Заливные муфты 3М™ Scotchcast™ и кабельные муфты на их основе

27.05.2013

Технология воссоздания электрической изоляции с применением застывающих смол, или компаундов, берет свое начало еще из 19-го века, совместно с началом кабельной эры. Многие энергетики и монтажники со стажем помнят единственную на тот момент доступную технологию сращивания или ремонта силовых кабелей, когда в чугунную форму заливался предварительно разогретый на костре битум.

Следует сказать, что такая технология мало способствовала пропаганде и без того нелегкого труда специалиста-кабельщика, хотя и сподвигала некоторых отдельных представителей человечества на создание настоящих шедевров. В частности, согласно легенде, бессмертная поэма «Москва-Петушки» была написана Венедиктом Ерофеевым как раз в то время, когда он был задействован на кабельных работах.

Шло время, и заливная технология не стояла на месте. На смену битуму пришел эпоксидный компаунд. Это был значительный шаг вперед. Теперь требовалось лишь смешать в одном объеме две жидкости – эпоксидную смолу и отвердитель – и залить внутрь формы, а затем дождаться, когда смола затвердеет. Но и у такой технологии имеются свои недостатки. Во-первых, необходимо было точно рассчитать пропорцию смешивания, учитывая и температуру окружающей среды. Иначе компаунд затвердевает либо слишком медленно, либо слишком быстро. Кроме того, пропорции смешивания влияют на влагопоглощение и механическую прочность уже застывшей заливной муфты. Также стоит отметить, что химическая реакция при смешивании компонентов зачастую сопровождается выделением веществ, небезопасных для органов дыхания человека.

CMP-технология смешивания компаунда

Многое изменилось с появлением технологии закрытого смешивания и заливки компаунда (CMP-технология). Эту технологию сегодня активно применяет компания 3М при производстве различных типов муфт заливных.

CMP-технология предполагает, что прозрачный пакет состоит из двух секций – компаунда и отвердителя – разделенных тонкой мембранной перегородкой (рис. 1). Для того чтобы начать смешивание компонентов, достаточно лишь разорвать эту мембрану внутри пакета. Прозрачный пакет легко позволяет контролировать процесс смешивания, а дозированное количество компонентов позволяет гарантировать требуемое время застывания и, главное, свойства муфты после заливки. Процесс заливки показан на рис. 2.

 


Рис. 1. Пакет с двухкомпонентным полиуретановым компаундом 3М™ Scotchcast™ 470

 

Рис. 2. Технология смешивания и заливки компаунда серии 3М™ Scotchcast™

После смешивания компонентов состав, как правило, заливается в специальную форму, в которой располагается соединение или ответвление кабеля (см. рис. 3). При этом Прокалываемый заливной клапан, встроенный в пакет, вворачивается внутрь прокалывающего приемного клапана, встроенного в корпус муфты заливной, плотно с ним стыкуясь (рис. 4). Это исключает протечку компаунда мимо корпуса. После заливки остатки материала утилизируются как обычные бытовые отходы.

Рис. 3. Монтаж заливной муфты 3М™ Scotchcast™

 

Рис. 4. Механизм стыковки заливного и приемного клапана

Типы заливных муфт 3M™ Scotchcast™

Сегодня компания 3M предлагает самый широкий спектр муфт заливных, в основе которых применяются двухкомпонентные застывающие смолы:

  • муфты заливные соединительные;
  • муфты заливные ответвительные;
  • заливные муфты для гибкого кабеля;
  • заливные муфты на основе технологии нагнетания компаунда под давлением.

Мы остановимся на рассмотрении основных типов и моделей таких муфт.

