Одним из необходимых расчетных параметров является удельное тепловое сопротивление кабеля, определяющееся падением температуры точек противоположных сторон изделия объемом 1 см³ при значении потока тепла 1 Вт. Данная величина обозначается символом «а», единицей измерения является град?см/Вт.

Тепловое сопротивление других различных материалов определяется:

Удельные тепловые сопротивления для разных типов материала, используемых при изготовлении кабелей, приведены в таблице.

Тепловое сопротивление кабеля определяется чаще всего из расчета геометрических параметров и конструкции кабельного изделия. На этот параметр также влияет материал проводника, влияющий на удельный параметр.

Тепловое сопротивление изоляции кабеля рассчитывается следующим образом:

Одножильное исполнение:

Двухжильное исполнение:

где a = r +?; R ? 2(r+?)=2a;

Трехжильное исполнение кабелей с круглой формой жил:

Трехжильное исполнение кабелей с секторной формой жил:

где
.

Многожильное исполнение:

где

— коэффициент или множитель, определяющий геометрию проводника. Множитель определяется из графика кривой (рисунок 1.4). С помощью этого же графика рассчитывается введение поправочного коэффициента, учитывающего форму жил при расчете параметров проводника с секторной формой жил.

Тепловое сопротивление изоляции кабеля с жилами секторной формой также возможно вычислить по следующей формуле.

где R_ck – радиус скручивания жил секторной формы.

Величина теплового сопротивления изоляции кабельного проводника, рассчитанная по формуле (4-13), получится на 10-20% больше, чем при вышеуказанном расчете.

Рисунок 4-1 представляет собой кривую зависимости величины теплового сопротивления от толщины изоляции. Если толщина изолирующего материала превышает 12 мм, то тепловое сопротивление кабеля сохраняет постоянный характер. Из рисунка 4.2 видно, что при увеличении температуры проводника, значение удельного теплового сопротивления начинает уменьшаться.

Резкое изменение температуры изоляции, возникающее вследствие диэлектрических потерь, рассчитывается из произведения потерь и теплового сопротивления, разделенного пополам. Токоведущие жилы и металлоболочка имеют теплопроводность, в несколько раз превышающая аналогичный параметр изоляции, на основании которого принимают поверхность жил и оболочек изотермическими.

Если трехжильный кабель имеет защитный экран на каждой жиле, то зависимость величины Р на графике кривых рисунка 4.3 позволит определить, насколько уменьшилось тепловое сопротивление:

где ?_Э и ?_Э – соответственно толщина и удельное тепловое сопротивление экранов.

Рисунок 4.3 – Зависимость теплового сопротивления кабеля с пофазно экранированными жилами и жил без экранов (а – круглые жилы, б – секторные жилы).

Значение теплового сопротивления проводника с наличием металлической оболочки для каждой жилы:

где S_п рассчитывается с помощью зависимости графика рисунка 4.4, умножая параметр, определенной на оси ординат, на значение ?₂ для защитной оболочки согласно таблице.

Для расчета теплового сопротивления защитного покрова кабелей, прокладываемых под землей, используется выражение:

где R₁ – величина радиуса проводника с оболочкой из свинца, мм; R₂ – значение внешнего радиуса кабеля, мм; ?₂ – значение удельного теплового сопротивления защитной оболочки, град?см/Вт (таблица).

[содержание]

Что собой представляет наконечник?

Наконечник представляет собой втулку для гибких проводников многожильного типа. НШВИ для опрессовки проводов расшифровывается, как наконечник штыревой втулочный изолированный. Наконечники защищают концы проводов и жестко фиксируют в винтовых зажимах. Концы проводов тщательно очищаются и с помощью специальных устройств прессуются. Для таких работ используются различные ручные прессы. Наиболее часто применяемым являются зажимные пресс-клещи.

Материал наконечника – электролитическая медь. Изоляцией покрывается только задняя сторона. Толщина изолирующего материала равна диаметру  металлического наконечника. Изоляцию кладут на провод с изоляционным покрытием, при этом металлическая часть с оголенной жилой подвергается прессовке. Присоединяя наконечник к винтовому зажиму, металлическую часть наконечника нужно полностью погрузить в гнездо. Изолированная безопасная часть остается на выходе. НШВИ для опрессовки проводов может быть применен только к проводникам из медных жил с сечением не более 35 мм². Металл наконечника подвергается обработке (лужению), вследствие чего становится серебристым. При воздействии пресса жилы не получают никаких механических дефектов, т.к. толщина стенок наконечников достаточна.

