический процесс опрессовки показан на рис. 3. Подготовка алюминиевых проводов к соединению заключается в их зачистке и покрытии пастой. После этого на концы проводов надевают укороченную гильзу ГАО (при односторонней опрессовке, рис. 3, а) или удлиненную гильзу той же марки (при двухсторонней опрессовке, рис. 3, б) и делают одно или два вдавливания прессом или клещами (рис. 35, в, г). Пуансон вдавливают в гильзу до момента срабатывания фиксатора-ограничителя или до тех пор, пока пуансон не коснется матрицы (если пресс-клещи не имеют фиксатора). Опрессованное контактное соединение очищают от остатков пасты и изолируют полиэтиленовыми колпачками или изоляционной лентой (рис. 3, д). 
Рис. 4. Инструмент для опрессовки:
а - механический пресс РМП-7М, б - гидравлический пресс РГП-7М
Для опрессовки алюминиевых проводов и жил кабелей сечением 16...240 мм2 используют гильзы типа ГА. В качестве опрессовочного инструмента применяют прессы, позволяющие создать большие усилия вдавливания. На рис. 4 показаны ручной механический пресс РМП-7М и ручной гидравлический пресс РГП-7М. Первый из них работает по тому же принципу, что и пресс-клещи, работа второго аналогична действию гидравлических клещей ГКМ. Усилие вдавливания этих клещей до 69 кН (7 т).
Опрессовку проводов больших сечений проводят в следующем порядке. После удаления изоляции, очистки и обработки пастой провода вводят в гильзу так, чтобы стык жил находился в центре ее (рис.4.5, а). Секторную жилу кабеля необходимо скруглить для того, чтобы она без больших зазоров укладывалась в гильзе.
Эту операцию на многопроволочных жилах выполняют универсальными плоскогубцами, а на однопроволочных - с помощью специальных обжимок, которые временно устанавливают для этой цели в пресс вместо матрицы и пуансона (рис. 5, б). Во время опрессовки на гильзе делают четыре вдавливания - по два на каждой половине (рис. 5, в). 
4.5. Технология соединения жил опрессовкой:
а - подготовка жил, 6 - скругление жилы, в - гильза после опрессовки
Для ускорения и повышения качества опрессовки можно использовать двухзубую матрицу, устанавливая ее в электрогидравлический пресс ПГЭЛ-2.
Опрессовка медных проводов производится таким же образом и теми же инструментами в гильзах марки ГМ. Медные многопроволочные жилы сечением до 2,5 мм2 можно соединять опрессовкой без гильз (рис. 6). 
Рис. 6. Соединение медных жил сечением до 2,5 мм2:
а - расположение жил, 6 - наложение медной или латунной ленты, в - уплотнение ленты, г - опрессовка, д - готовое соединение
Зачищенные участки жил длиной 20...25 мм плотно прижимают друг к другу и обворачивают в несколько слоев медной или латунной лентой (фольгой) шириной 18...20 мм, толщиной 0,2...0,3 мм. Затем в клещи ПК-2М устанавливают гребенчатую матрицу и пуансон, с помощью которых производится опрессовка.
Требования к качеству соединения, ответвления и оконцевания. Согласно ПУЭ к качеству соединения, ответвления и оконцевания предъявляются следующие требования:
- Соединение, ответвление и оконцевание жил проводов и кабелей должны производиться при помощи опрессовки, сварки, пайки или сжимов (винтовых, болтовых и т. п.).
- В местах соединения, ответвления и присоединения жил проводов или кабелей должен быть предусмотрен запас провода (кабеля), обеспечивающий возможность повторного соединения ответвления или присоединения.
- Места соединения и ответвления проводов и кабелей должны быть доступны для осмотра и ремонта.
- В местах соединения и ответвления провода и кабели не должны испытывать механических усилий тяжения.
- Места соединения и ответвления жил проводов и кабелей, а также соединительные и ответвительные сжимы и т. п. должны иметь изоляцию, равноценную изоляции жил целых мест этих проводов и кабелей.
