Монтаж гибких шин распределительных устройств - Соединение и оконцевание проводов

Провода в пролетах подвешивают с помощью натяжных зажимов. Для сталеалюминиевых проводов сечением до 240 мм² применяют болтовые натяжные зажимы, для сталеалюминиевых проводов сечением 240 мм² и выше— прессуемые натяжные зажимы. Присоединение отпаек к сталеалюминиевым проводам всех сечений, а также оконцевание отпаек выполняют с помощью прессуемых ответвительных или аппаратных зажимов или с помощью сварки.
Для подвески полых алюминиевых проводов в пролетах для их соединения и оконцевания применяют только прессуемые зажимы.

Натяжной зажим типа НАС, опрессовываемый на сталеалюминиевых проводах, показан на рис. 14. Стальной анкер натяжного зажима опрессовывается на стальном сердечнике провода. С помощью анкера провод сочленяется с натяжной гирляндой изоляторов. Корпус натяжного зажима опрессовывают на алюминиевой части провода. Петлевая часть корпуса опрессовывается на проводе спуска к разъединителю или на проводе шлейфа.
На поверхности провода и алюминиевой части зажима образуется пленка окиси алюминия с большим сопротивлением электрическому току. Поэтому перед опрессов- кой пленку удаляют механическим способом. Так как пленка на зачищенной поверхности алюминия образуется вновь очень быстро, то зачистку провода и внутренней поверхности корпуса зажима выполняют стальной щеткой под слоем технического вазелина сразу же после промывки соединяемых поверхностей бензином.

Рис. 14. Зажим натяжной прессуемый типа НАС.
1 — корпус; 2 — анкер.
О прессовку натяжного зажима выполняют в следующей последовательности. После опрессовки спуска в петлевой части зажима корпус зажима со спуском надевают на конец подготовленного к опрессовке провода. Далее с конца провода срезают алюминиевые повивы, предварительно установив бандаж из алюминиевой проволоки, — это предотвращает распушение конца провода. При срезке алюминиевых повивов следят, чтобы не повредился стальной сердечник провода. Алюминиевые повивы срезают на гидравлическом прессе с помощью комплектов сменных матриц и ножей для проводов разных марок и сечений или с помощью специального ручного приспособления типа ПСП (рис. 15). Затем на оголенный сердечник надевают анкер натяжного зажима и опрессовывают его гидравлическим способом, установив проушину анкера при опрессовывании в положение, требуемое конструкцией крепления зажима к гирлянде. После этого надвигают корпус зажима с спрессованным спуском на очищенную поверхность провода, согласовывая направление петлевой части зажима с направлением кривизны провода пролета и проушиной анкера зажима и опрессовывают его линейную часть корпуса на проводе.

Рис. 15. Приспособление для среза алюминиевых повивов.