Виды наконечников

Вид используемого наконечника НШВИ зависит от числа присоединяемых проводов. Число проводов может быть от одного до двух, металлическая часть, расположенная на выходе, к которой подходит винтовой зажим, одна. К маркировке  НШВИ при двойном наконечнике добавляется цифра 2. Конструкция двойного наконечника аналогична конструкции одиночного. Отличием  является ширина изолятора или ПВХ «манжетки», рассчитанная на подключение двух проводников.

При установке автоматических выключателей в электрическом щите или монтаже розеток необходимо подключать два провода на одну клемму. Соответственно, в таких случаях применяют наконечник кабельный НШВИ 2. Технология обжима аналогична указаниям для одиночных наконечников.

Соотношение сечения провода и наконечника

НШВИ для опрессовки проводов используется только для гибких многожильных проводников. При эксплуатации проводников с жесткими жилами используются наконечники, где втулка выполнена без изоляции. Выбор типа наконечника зависит от сечения входных проводников. Жилы должны свободно входить в наконечник, и гнездо должно обеспечить плотную фиксацию до начала пресса. Все выполненные действия позволят создать хороший контакт проводников.

Втулка наконечника имеет некоторый диапазон разбега и не зависит от  диаметра проводника. Соответственно, для какого-либо провода сечением 2,5 мм² возможно использование наконечника при площади поперечного сечения входного гнезда в пределах от 1,5 мм² до 2,5 мм².

Опрессовочный инструмент

Соединение наконечника к жилам проводников путем обжима является неразборным. В процессе происходит прессовка наконечника, при этом жилы расположены внутри втулки. При переподключении к другим электроустановкам необходимо его удаление. Инструментом для опрессовки является пресс-клещи, в комплект которого входят наборы матриц в соответствии с диаметром НШВИ наконечника.

Пресс-клещи

Пресс-клещи бывают различных типов, некоторые из них могут выполнять одновременно две функции. Многофункциональные пресс-клещи могут снимать изоляцию с проводников и выполнять опрессовку втулок различных видов наконечников помимо НШВИ. На некоторых модификациях пресс-клещей имеется механический регулятор, который позволяет изменять силу воздействия на процесс обжима. В инструментах шарнирного типа можно увеличить силу опрессовки и упростить сам процесс. Также достаточно широко применяется храповый механизм в пресс-клещах. Данный механизм не позволяет инструменту разжаться, не закончив процесс опрессовки, тем самым препятствуя случайному разжиманию и плохому обжиму. Выбор того или иного типа инструмента зависит от специалиста и его подходу к работе.

Подготовительные работы перед опрессовкой

Подготовка состоит из нескольких этапов:

1. Удаление и очистка проводящих жил от изоляционного материала. Длина снятой изоляции не должна превышать длину металлического наконечника. Можно использовать пресс-клещи или острое лезвие ножа. При необходимости можно воспользоваться специальным инструментом – стриппером, где снятие изоляции происходит автоматически.
2. Наконечник и размер втулки выбирают в зависимости от сечения, учитывая свободную посадку в гнездо и отсутствие хода.
3. Для надежной посадки жил в гнездо на краю металлической части с «манжеткой» имеется развальцовка. Во время ввода проводников, чтобы избежать изгибания проводников в стороны, нужно слабо и вручную скручивать жилы.
4. При отсутствии опыта в использовании пресс-клещей рекомендуется испробовать инструмент на ненужных кусках провода. Также необходимо уделить внимание цветной маркировке. Каждый цвет имеет свое соответствие. Производители прессовочных инструментов и наконечников по возможности используют единую цветовую гамму. Каждому цвету втулки наконечника соответствует определенный диаметр матрицы пресс-клещей.

После всех этапов подготовки инструментов и проводников начинается процесс опрессовки.

Обжим одинарного наконечника

Для качественного обжима нужно соблюдать ряд указаний:

1. Проверить цветовую маркировку на предмет совпадения. Перед установкой наконечников НШВИ ознакомиться с указаниями производителей о соотношении сечений гильзы и жилы проводов.
2. Для того чтобы жилы случайно не выпали из входного гнезда, необходимо зафиксировать проводник при посадке втулки в матрицу инструмента.
3. Начинается процесс опрессовки клещами, продолжается до момента, когда сработает храповый механизм. Механизм позволяет блокировать пресс-клещи от случайного разжима. Если замечен брак, механизм освобождается. Наконечник снимается и удаляется от конструкции. Затем нужно повторить все действия.
4. При ручной фиксации проводников (в инструменте отсутствует храповый механизм) контроль осуществляется легкими потягиваниями рук. Качественный обжим характеризуется плотной посадкой жил без движений.
5. Возможно использование инструмента двухконтурного обжима. Прессовка проходит путем сжимания пресс-клещей металлической втулки и изолятора в двух гнездах различных диаметров. «Манжетка» и металлический наконечник должны быть в своих гнездах.
6. Последний этап — контроль прочности контакта путем легкого натягивания элементов.