- Соединение и ответвление проводов и кабелей, за исключением проводов, проложенных на изолирующих опорах, должны выполняться в соединительных и ответвительных коробках, в изоляционных корпусах соединительных и ответвительных сжимов, в специальных нишах строительных конструкций, внутри корпусов электроустановочных изделий, аппаратов и машин. При прокладке на изолирующих опорах соединение или ответвление проводов следует выполнять непосредственно у изолятора, клицы или на них, а также на ролике.
Способы соединения. Рассмотрим некоторые способы соединения жил проводов и кабелей электропроводки.
- Клеммные зажимы. Выпускаются с прижимной планкой, для соединения многожильных проводов, и без прижимной планки, для одножильных. Устройство клеммных колодок позволяет не использовать дополнительную изоляцию места соединения.
- Бугельный зажим. Отличается от обычных клеммных зажимов тем, что на прижимной планке имеются насечки, которые рассекают оксидный слой на жиле провода увеличивая площадь контакта и качество соединения. Кроме того, конструкция корпуса данного зажима препятствует самопроизвольному развинчиванию прижимного винта.
- Прокалывающий зажим. Особенность зажима в том, что при соединении проводов с последних не требуется снимать изоляцию. Зажим состоит из пластмассового корпуса и Ш-образной контактной пластины, которая после монтажа зажима раздвигает изоляцию провода и обеспечивает электрический контакт между соединяемыми проводами.
- Пружинный зажим. Является наиболее простым способом соединения проводов. Требуется только зачистить жилу от изоляции и вставить в зажим, где она надежно фиксируется с помощью специального пружинного механизма. Одно из достоинств данных зажимов – возможность соединения проводов разного диаметра, как медных, так и алюминиевых, они не контактируют между собой, что исключает электрокоррозию. Кроме того, гель, заполняющий внутренний объем, разрушает оксидную пленку на алюминии и защищает его от коррозии.
Контактную сварку проводов производят сварочным аппаратом, как переменным, так и постоянным током при напряжении 12 - 36В.
Рисунок. Сварочный аппарат ТС-700-2.
Сварка состоит из нескольких технологических операций. Сначала с проводов следует снять оболочку и изоляцию, после чего выполнить скрутку. Полученную скрутку подрезать так, чтобы концы всех проводов были на одном уровне, а длина скрутки получилась бы не менее 50 мм. После этого на скрутку устанавливается медный теплоотводящий зажим, и подключается «масса» сварочного аппарата. После этих операций к концу скрутки подносят торец заряженного в держатель угольного «карандаша» и производят сварку.
В результате на конце скрутки должен образоваться аккуратный шарик расплавленного металла, после чего сварку следует прекратить. Чтобы не расплавить изоляцию проводов время сварки каждой скрутки не должно превышать 1 - 2 сек.
Рисунок. Сварка скрутки.
После того, как сваренные скрутки остынут, их следует заизолировать.
Ответвление. Для выполнения ответвления применяются такие же способы, как и для соединения жил проводов и кабелей.
В качестве зажимов кроме описанных выше типов, часто используют ответвительные зажимы типа – «орехи», состоящие из двух стальных пластин с канавками под проводники, сжимаемые четырьмя винтами, расположенные в пластмассовом корпусе. Между ними располагается еще одна плоская пластина, которая исключает непосредственный контакт между жилами, в случае, когда соединяют медные и алюминиевые провода.
Рисунок. Ответвительный зажим – «орех».
Оконцевание и соединение алюминиевых и медных жил изолированных проводов и кабелей выполняют опрессованием, сваркой, пайкой и механическими сжимами. Выбор способа определяется надежностью контакта, простотой технологии, экономичностью и т. п. Поэтому все способы разделяют на три группы: следует применять, рекомендуется и допускается.
Следует применять — лучший способ, который должен использоваться в первую очередь; рекомендуется — один из лучших способов, но не обязательный; допускается — удовлетворительный способ, а в ряде случаев вынужденный. К последней группе отнесены способы, которые теперь применяют редко: бензо- и ацетилено-кислородную сварку, сварку контактным разогревом, электродуговую сварку угольным электродом.
Наиболее производительными способами являются опрессование, пропанокислородная (пропановоздушная) и аргонно-дуговая сварка, термитная сварка, а в отдельных случаях пайка и механические способы соединений с помощью сжимов. Для электрической сварки контактных соединений требуется электроэнергия, для газовой — специальное оборудование, а для термитной — только несложные приспособления.