Таблица 1

Опрессование зажима производят матрицами по направлению стрелок от рисок М, показанных на рис. 15. При подборе прессуемой арматуры следят, чтобы марка зажима соответствовала сечению провода, а диаметр матрицы для опрессования анкера и корпуса соответствовал марке зажима. В табл. I приведены данные о натяжных зажимах.
Аппаратные и ответвительные зажимы подготавливают к опрессовке так же, как и натяжные. В петлевой части ответвительного зажима опрессовывают провод спуска. Зажим с спрессованным спуском надевают на провод и перемещают его до места опрессования. Вначале монтируют на проводе ответвительные, затем натяжные зажимы. При опрессовании следят за тем, чтобы направление натяжных и ответвительных зажимов было согласованным. Направление опрессования ответвительных и аппаратных зажимов такое же, как у натяжных зажимов, т. е. в сторону провода.
Натяжные, ответвительные и аппаратные зажимы для полого алюминиевого провода марки АП-500 опрессовывают матрицей диаметром 59 мм. Перед опрессовкой размечают место установки зажима на проводе. Корпус зажима и провод промывают в бензине, удаляют пленку окиси алюминия механическим способом под слоем технического вазелина. Спуски к разъединителям от шин ячеек запрессовывают в петлевой части натяжных зажимов. Если провода одного пролета являются продолжением смежного пролета, то в петлевой части натяжного зажима запрессовывают провод шлейфа.
Для опрессования петлевой части натяжного зажима на проводе спуска или шлейфа (рис. 16,а) в провод вкладывают стальной вкладыш, надевают петлевую часть зажима на провод и опрессовывают ее в направлении от риски М к шлейфу. Затем вкладывают анкер зажима в шинный провод, надевают корпус зажима на провод и опрессовывают его, согласовывая положение отверстия анкера с кривизной провода. Опрессовывают зажим в направлении от риски корпуса в пролет.
При опрессовании ответвительного зажима (рис. 16,в) в провод отпайки закладывают стальной вкладыш, надевают на провод петлевую часть зажима и опрессовывают его. Затем разрезают провод в месте установки ответвительного зажима. Надевают алюминиевый корпус зажима на провод пролета. Сдвигают обе части провода на стальном сердечнике зажима до его буртика. Сдвигают корпус зажима по проводу до сделанных во время разметки меток на проводе пролета. Опрессовывают зажим, согласовывая расположение хвостовой части с опрессованными натяжными зажимами. Опрессование корпуса ответвительного на полом проводе производят от центра к краям зажима. Заусенцы, образованные на опрессованной части зажима, запиливают напильником. Подготовку и опрессование аппаратных зажимов выполняют аналогично опрессованию других зажимов, используя стальной вкладыш. При этом согласовывают расположение лопаток аппаратных зажимов с контактами аппаратов. Для определения расположения стального сердечника в проводе при опрессовании можно использовать арматуроискатель.

Рис. 16. Зажимы натяжные, соединительные и ответвительные. а — натяжной зажим типа НАС-500-3; 1 — корпус; 2 — анкер; 3 — вкладыш; 4 — полый алюминиевый провод АП-500; Ж —риска, обозначающая начало опрессования; 1 — длина опрессования 300 мм; Л —длина опрессования 140 мм; б — соединительный зажим типа САП-600-1: 1 — корпус; 2— сердечник; 3— провод АП-500; в — ответвительный зажим типа ОАП-500-1: 1 — корпус; 2 — сердечник; 3 — вкладыш; I — длина опрессования 350 мм; t, — длина опрессования 140 мм.

Диаметр опрессованной части зажима проверяют штангенциркулем или шаблоном. Если диаметр зажима превышает диаметр матрицы более чем на 0,3 мм, зажим опрессовывают еще раз.

В настоящее время при соединении и оконцевании сталеалюминиевых проводов широкое применение получила сварка. Провода сваривают термитными патронами и в формах-кокилях, разогреваемых пропано-кислородным пламенем. Метод сварки проводов термитными патронами не нашел широкого распространения, так как процесс сварки в данном случае неуправляем и сварное соединение может оказаться пористым за счет пленки окиси алюминия, которая, имея более высокую температуру плавления, чем алюминий, не расплавляется и остается в сварном соединении во взвешенном состоянии вместе со шлаковыми включениями. Б процессе эксплуатации такое сварное соединение окисляется внутри и может разрушиться. Б форме-кокиле пленка окиси алюминия при сварке удаляется и сварное соединение получается монолитным.
При монтаже ошиновки ОРУ в специальных формах приваривают спуски к шинным проводам (рис. 17), спуски же в свою очередь оконцовывают плакированными медью алюминиевыми пластинами вместо аппаратных прессуемых зажимов (рис. 18). А для присоединения перемычек к однополюсным килевым разъединителям к неразрезанному проводу приваривают аппаратный зажим из алюминиевой покрытой медью пластины (рис. 19).
Сварные соединения имеют ряд преимуществ по сравнению с прессуемыми. Сварной контакт из-за утолщения и приливов имеет большую электропроводимость, чем сам провод. Значение переходного сопротивления в месте сварки не изменяется в процессе эксплуатации, что подтверждает высокую надежность сварного контакта.
Иногда ошиновку отдельных ячеек выполняют проводом меньшего сечения, чем ошиновку сборных шин. В специальных формах-кокилях приваривают провода спусков меньшего сечения к шинным проводам, в результате чего более экономно расходуется провод.
Оконцевание двух проводов (в одной фазе) плакированной пластиной или присоединение ее к сквозному проводу у килевых разъединителей возможно только сваркой в формах-кокилях.
При сварке спусков с шинными проводами нет необходимости протаскивать ответвительные зажимы по проводу на десятки метров. Как правило, при монтаже провода загрязняются сырым грунтом и надеть ответвительный прессуемый зажим на такой провод практически невозможно. Промывка его водой требует дополнительного времени. Кроме того, на внутренней поверхности зажима остается сопутствующий грунт. Вследствие этого опрессованное контактное соединение может быть ненадежным, так как контакт в процессе эксплуатации будет чрезмерно нагреваться.

