Кабельні лінії є найважливішим елементом сучасних енергосистем. Вони забезпечують передачу електроенергії на великі відстані, з’єднуючи джерела живлення зі споживачами. Однак у процесі експлуатації часто виникає необхідність у з’єднанні або відгалуженні кабелів. Для цих цілей використовуються спеціальні кабельні муфти, що дають змогу виконувати монтаж і ремонт ліній швидко та надійно.
Муфта з’єднувальна для кабелю: надійний захист електричних з’єднань
Муфта з’єднувальна для кабелю — це спеціальний монтажний комплект, призначений для надійного з’єднання двох відрізків кабелю в єдину лінію із збереженням усіх електричних і механічних характеристик. Простіше кажучи, з’єднувальна муфта для кабелю працює як захисний футляр для місця стику жил: вона ізолює з’єднання від вологи, пилу, механічних пошкоджень та забезпечує електробезпеку. У результаті кабельна лінія зберігає свою цілісність, електропровідність не погіршується, виключаються витоки струму та короткі замикання в місці з’єднання.
На практиці з’єднувальні муфти для кабелів застосовуються під час прокладання нових ліній електропередач (коли стандартної довжини кабелю недостатньо і потрібно наростити), під час ремонту пошкоджених ділянок (обрив кабелю, механічне пошкодження ізоляції), під час підключення кабелю до електроустановок, трансформаторних підстанцій, розподільчих пристроїв. Термін служби якісних муфт — 25–30 років за правильного монтажу, вони витримують температури від -50 до +80°C, стійкі до УФ-випромінювання, не руйнуються від вологи та хімічних речовин у ґрунті.
Конструкція та принцип роботи з’єднувальної кабельної муфти
Муфта з’єднувальна кабельна постачається у вигляді комплекту деталей і матеріалів, кожен елемент якого виконує певну функцію. Склад комплекту залежить від типу кабелю (силовий, контрольний, телефонний), напруги (0,4 кВ, 1 кВ, 6–10 кВ, 20–35 кВ), кількості жил, перерізу, типу ізоляції.
Основні елементи з’єднувальної муфти
- з’єднувальні гільзи — мідні або алюмінієві трубки, у які вставляються зачищені жили кабелю та обжимаються гідравлічним пресом або ручними кліщами. Гільза забезпечує електричний контакт між жилами з мінімальним перехідним опором (з’єднання жили через гільзу має опір лише на 10–15% більший, ніж цілісна жила такої ж довжини);
- ізолювальні трубки — надягаються на гільзи, ізолюють з’єднані жили одна від одної, запобігають короткому замиканню. Виготовляються зі зшитого поліетилену (ЗПЕ), ПВХ, гуми, термоусадкового матеріалу;
- термоусадкова трубка — основний елемент герметизації. Це трубка зі спеціального полімеру, яка під час нагріву будівельним феном (температура 120–150°C) зменшується в діаметрі в 2–4 рази, щільно обтискаючи кабель. Внутрішня поверхня трубки покрита клейовим шаром (термоплавким герметиком), який під час нагріву плавиться та заповнює всі мікрощілини, створюючи повністю герметичне з’єднання. Після охолодження трубка твердне, утворюючи міцний захисний кожух;
- екранувальна стрічка або трубка (для екранованих кабелів) — відновлює цілісність екрана кабелю, забезпечує захист від електромагнітних завад. Виготовляється з мідної або алюмінієвої фольги, провідної гуми;
- заземлювальний провідник — з’єднує екрани або броню двох відрізків кабелю, забезпечуючи безперервність заземлення;
- захисна мастика — бітумно-гумовий або полімерний склад, який наноситься на з’єднання для додаткової герметизації та захисту від вологи (у старих типах муфт; сучасні термоусадкові муфти мастики не потребують);
- захисна оболонка (корпус муфти) — пластиковий або металевий кожух, що надягається поверх усього з’єднання для механічного захисту. У термоусадкових муфтах роль корпусу виконує багатошарова термоусадкова трубка збільшеної товщини.
Процес монтажу муфти
Монтаж з’єднувальної муфти для силового кабелю складається з кількох етапів:
- підготовка кабелю — кінці кабелю зачищаються від зовнішньої оболонки на довжину 300–500 мм (залежно від розміру муфти), жили зачищаються від ізоляції на довжину 80–120 мм;
- надягання термоусадкових трубок — на один із кабелів надягаються всі термоусадкові елементи муфти у правильному порядку (спочатку зовнішня трубка, потім ізолювальні трубки для кожної жили), трубки відсуваються далеко від місця з’єднання;
- з’єднання жил — жили двох кабелів вставляються у з’єднувальні гільзи (з двох боків гільзи) та обжимаються пресом. Важливо дотримуватися кольорового маркування жил (фаза A до фази A, B до B, C до C, нуль до нуля, заземлення до заземлення);
- ізоляція жил — на кожну гільзу надвигається ізолювальна трубка та прогрівається феном до повної усадки. Жили ізольовані одна від одної;
- відновлення екрана (якщо кабель екранований) — на місце з’єднання надягається екранувальна трубка або намотується екранувальна стрічка, кінці екрана двох кабелів з’єднуються заземлювальним провідником;
- герметизація — на все з’єднання надвигається зовнішня термоусадкова трубка та прогрівається феном від центру до країв. Трубка усаджується, клейовий шар плавиться, з’єднання повністю герметизується;
- контроль якості — після охолодження муфти перевіряється відсутність повітряних пухирців під трубкою, щільність прилягання, відсутність механічних пошкоджень.