Муфта заливная соединительная серии 3M™ Scotchcast™ 91-NBA



Рис. 5. Конструкция муфты серии 3M™ Scotchcast™ 91-NBA

Муфты заливные соединительные серии 3М™ Scotchcast™ 91-NBA используются в низковольтных электрических сетях на кабелях со сплошной изоляцией, а также могут быть установлены на контрольных кабелях. При условии применения дополнительных материалов муфты позволяют сращивать бронированные кабели, а также могут использоваться для сращивания кабелей со сплошной изоляцией напряжением до 6 кВ. Муфты серии 3М™ Scotchcast™ 91-NBA органично заменяют муфты предыдущей линейки 3М™ Scotchcast™ 91-A, обладая при этом рядом новых преимуществ. В числе прочих необходимо отметить, что применяемый с муфтой электротехнический полиуретановый компаунд 3М™ Scotchcast™ 470 является гидрофобным и не растворяется в воде, что позволяет длительно эксплуатировать муфту в погруженном состоянии, в частности, для питания оборудования погружных насосов. В застывшем состоянии муфта обладает высокой механической прочностью при приложении как радиального, так и осевого усилия.

При монтаже места соединения достаточно всего лишь установить на сращиваемые жилы кабельные соединители – под пресс либо под срывной болт – и развести их друг относительно друга на 5-10 мм. Далее устанавливается односекционный прозрачный корпус заливной формы. По бокам осуществляется герметизация с помощью герметичного губчатого уплотнителя. Крышка корпуса фиксируется замками. Теперь можно заливать компаунд.

Заливка осуществляется после смешивания содержимого пакета согласно технологии, указанной на рис. 2. достаточно всего лишь поднять пакет над корпусом муфты и соединить прокалывающий приемный и прокалываемый заливной клапан. Через проколотое в заливном клапане отверстие компаунд самотёком польется внутрь заливной формы.

Заливная ответвительная муфта серии 3М™ Scotchcast™ 91-AB

Рис. 6. Муфта заливная ответвительная серии 3M™ Scotchcast™ 91-АВ

Муфта ответвительная 3М™ Scotchcast™

Так же, как и соединительная муфта серии 3М™ Scotchcast™ 91-NBA, муфта ответвительная используется в сетях низкого напряжения на кабелях со сплошной изоляцией, бронированных и небронированных. Гидрофобный полиуретановый компаунд 3М™ Scotchcast™ 470 позволяет использовать муфту даже под водой. Как и следует из названия, муфта предназначена для осуществления ответвления от магистрального силового кабеля без разрыва самой магистрали. Технология подобна той, что указана в описании муфты соединительной, только вместо соединений монтируются ответвления, для которых, как правило, используются планшетные сжимы.

Гибкая муфта заливная серии 3М™ Scotchcast™ 91-AV

Рис. 7. Гибкая муфта заливная серии 3M™ Scotchcast™ 91-AV

Для сращивания гибкого кабеля, а также для ремонта мест его повреждения применяются гибкие муфты заливные серии 3М™ Scotchcast™ 91-AV, в которых используется двухкомпонентный полиуретановый компаунд серии 3М™ Scotchcast™ 2142FL или 3М™ Scotchcast™ 2131. С помощью таких муфт можно сращивать гибкие кабели с резиновой или ПВХ-изоляцией напряжением до 1 кВ. С применением дополнительных материалов - проводящих лент Скотч 13 - можно сращивать и экранированные кабели напряжением до 6 кВ.

Компаунд, применяемый в муфтах заливных серии 3М™ Scotchcast™ 91-AV, после застывания остается гибким и сохраняет эластичность в течение длительного времени. Кроме того, он является трудновоспламеняемым и самозатухающим, что позволяет применять заливные муфты не только на поверхности, но и в подземных выработках шахт, где гибкий кабель используется особенно часто.