Рис. 17. Т-образное соединение проводов ошиновки сваркой.
1 — провод АСО-БОО; 2 — провод АС-240.

Рис. 18. Соединение сваркой двух проводов с аппаратным зажимом.

Рис. 19. Соединение сваркой неразрезанного провода с аппаратным зажимом.
При сварке Т-образного соединения присадочного алюминия расходуется около 100 г, а каждый прессуемый зажим весит более 1 кг, т. е. экономия цветного металла составляет около 1 кг на одно сварное соединение.
Применение сварных соединений уменьшает потребность в дорогостоящих гидравлических прессах. Стоимость одного пресса — около 1200 руб., а комплекта приспособлений для сварки проводов только 120 руб.
Кроме вышеуказанных преимуществ внедрение сварки создает перспективу для монтажа спусков и перемычек между аппаратами из алюминиевых проводов, более дешевых по сравнению со сталеалюминиевыми. Алюминиевые провода равного сечения легче сталеалюминиевых, поэтому они создают меньшие нагрузки на фарфор коммутационных аппаратов.
С применением прогрессивной технологии на монтаже ошиновки ОРУ и сварки большая часть трудоемких работ из пролета может быть перенесена на ровную незагроможденную площадку. А при необходимости все работы по заготовке элементов гибкой ошиновки можно выполнить в монтажной заготовительной мастерской вдали от строящейся подстанции. Таким образом, применение сварки повышает уровень индустриализации электромонтажных работ и значительно сокращает сроки и стоимость монтажа гибкой ошиновки.
Применение сварки улучшает также качество монтажа, придает ошиновке современный вид. Сварку обычно применяют с одним из прогрессивных методов монтажа ошиновки, когда длины проводов определяют с помощью геодезических приборов или с помощью мерных тросиков. В этом случае монтаж ошиновки значительно ускоряется и сварка проводов может осуществляться поточным методом. Как показал опыт, время монтажа ошиновки ОРУ с применением геодезических приборов для определения длин проводов, инвентарной мастерской для механизированной заготовки проводов и сварки сокращается в 2 раза.
Монтаж ошиновки с применением сварки производят в той же последовательности, что и с прессуемыми зажимами. Только провода спусков обычно приваривают после того, как будут опрессованы натяжные зажимы. Монтаж целесообразно начинать после того, как будет выставлено оборудование. Тогда есть возможность определить длину спусков и перемычек между оборудованием, а следовательно, сразу приварить аппаратные зажимы из алюминиевых пластин, покрытых медью методом холодного вдавливания. В покрытой медью части пластин сверлят отверстия для болтового соединения с контактами оборудования. Сечение пластин не должно, быть меньше сечения контакта аппарата и присоединяемого провода. Как правило, размер пластин задают в проекте. Формы изготавливают обычно для пластин сечением 80X8; 100X10; 120ХЮ мм. Формы для Т-образных соединений изготавливают двух типоразмеров: для проводов сечением до 240 и до 500 мм². Отверстия для крепления форм на проводах рассверливают до нужного диаметра непосредственно на объекте. Сечение провода спуска может быть задано в проекте меньше сечения шинного провода. Соответственно этому сечению рассверливают отверстие в форме.
Для сварки проводов подготавливают комплект приспособлений и материалов. В комплект входят формы, подставки, станки или скобы для крепления форм с проводами, двухрожковые горелки, шланги кислородные и пропановые баллоны, присадочные прутки из алюминия. Для подачи кислорода используют резинотканевые рукава с внутренним диаметром 9,5 мм с тремя тканевыми прокладками, испытанные на давление 10 кгс/см², ГОСТ 8318-57, типа «Б». Для подачи пропан-бутановой смеси используют рукава с внутренним диаметром 9 мм с двумя тканевыми прокладками, испытанные на давление 3 кгс/см² (ГОСТ 8318-57).
Формы-кокили для сварки проводов раньше изготовляли из листовой стали толщиной 30 мм. Заготовки из такой стали обрабатывали на станках до необходимых размеров, приваривали ребра жесткости и детали запоров. Долговечность таких форм была небольшая. После сварки формы деформировались и между ее частями образовывались щели, в которые вытекал расплавленный алюминий. Для предотвращения вытекания алюминия щели уплотнялись асбестом.