Соединения и оконцевания пайкой в настоящее время применяют редко, поскольку этот способ, обеспечивающий надежное соединение, трудоемок, требует расхода цветных металлов и менее экономичен. Выбор способа соединения, ответвления и оконцевания зависит от материала жил, их сечения, напряжения.
Опрессование.
Этот способ используется для соединения и оконцевания как медных, так и алюминиевых жил проводов, но опрессование алюминиевых жил по сравнению с медными имеет некоторые особенности. Наличие оксидной пленки на жилах, внутренней поверхности гильз в цилиндрической части наконечников усложняет процесс подготовки и создания контакта.
Для получения надежного электрического контакта необходима тщательная очистка соединяемых элементов от оксидной пленки и применение специальных средств защиты от дальнейшего окисления алюминия как в процессе создания контакта, так и во время его эксплуатации. Таким защитным средством служит кварцевазелиновая паста, составленная из технического вазелина и кварцевого песка специального помола.
Защищаемые поверхности покрывают пастой во избежание их дальнейшего окисления. При опрессовании кварц разрушает оксидную пленку, способствует созданию надежных точечных контактов, а вазелин препятствует их окислению в период эксплуатации.
Длина алюминиевой гильзы и цилиндрической части алюминиевого наконечника больше, чем длина медной гильзы и наконечника (увеличение площади вдавливания и числа вдавливаний). При опрессовании алюминиевых жил местным вдавливанием на трубчатой части наконечника образуются две лунки, на гильзе — четыре лунки (по два вдавливания каждой жилы, введенной в гильзу). Для медных жил опрессование производят одним вдавливанием для наконечника и двумя вдавливаниями для соединительных гильз. При использовании двузубого инструмента два вдавливания выполняют в один прием, четыре — в два приема.
Общими требованиями к соединению и оконцеванию жил проводов опрессованием являются: чистота контактной поверхности; соблюдение нормы контактного давления; обеспечение заданной по инструкции глубины опрессования; правильный подбор матриц, пуансонов, наконечников или соединительных гильз; правильное расположение лунок, образуемых в местах вдавливания.
Чистота контактной поверхности обеспечивается удалением с жил остатков изоляции, очисткой гильз и наконечников от грязи и зачисткой внутренней части до металлического блеска.
Соблюдение нормы контактного давления достигается правильным выбором инструмента для опрессования (пуансоны и матрицы) в соответствии с сечением и маркой жилы, а также измерением глубины вдавливания после опрессования и проверкой по специальной таблице. Наконечники или соединительные гильзы выбирают в соответствии с сечением и типом жилы. Расположение лунок, образуемых в местах вдавливания, и расстояния между ними определены в таблицах. Соединение и ответвление однопроволочных алюминиевых проводов с жилами сечением от 2,5 до 10 мм2 производят в гильзах серии ГАО. Максимальное суммарное сечение жил соединяемых проводов в гильзах ГАО составляет 32,5 мм2. Опрессование гильз осуществляется одним вдавливанием при одностороннем заполнении жил и двумя вдавливаниями — при двустороннем. Для соединения и оконцевания проводов сечением более 10 мм2 применяют гильзы ГА и наконечники ТА и ТАМ.
Для оконцевания алюминиевых жил кабелей служат герметизированные трубчатые наконечники. Вытекание кабельного пропиточного состава через щель в лопатке наконечника предотвращается двусторонним встречным вдавливанием полукруглых канавок в его плоской части.
Однопроволочные секторные жилы перед вводом в наконечник или гильзу скругляют специальным инструментом. После этого концы жил зачищают, смазывают кварце- вазелиновой пастой и производят соединение или оконцевание в обычном порядке.
В последнее время применяют новый способ опрессования однопроволочных жил — выпрессовку наконечников. На конце секторной жилы в прессе порохового действия ППО за один выстрел штампуется оконцеватель с отверстием, который получает необходимую контактную поверхность по форме наконечника. При оконцевания однопроволочной жилы выпрессовкой наконечника применяют те же способы герметизации места среза изоляции жилы, что и при обычных наконечниках.