Технология монтажа гибкой заливной муфты

Порядок сращивания гибкого кабеля следующий. Вначале осуществляется сращивание в разбежку силовых и вспомогательных жил кабеля, если таковые имеются. Затем эти жилы изолируются с помощью самослипающейся резиновой ленты Скотч 23. Потом резиновой самослипающейся лентой оборачивается все место сростка от корешка одного кабеля до корешка другого кабеля. Поверх намотанной самослипающейся ленты для центрирования корпуса устанавливаются 2-3 манжеты из объемной сетчатой ленты в зависимости от длины снятой оболочки. Оборачиваемый корпус заливной формы устанавливается поверх манжет и фиксируется с помощью ремней в области установки заливных воронок и с помощью ленты ПВХ по краям. Порядок установки манжет и корпуса показан на рис. 8,9. Теперь все готово к заливке компаунда

После смешивания согласно технологии, изображенной на рис. 2, материал заливается внутрь специального корпуса. Его следует заливать вначале в одну воронку – до полного заполнения всего объема до сетчатой ленты, а затем и во вторую воронку. Если воронок три, то начинать следует со средней воронки. Если одного пакета недостаточно, необходимо сразу же смешивать и заливать следующий пакет. Полупрозрачный корпус позволяет контролировать процесс заливки.

После заполнения всего объема корпуса компаунд доливается до краев воронки. Это создает необходимое давление для заполнения пустот и выдавливания воздуха.

 

Рис. 9. Установка корпуса

Муфта заливная серии 3M™ Scotchcast™ 92-ОТ на основе технологии нагнетания компаунда под давлением

Рис. 10. Монтаж соединительной муфты серии 3M™ Scotchcast™ 92-ОТ, выполненной на основе технологии нагнетания компаунда под давлением

В отличие от описанных выше методов монтажа, RPM-технология подразумевает, что компаунд подается под давлением. RPM-технология монтажа муфты серии 3M™ Scotchcast™ 92-ОТ позволяет сращивать, оконцовывать и ремонтировать кабели с бумажно-масляной изоляцией как низкого, так и среднего напряжения. Технология, не подразумевает применения огня, позволяет решить проблему течей масла из-под оболочек и концевых заделок силового кабеля с БПИ-изоляцией даже в большей степени, чем традиционные термоусаживаемые муфты. Изначально технология использовалась для монтажа кабельных муфт в угольных шахтах, где применение огня категорически запрещено.

Этот способ оконцевания и скрещивания кабеля был разработан компанией ЗМ специально для выполнения работ в труднодоступных местах, например при вертикальном кабельном вводе, в углах и высоко расположенных местах, т. е. там, где нельзя установить муфту обычным способом. С помощью RPM-технологии можно восстановить поврежденную оболочку кабеля, изготовить соединительную, концевую, защитную муфту-кожух на кабеле среднего напряжения.

Суть метода состоит в том, что корпус муфты представляет из себя комбинацию самослипающихся изолирующих, губчатых и герметизирующих лент, образующих некое подобие кокона, внутрь которого при помощи специального шприца закачивается электроизоляционный хим- и влаго- стойкий компаунд 3M™ Sotchcast™ 40G. Технология нагнетания указана на рис. 11.

Рис. 11. RPM-технология нагнетания под давлением

Из-за того, что корпус заливной формы вяжется из специальных лент, отсутствуют ограничения по сечению кабеля, числу жил и длине сростка.

При более детальном рассмотрении оказывается, что муфты, выполненные по RPM-технологии, отличаются не только высокими электроизоляционными характеристиками, но и высокими прочностными характеристиками как при радиальном, так и при осевом внешнем воздействии. Застывший хим- и влаго- стойкий материал 3M™ Scotchcast™ 40G дает отличный контакт с оболочкой, препятствуя как попаданию влаги внутрь муфты, так и образованию течей из под нее. Это касается как соединительных, так и концевых муфт (рис. 11). Применение RPM-технологии на практике позволяет забыть о традиционных проблемах с кабелями с БПИ-изоляцией.

 

Рис. 12. Монтаж концевой муфты серии 3M™ Scotchcast™ 92-ОТ, выполненной на основе RPM-технологии