Обжим двойного наконечника

Присоединение более одного проводника к фазе чаще всего происходит на одном контакте. К примеру, при установке автоматических выключателей модульного типа взаимное подключение осуществляется перемычками. Таким образом, к одному контакту приходят два проводника. При использовании одиночных наконечников возникает проблема в подключении двух штырей на один контакт выключателя. В данном случае целесообразнее использовать наконечники НШВИ для проводов двойного исполнения.

Процесс прессовки аналогичен процессу при использовании одинарного наконечника. Единственным отличием является ввод в широкую «манжетку» двух проводников. Для двойной прессовки используется устройство кримпер. Возможно использование и для одинарного отжима. Матрицы отличаются большим размером.

Если при установке нет наконечника двойного исполнения, можно воспользоваться  одинарным наконечником с большим диаметром втулки, при условии, что оба проводника должны помещаются внутри.

Монтаж проводов СИП на опорах

[содержание]

Монтаж кабеля на cтолбы

Воздушные линии электропередач с изолированными проводами (ВЛИ) или провода СИП имеют свои особенности при строительстве. Монтаж СИП на опорах, как и при любых строительных работах, проходит этап подготовки территории, заключающейся в вырубке деревьев, кустов, очищении от преград и т.д. Для удобства до начала сборки  кронштейны крепят к столбам на земле с помощью стального ленточного хомута, не поддающегося процессу коррозии, затем лишние ленты удаляют.

Монтажные работы на опорах

После установки опор с кронштейнами переходят к этапу сборки ВЛИ. Температура окружающего воздуха должна быть не менее 20?С. Как отмечалось выше, технология монтажа СИП имеет особенность при раскатке проводов, т.е. необходимо сохранить целостность изоляции до ввода в эксплуатацию. Барабаны с проводами установлены на машине, и, используя специальные роликовые арматуры и канаты-лидеры, равномерно распределяются по опорам.

Ручная раскатка проводов

Процесс раскатки с барабанов вручную возможен только в том случае, если строительная длина не превышает 100 м при сечении жилы каждой фазы не более 50 мм², также на объектах и территориях с высотой пролета менее 50 м.

Ручная раскатка и монтаж СИП для каждого пролета одинакова и проходит в несколько этапов:

1. Первая установленная опора является анкерной, с которой начинается непосредственно сама линия электропередач. Барабан с СИП размещают на расстоянии не менее высоты опоры, на конец провода укрепляют канат с помощью монтажного чулка.
2. На последующих промежуточных опорах используют и монтируют роликовые арматуры, в которые сразу складывают канат. Весь процесс прокладки проходит под контролем электромонтера. Барабан должен вращаться равномерно и одномоментно с процессом натягивания каната. Скорость раскручивания барабана ограничивается 5-ю км/ч, изолированные проводники не должны соприкасаться с поверхностью грунта и любыми другими предметами и объектами.
3. Конечная опора предполагает фиксацию с помощью зажима несущей нулевой жилы на кронштейн анкерной опоры, при этом фазные жилы остаются свободными для присоединения нагрузки.
4. По завершении прокладки СИП на опорах на первой анкерной опоре устанавливают динамометр с лебедкой и начинают их натягивать. Динамометром контролируют прикладываемую силу, которую определяют по документации, при этом контролируя качество процесса. После окончания прокладки и стягивания проводники оставляют висеть на некоторое время.
5. Монтаж СИП на первой анкерной опоре должен проходить с учетом закрепления несущей жилы на кронштейне с помощью фиксирующего зажима. После стягивания стальным хомутом демонтируют устройства прокладки (ролики, лебедки). Оставляют необходимую длину, срезают и удаляют бухту.
6. На промежуточных опорах проводники с роликов переносят и фиксируют в зажимах, одновременно отделяя нулевую жилу пластиковым клином от фазных жил. Роликовый аппарат после этого удаляют, стальными хомутами стягиваются все жилы с двух сторон. Расстояние от зажима должно составлять 150 мм. Дополнительный хомут позволяет крепить фазные проводники под зажимом.

Раскаточные ролики на опорах

Соединение кабеля

Закончив монтаж СИП на опорах, начинается подсоединение к линии питающей сети, от которого пойдет ввод к объекту или зданию.