В настоящее время заготовки для форм в основном получают путем литья. Они подвергаются незначительной обработке на станках до необходимых размеров. Литник не обрабатывают. В горловинах формы сверлят отверстия для шарнирного соединения обеих частей формы. Обрабатывают плоскости прилегания частей формы. В форме для приваривания алюминиевых пластин к проводу обрабатывают место для их закладывания. Размеры в форме делают на 1 мм больше, чем размеры /провода и пластин. Такую форму легче закрыть и открыть после сварки, так как расплавленный алюминий при этом не вытекает. Литые формы по сравнению с точеными дешевле и имеют более продолжительный срок службы. В литых формах сваривают в среднем 100 стыков, т. е. в три раза больше, чем в точеных.
На рис. 20 показана стальная форма, полученная методом литья. Приливы на внешней части корпуса использованы для шарнирного соединения и закрывания формы. Одновременно приливы являются отражателями пламени горелки. Благодаря им разогревается только средняя часть формы. Части формы за приливами остаются холодными, алюминиевые повивы провода в горловинах не расплетаются и не подгорают. Для лучшего перемешивания расплавленного алюминия литниковое отверстие в верхней части имеет ширину не менее 20 мм и вдоль оси закрывания формы расширяется сверху вниз. Благодаря такой конструкции литника форма свободно открывается после окончания сварки.

Рис. 20. Кокиль для приварки аппаратных зажимов к двум проводам.

Диаметр расширенной внутренней плоскости формы, где происходит сплавление соединяемых проводов или проводов и пластины, выбирают таким, чтобы площадь сечения монолитного соединения была приблизительно  вдвое больше сечения соединяемых проводов. Обычно размеры литника формы получаются больше размеров соединяемых проводов в среднем на 5 мм.   Чем больше  толщина стенок, тем больше срок службы формы. Но с увеличением толщины стенок увеличивается время нагрева и остывания формы. Оптимальная толщина стенок формы 7 мм. Для повышения производительности труда при установке и снятии формы со сваренных проводов все детали ее связаны между собой шарнирно.