Сварка. Соединение и оконцевание алюминиевых жил выполняют электрической, термитной и газовой сваркой. Общие требования, предъявляемые к их соединению и оконцеванию указанной сваркой, следующие: предохранение от пережиганий отдельных проволок жил; защита изоляции от перегрева и повреждения; предотвращение растекания алюминия; защита изоляции от непосредственного действия пламени; защита алюминия от окисления в процессе сварки; защита места соединения и оконцевания от коррозии.
С этой целью сварку осуществляют только с торцов жил в вертикальном или слегка наклонном положении. Для отвода теплоты применяют специальные охладители с комплектом сменных медных или бронзовых втулок, устанавливаемых на оголенные участки жил. Сварку во всех случаях выполняют в специальных формах; во избежание растекания алюминия выходы жилы из формы уплотняют шнуровым асбестом. При газовой и термитной сварке для защиты изоляции от непосредственного действия пламени служат дисковые стальные экраны. Боковые поверхности отдельных проволок должны быть без следов подплавлений, пережогов и раковин и входить в монолитную часть соединений без уменьшения их сечения.
Для защиты алюминия от окисления в процессе сварки и удаления оксидной пленки алюминия с поверхности свариваемых жил применяют флюсы ВАМИ (хлористый калий 50 %, хлористый натрий 30 %, криолит 20 %) и Аф-4а. Места соединений и оконцеваний очищают от остатков флюса и шлаков, промывают бензином, покрывают влагостойким лаком и изолируют лентой или пластмассовым колпачком.
Соединение и ответвление однопроволочных алюминиевых жил сечением до 12,5 мм2 электросваркой с контактным разогревом выполняют с помощью клещей и угольного электрода без применения флюса или с ним. В первом случае концы жил сплавляют в монолитный стержень в обойме, нагреваемой угольными электродами, во втором случае концы жил, предварительно зачищенных, скругленных и покрытых флюсом, расплавляют непосредственно угольным электродом без обоймы до образования на торцах шарика расплавленного металла. В обоих случаях источником электроэнергии для сварки служит трансформатор мощностью 0,5 кВ-А с вторичной обмоткой напряжением 9—12 В. Электросварка скруток одножильных проводов (как алюминиевых, так и медных) суммарным сечением до 12,5 мм2 выполняется стационарным полуавтоматическим сварочным аппаратом ВКЗ-1 с помощью сварочного пистолета (без применения флюса). В аппарате предусмотрено прекращение сварки в момент оплавления проводов на заданную длину. Его производительность составляет одну—три сварки в минуту.
Электросварку соединений и оконцеваний многопроволочных жил контактным разогревом выполняют угольным электродом от сварочного трансформатора напряжением 6—12 В (бездуговая сварка). Соединение многопроволочных алюминиевых жил осуществляется в два приема: сплавление концов соединяемых жил в монолитный стержень и сварка их в открытой форме. При оконцевании конец жилы вводят в гильзу наконечника и сплавляют в общий монолитный стержень с верхней выступающей частью гильзы.
Электросварку контактным разогревом применяют в основном для соединений и ответвлений алюминиевых проводов мелких сечений, особенно на технологических линиях заготовки осветительных электропроводок. При оконцевании алюминиевых жил проводов и кабелей непосредственно на монтаже метод контактного разогрева почти не используется из-за малой производительности.
Оконцевание жил проводов и кабелей сечением от 16 до 240 мм2 с пластмассовой или резиновой изоляцией наконечниками производят аргонно-дуговой сваркой с помощью полуавтомата или неплавящегося вольфрамового электрода. Для сварки используют полуавтомат ПРМ-4 е однопостовым источником питания ПС Г-500, ВДГ-301 или другим источником постоянного тока с жесткой внешней характеристикой.
Схемы дуговой и аргонно-дуговой сварки, технологические приемы и их последовательность подробно освещены в других учебных пособиях и в специальной инструкции.
Термитная сварка, являющаяся наиболее надежным способом соединения алюминиевых жил проводов и кабелей, имеет свои преимущества: высокую надежность соединений; простоту технологии; незначительные габаритные размеры и массу приспособлений; независимость от источников энергии.