1. Подключение к питающей магистральной линии осуществляют при помощи плотных герметических зажимов. Для этого удаляют изоляцию проводника, на концах которых предусматривают установку зажима, и с помощью пресса сжимают до полного контакта. При наличии неизолированных проводников магистральных сетей присоединение происходит таким же образом, где вместо зажимов можно использовать специальные гильзы с герметизирующим материалом для неизолированных проводников.
2. Зажимы для ответвления используются для подключения вводов к магистральным линиям с неизолированными проводниками. В магистральных ответвлениях рекомендуется использование проводников без несущей жилы, при этом все жилы закрепляются одним стальным хомутом в зажиме.
3. При невозможности снять изоляцию проводника при подключении ввода к объекту применяют зажим для прокалывания. Зажим позволяет проколоть изоляцию вплоть до самой жилы при затяжке болтового соединения, которое можно контролировать калибровочной головкой.

Подключение ввода здания магистрали

Для присоединения ввода жилого помещения вручную к магистральной линии используется кабель СИП-4, число одинаковых жил в котором составляет 4. Питание жилого помещения можно осуществить двумя способами.

Наземный способ от столба

Данный способ предполагает подсоединение внутренних проводников жилого помещения к близлежащей опоре, которая должна находиться на расстоянии не более 25 м от объекта. В противном случае потребуется установка дополнительной опоры (столба) в 10-ти метрах от объекта. Высота пролета подходящего питающего провода должна составлять более 6 м.

Схема проводки до частного дома

Перед тем как провести присоединение изолированных проводов СИП вручную при помощи зажимов, необходимо провести проводку по стенам и фасаду здания или жилого помещения. Для жесткой фиксации применяются анкерные зажимы, представляющие собой петлю с кронштейном (на стенах монтируются с помощью дюбелей). Минимальное расстояние между поверхностью земли и анкерными зажимами составляет 2,75 м.

Подключение СИП к дому

После этого идет ввод проводника в здание или жилое помещение. При расположении электрического щита снаружи провод СИП подключается непосредственно к нему. Для соединения внешнего щита с внутренней проводкой используется кабель ВВГнг. Если щит находится внутри здания, изолированный провод необходимо провести через стену, прежде установив специальную металлическую гильзу. Однако рекомендуется перенос щита на внешнюю сторону здания и также использовать кабель BВГнг для ввода внутрь. Завершающим этапом является присоединение ввода к магистральной линии на опоре. Ручное присоединение включает в себя установку анкерных кронштейнов, закрепление к ним проводов, натягивание провода с помощью роликовой арматуры, фиксацию конца проводника зажимом с последующей насадкой на кронштейн.

Подключение СИП кабеля к магистрали

Подземный способ от столба

Подземная прокладка позволяет обеспечить защиту от негативных воздействий окружающей среды и коротких замыканий при обрыве проводов. Этапы монтажа:

1. Подготовка траншеи для кабеля глубиной 0,8 м, если проходит под дорогой, то увеличивают до 1 м. В траншею спускают проводник с опоры.
2. Прокладка проходит в специальной гильзе, сделанной из металла или пластика. Она используется и на выходе из траншеи по опоре на высоте более 2 м. Ввод в здание или жилое помещение проходит под фундаментом также посредством гильзы. Либо по фасаду здания при расположении электрического щита снаружи.
3. После этого закапывают траншею и устанавливают специальные метки с указанием о прокладке кабеля.

Схема проводки под землей

Ремонт СИП

При повреждении кабеля СИП во время работы необходимо провести соответствующие ремонтные работы. При незначительных повреждениях изоляции какой-либо из жил ремонт проводится без отключения питания. Восстановление изоляции жилы проходит с помощью наложения клеящего двойного слоя изоляции. Жилу извлекают клином из пластика на время наложения клеящейся массы.  При длине, не превышающей 2 м, жгут не подлежит замене при проведении восстановительных работы фазных жил. Поврежденный участок удаляется, и заменяется на новый провод с теми же характеристиками. В зависимости от условий работ используются как зажимы для ответвления, так и прокалывающего типа.

При ремонте длинных участков вначале отключает питание от сети. Выполняют заземление. Далее проводник отсоединяют и спускают на поверхность земли на канате. Производят замену проводника, монтаж на опоре и подключение к питанию.

Если питающий ввод жилого помещения или здания поврежден на 20% и более, то необходимо провести ремонтные работы. Нагрузка должны быть отключена. Отключение питания от сети на усмотрение работников и в зависимости от условий проведения работ. Производят отключение питающего ввода путем отсоединения сначала фазных проводников опоры, затем несущего. Для предотвращения падения концы должны быть зафиксированы. Ремонт проводят на земле, предварительно спустив веревкой, освобождая от кронштейна. После окончания ремонта все действия производят в обратном порядке.

Для надежной работы и длительной эксплуатации необходим правильный монтаж СИП и своевременный ремонт при обнаружении нарушений в работе, что позволит повысить надежность в электроснабжении потребителей.