Рис. 21. Стойка для сварки.
Провода и аппаратные зажимы сваривают в специальном приспособлении, показанном на рис. 21. Приспособление выполнено в виде трехногой стойки из газовых труб 015 мм и листовой стали толщиной 5 мм. На стойке установлены три зажима. Два зажима установлены горизонтально и служат для крепления в них основного провода. Третий зажим установлен вертикально. В нем крепится провод привариваемого спуска. Внутренние части зажимов имеют эллиптическую форму. Благодаря этому в них можно крепить провода любого диаметра. Преимущество таких зажимов перед круглыми состоит в том, что не нужно иметь сменных вкладышей для разных сечений проводов и требуется меньше времени на закрепление провода. Для формы в плите стойки вырезано прямоугольное отверстие. Провода в стойке крепят так, чтобы торец спуска вплотную подходил к основному проводу и был перпендикулярен ему. На подготовленные к сварке провода надевают форму и крепят ее так, чтобы место стыковки свариваемых элементов находилось в центре литникового отверстия. В этом случае при сварке по обе стороны от стыка образуются приливы из алюминия, что обеспечивает высокую механическую прочность свариваемого соединения. Если необходимо удлинить спуск или сварить шлейф, используют также тройную форму, предварительно, заглушив в ней отверстие для отпайки.
Для приварки спуска к проводу, натянутому в пролете, применяют специальную скобу (рис. 22). Скобу жестко крепят на проводе. При сварке она воспринимает тяжение провода на себя. Сварку в этом случае производят с телескопической вышки или подмостей.
Двухрожковая горелка для разогрева формы состоит из обычной горелки № 6, на которую вместо мундштука наворачивается двухрожковая насадка из соединяющих трубок с внутренним диаметром 4.5 мм, двух многопламенных сетчатых наконечников и тройника. Зазор между наконечниками, а следовательно, и расстояние от наконечников до нагреваемых стенок формы регулируют ввинчиванием их в тройник или вывинчиванием из него, добиваясь таким образом лучших условий нагрева формы. Оси сетчатых наконечников расположены относительно друг друга под углом так, чтобы пламя одного наконечника не нагревало другой наконечник.  Наконечники изготавливают из латуни, соединяют их с рожнами горелки пайкой. Диаметр проходного канала в инжекторе горелки № 6 0,95 мм. Диаметр цилиндрического отверстия в смесительной камере 2,8 мм.
Перед употреблением новые шланги продувают: кислородные — кислородом, пропановые — пропаном. Давление кислорода в шлангах при сварке проводов устанавливают от 3 до 5 кгс/см². Давление пропан-бутана от 0,8 до 1,5 кгс/см².

Рис. 22. Скоба для сварки сталеалюминиевых проводов АС-185— АС-500 в пролете.
I — пластина стальная; 2 — зажим; 3 — клин; 4 — провод.
Сваркой проводов занимаются два человека: сварщик и помощник. Сварщик проходит обучение на специальных курсах. Перед началом работ сварщиком выполняются пробные сварки проводов до получения качественного соединения. Контроль сварки осуществляется внешним осмотром. Сварное соединение должно быть монолитным без раковин и пустот. Целостность алюминиевых проволок около монолитного алюминия не должна быть нарушена. Алюминиевые проволоки должны сохранить сечение и не иметь оплавлений.
Для более рационального использования рабочего времени в комплекте приспособлений для сварки должны быть три станка и три формы. Помощник закрепляет провода в формах, шинный провод при этом не разрезается. Провода спусков ориентируют так, чтобы их расположение было согласовано с расположением шлейфов,
т. е. чтобы шлейф и спуски были в одной плоскости. Приварив первый спуск, сварщик снимает с него форму и переходит ко второму. Форма привариваемого спуска в это время остывает. Во время сварки третьего спуска помощник устанавливает остывшую форму для сварки провода следующего спуска. При такой технологии сварщик выполняет до 40 соединений в смену.
Сварку производят без применения флюса с наплавлением присадочного алюминия. В качестве присадочного материала используют алюминиевые прутки сечением от 100 до 200 мм², длиной около 1 м. Прутки изготовляют из обрезков алюминиевых шин. Перед сваркой провода и присадочные прутки зачищают металлической щеткой до блеска. Подготовленные провода закладывают в форму, которую плотно закрывают с помощью клиновых зажимов. Внешним осмотром проверяют отсутствие зазоров в корпусе формы. Форму располагают литниковым отверстием вверх, провод спуска заходит в форму снизу.
Разогревают среднюю часть формы до тех пор, пока расплавятся алюминиевые повивы провода и присадки, которая подается внутрь через литниковое отверстие. Когда литник формы заполнится расплавленным алюминием, прекращают добавлять присадку, в расплавленный алюминий погружают стальной крючок и по глубине погружения определяют степень расплавления алюминиевых повивов провода спуска. Если крючок погрузился полностью, то им перемешивают алюминий с обеих сторон стального сердечника провода. Налипшие на крючок шлаковые включения стряхивают и вновь перемешивают алюминий. Схема перемешивания расплавленного алюминия в форме показана на рис. 23. В горизонтальной части кокиля алюминий перемешивают другим крючком. Если при прощупывании крючки полностью не погружаются, то кокиль продолжают разогревать. Качество сварного соединения тем лучше, чем тщательнее перемешивается алюминий в форме. Размешивание алюминия в форме производят с целью разрушения пленки окиси алюминия, которая препятствует сплавлению алюминиевых проволок в монолит и с целью удаления шлаковых включений. При отвердении алюминий уменьшается в объеме, поэтому в литниковое отверстие добавляют присадку, подогревая ее в пламени. Чрезмерный разогрев кокиля уменьшает его долговечность и приводит к расплавлению алюминиевых повивов провода в горловинах кокиля и вытеканию алюминия.