Термитная сварка осуществляется за счет теплоты, выделяющейся при сгорании термитной массы. Для нее необходимы термитные патроны и спички, присадочные прутки из алюминиевой проволоки, флюс, ацетон, листовой и шнуровой асбест, а также приспособления, выпускаемые отдельным комплектом.
Для сварки разделывают концы проводов или кабелей на определенной длине, удаляют с жил маслоканифольный состав (для кабелей). На концы жил после снятия с них заусенцев (оставшихся после отрезания) наносят тонкий слой флюса и насаживают алюминиевые колпачки, изолирующие поверхность жил от стенок кокилей, которые при горении термитной смеси разогреваются до 100 °С и более. Затем на концы жил надевают термитный патрон. Внутреннюю поверхность кокиля патрона покрывают мелом. Патроны с торцов уплотняют, подматывая асбестовый шнур.
На оголенные участки жил надевают охладители, которые устанавливают на штатив. Свариваемую жилу огораживают от других жил кабеля экранами из листового асбеста толщиной не менее 4 мм, а затем поджигают патрон термитной спичкой, удерживаемой специальным держателем. Спичку после воспламенения приближают к торцу патрона до соприкосновения с ним. Как только начинает гореть патрон, в него вводят присадочный алюминиевый пруток, покрытый флюсом.
После окончания горения термитного патрона, расплавления жил и заполнения литниковой трубки перемешивают жидкий металл. Когда металл застынет, скалывают патрон и удаляют кокиль. Литниковую прибыль опиливают напильником. Все соединение зачищают щеткой из кардоленты, покрывают асфальтовым или другим влагостойким лаком и изолируют обычным способом. Наружный слой изоляции проводов также покрывают асфальтовым лаком, а соединение жил кабеля подвергают обработке в зависимости от того, какой тип муфты устанавливают на кабель. При сварке жил кабелей сечением 70 мм2 и выше с пластмассовой изоляцией необходимо накладывать на участках 80 мм подмотку из увлажненного асбестового шнура или войлока толщиной не менее 10 мм.
При термитной сварке должны точно соблюдаться требования, нарушение которых ухудшает ее качество. К их числу относят: тщательное уплотнение кокилей асбестовым шнуром во избежание подплавления жил при выходе из кокиля или протекания металла; введение присадки в сварочную ванну одновременно с началом горения муфеля (запаздывание с введением присадки вызывает пригорание кокиля); покрытие внутренней поверхности кокилей мелом для предохранения от прикипания алюминия к кокилю; тщательную зачистку присадочной проволоки от оксида (чтобы последний в меньшей степени попадал в сварку соединений); правильное поджигание термитного патрона спичкой (воспламенившуюся спичку приближают вплотную к муфелю и производят как бы натирание торца боковой поверхностью горящей спички).
При выполнении термитной сварки необходимо соблюдать правила техники безопасности, изложенные в инструкциях. Температура горения термитного патрона более 2500 °С, а спичек—1500 °С, поэтому неосторожное обращение с ними может привести к тяжелым ожогам. Термоспички, применяемые для зажигания термитных патронов (при сварке жил проводов и кабелей), имеют короткий и тонкий деревянный стержень часто с поперечной слоистостью. Этот недостаток не обеспечивает условия безопасности при работе с термоспичками, поскольку при трении о терку стержни спичек ломаются и горящие головки отлетают в сторону. Высокая температура горящей головки спички вызывает также опасность ожога руки работающего со спичкой.
Учитывая повышенную опасность термитной сварки, ее следует применять в основном при отсутствии электроэнергии, например в полевых условиях.
Газовая сварка алюминиевых проводов выполняется в пламени различных горючих газов — ацетилена, бензокислородной смеси, пропан-бутана. Чаще всего используют смеси пропан-бутана, обладающие способностью сжижаться при небольших давлениях. Небольшое внутреннее давление и малый объем сжиженной смеси пропана и бутана позволяют хранить их, перевозить в малогабаритных тонкостенных баллонах.