Час монтажу однієї з’єднувальної муфти — від 30 хвилин (для простого 4-жильного кабелю 0,4 кВ) до 3–4 годин (для складного кабелю 10 кВ з екраном і бронею). Роботу повинен виконувати кваліфікований електромонтажник, який має допуск до робіт на відповідній напрузі.
Типи з’єднувальних муфт для кабелів за місцем встановлення
З’єднувальні муфти
Класичні муфти для з’єднання двох відрізків кабелю в проміжній точці лінії. Застосовуються для нарощування кабелю, ремонту пошкодженої ділянки, створення кабельних переходів між будівлями. Мають симетричну конструкцію — кабель заходить із двох боків, усі жили з’єднуються гільзами, муфта герметизується з обох боків. Встановлюються в кабельних колодязях, траншеях, кабельних каналах, по стінах будівель.
Особливість: довжина муфти зазвичай 300–800 мм (залежно від кількості жил і перерізу кабелю), діаметр 40–150 мм. Муфта повинна бути встановлена так, щоб до неї був доступ для огляду та ремонту (у колодязі, у доступному кабельному каналі, не замуровувати в бетон).
Кінцеві (тупикові) муфти внутрішнього встановлення
Встановлюються на кінці кабельної лінії всередині приміщення під час підключення кабелю до розподільчого пристрою, трансформатора, електрощита. Конструкція одностороння — кабель заходить з одного боку, жили розділяються та підключаються до клем або шин обладнання. Муфта забезпечує механічне розвантаження кабелю (кабель кріпиться до муфти, а не до клем), герметизацію вводу, електробезпеку (ізольовані жили не можуть випадково коротнути).
Застосовуються в закритих розподільчих пристроях (ЗРУ), трансформаторних підстанціях (ТП), електрощитових. Ступінь захисту IP20–IP54 (залежно від умов приміщення). Для кабелів 0,4–1 кВ кінцеві муфти часто замінюють на кабельні наконечники або кабельні вводи, які простіші та дешевші.
Кінцеві (тупикові) муфти зовнішнього встановлення
Встановлюються на кінці кабельної лінії зовні будівлі під час підключення підземного кабелю до повітряної лінії електропередач (ПЛ), до зовнішніх розподільчих пристроїв, до стовпових трансформаторів. Конструкція посилена, із підвищеним ступенем захисту IP54–IP68, стійка до атмосферних впливів (дощ, сніг, сонячне випромінювання, перепади температур).
Особливість: кінцеві муфти для високовольтних кабелів (6–35 кВ) мають конічні ізолятори для збільшення шляху витоку струму по поверхні ізолятора (запобігання поверхневим розрядам у вологу погоду). Для кабелів 0,4–1 кВ достатньо термоусадкової кінцевої муфти без ізоляторів.
Класифікація муфт за напругою та типом кабелю
Муфти для кабелів 0,4–1 кВ
Найпоширеніші муфти для низьковольтних силових кабелів, які використовуються в житлових будинках, офісах, промислових об’єктах. Підходять для кабелів ВВГ, АВВГ, NYM, ППГнг, кабелів з алюмінієвими та мідними жилами, з ПВХ або поліетиленовою ізоляцією. Кількість жил: 1, 2, 3, 4, 5 (залежно від схеми електропостачання). Переріз жил: від 1,5 до 240 мм².
Конструкція: термоусадкові муфти — найпопулярніший тип завдяки простоті монтажу, надійності, герметичності. Комплект включає з’єднувальні гільзи, ізолювальні трубки для кожної жили, зовнішню термоусадкову трубку з клейовим шаром. Монтаж триває 30–60 хвилин, не потребує спеціального обладнання (крім преса для гільз і будівельного фена).
Альтернатива: муфти з заливкою компаундом — старий тип, потребує заповнення муфти епоксидним компаундом, який твердне за 24 години. Складніші в монтажі, але дешевші за термоусадкові. Використовуються рідко, переважно під час ремонту старих кабельних ліній, де вже застосовувалися муфти такого типу.
Муфти для кабелів 6–10 кВ
Середньої напруги, використовуються в розподільчих мережах промислових підприємств, для живлення багатоквартирних будинків від трансформаторних підстанцій, у сільських електромережах. Кабелі: ААБл, АСБ, ППлГ, з алюмінієвими жилами, ізоляцією з паперово-олійного просочення або ЗПЕ, з екраном і бронею.
Конструкція: холодноусадкові або термоусадкові муфти з відновленням екрана та зовнішньою ізоляцією підвищеної електричної міцності. Холодноусадкова муфта надягається на кабель у розтягнутому стані на тимчасовій пластиковій оправці, після видалення оправки муфта стискається завдяки пружності матеріалу, щільно обтискаючи кабель. Не потребує нагріву, монтаж простіший, але муфти дорожчі.
Важливо: під час монтажу муфт на кабелі 6–10 кВ обов’язкове відновлення екрана (мідна або напівпровідна стрічка) для відведення ємнісних струмів і захисту від електромагнітних завад. Екран заземлюється на початку та в кінці лінії.
Муфти для кабелів 20–35 кВ
Високовольтні, використовуються в магістральних лініях електропередач, для живлення великих промислових об’єктів, підключення вітрових і сонячних електростанцій. Кабелі: ААШв, АСШв, ППлГ, з посиленою ізоляцією, екраном, бронею зі сталевих стрічок.
Конструкція: переважно холодноу