Рис. 23. Разрез кокиля для сварки проводов.
1 — свариваемые провода; 2 — стальной сердечник провода; 3 — корпус кокиля; 4 — расплавленный алюминий; 5 — крючки для перемешивания расплавленного алюминия.
Для более быстрого и равномерного нагрева кокиля одновременно со всех сторон применяют пропано-кислородную двухрожковую горелку. Нормальное пламя горелки имеет цилиндрическую форму и сопровождается мягким шумом. При избытке кислорода усиливается шум, языки пламени каждого отверстия уменьшаются и становятся острыми. Температура такого пламени повышается и может привести к неравномерному нагреву кокиля и его прожогу. При избытке пропана пламя горит бесшумно и имеет белый цвет. Провода в литнике кокиля не касаются его стенок, поэтому для более быстрого расплавления повивов опускают присадочный пруток в литник и прижимают его к разогретым докрасна стенка.м кокиля. Когда литник заполнится алюминием, пруток удаляют и продолжают подогревать кокиль. При понижении уровня алюминия в литник вновь погружают присадочный пруток. Корпус кокиля продолжают подогревать, горелку при этом перемещают в вертикальном и горизонтальном направлениях по корпусу и следят за тем, чтобы наконечники горелки были одинаково, удалены от обеих боковых стенок. При наполнении литника удаляют присадочный пруток и крючками перемешивают расплавленный алюминий. По окончании сварки сварщик переходит к следующему стыку. С остывшего соединения снимают кокиль. Внешним осмотром проверяют качество соединения и напильником удаляют заусенцы.

В зависимости от сечения провода, температуры окружающей среды и скорости ветра процесс сварки проводов длится от 6 до 10 мин. На 12—15 соединений расходуется около 6 м3 кислорода и 2,5 кг пропана. Хотя при сварке проводов стальной сердечник не сваривается, механическая прочность сварного соединения привариваемого спуска оказывается в десятки раз больше допустимого тяжения на фарфор аппарата. Ослабляется при этом почти вдвое и механическая прочность шинного провода.
Таблица 2

Однако, пролеты ОРУ имеют небольшую длину и малые тяжения проводов по сравнению с линиями электропередачи, и поэтому запас прочности в ослабленном сваркой месте остается не менее трехкратного. При монтаже линий электропередачи сварка проводов допускается только в петлях. Прочность сталеалюминиевых проводов до сварки и после приведена в табл. 2.