Для пропан-воздушной и пропан-кислородной сварки, а также для пропан-воздушной пайки выпускают специальную оснастку в виде наборов НСП, в состав которых входят баллоны, контейнеры с набором приспособлений для сварки, газовоздушные горелки ГПВМ со стабилизацией пламени и др. Сварку газовой горелкой выполняют в два приема; сплавляют концы многопроволочных жил в монолитный стержень и сваривают между собой монолитные жилы. При оконцевании расплавляют верхнюю часть гильзы наконечника совместно с торцом алюминиевой жилы.
Для сварки скруток алюминиевых проводов сечением до 10 мм2 в коробках при монтаже электропроводок применяют пропан-бутановую горелку, которая с использованием флюса ВАМИ создает надежное высококачественное соединение. Этот способ соединения более экономичный и производительный по сравнению с другими способами. Продолжение сварки от 10 до 50 с в зависимости от числа проводов и их сечения.
При выполнении работ с пропан-бутаном правила техники безопасности должны соблюдаться с особой тщательностью. Газ пропан-бутан находится в баллонах под давлением и при неисправностях в их арматуре или шланге в воздухе образуется взрывчатая смесь.
Пропан-бутан обладает резким неприятным запахом, вызывающим раздражение и воспаление слизистой оболочки носоглотки и глаз, а также головную боль. Поэтому работающий с пропан-бутаном должен хорошо знать меры защиты от вредного воздействия газа на человеческий организм: не находиться в загазованных помещениях, работать с пропан-бутановой горелкой при включенной вентиляции, в кабельных тоннелях и колодцах работать в присутствии наблюдающего лица и т. п.
Сжиженный пропан-бутан, попадая на кожу человека, вызывает обмораживание. Поэтому его необходимо быстро смыть водой.
Пайка.
Способ соединения пайкой, являющийся наиболее трудоемким, применяют при соединении и оконцевании медных жил и реже при соединении алюминиевых. Пайку выполняют пропан-бутановой горелкой или бензиновой паяльной лампой с помощью припоя А, ЦО-18 и ЦА-15 для алюминиевых жил и ПОС для медных. В качестве флюса применяют канифоль, стеарин и паяльный жир.
Соединения и ответвления однопроволочных жил алюминиевых проводов сечением 2,5—102 мм выполняют пайкой двойной скрутки с желобом, многопроволочных жил сечением от 16 до 150 мм2 непосредственным сплавлением припоя в разъемной форме или поливом предварительно расплавленного припоя.
Болтовые и винтовые сжимы. Соединения, ответвления и присоединения алюминиевых жил проводов и кабелей, в том числе и ответвления от неразрезных магистралей, выполняют также механическим способом с помощью сжимов.
Для соединения медных проводов светильников с алюминиевыми проводами сети применяют люстровые зажимы. В сжимах с разъемным пластмассовым корпусом осуществляют ответвления от магистральной сети без ее разрезания.
Для производства соединений, оконцеваний и ответвлений алюминиевых и медных жил изолированных проводов и кабелей применяют основные и вспомогательные материалы. К основным материалам относят:
- пропан, газообразный сжатый кислород для сжигания пропана;
- припои А, ЦО-12, ЦА-15, ПОС-40;
- флюсы ВАМИ для растворения оксидной пленки алюминия при сварке жил проводов, а также при оконцевании и ответвлении жил проводов и кабелей и АФ-4а для растворения оксидной пленки алюминия при сварке жил кабелей в соединительных муфтах;
- кварцевазелиновую пасту;
- термитные патроны ПАН, ПАТ, ПА в комплекте с алюминиевыми секторными втулками и алюминиевыми гильзами, а также термитными спичками;
- медные наконечники серии Т и П, медно-алюминиевые серии ТАМ и ШП (штифтовые), алюминиевые серии ТА;
- медные гильзы серии ГМ, алюминиевые серии ГА и ГАО (для однопроволочных жил) и ответвительные сжимы в пластмассовом корпусе;
- канифоль и раствор канифоли в спирте;
- сварочную проволоку СвАК5;
- сварочные угли.
Вспомогательными материалами являются:
- авиационный или неэтилированный бензин;
- технический вазелин;
- ацетон;
- технический дихлорэтан;
- асбестовый картон толщиной 2—4 мм и асбестовый шнур;
- шлифовальная шкурка;
- обтирочная ветошь, мел, изоляционная лента и полиэтиленовые колпачки;
- лак и краска.
