Болтовые контактные соединения в электрооборудовании. Инструкция по монтажу контактных соединений шин между собой и с выводами электротехнических устройств

СОЕДИНЕНИЯ КОНТАКТНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КЛАССИФИКАЦИЯ. ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ ГОСТ 10434-82

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
СОЕДИНЕНИЯ КОНТАКТНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
Классификация. Общие технические требования
Electric contact connections. Classification.
General technical requirements
ГОСТ 10434-82

Дата ведения 01.01.83

Настоящий стандарт распространяется на разборные и неразборные электрические контактные соединения шин, проводов или кабелей (далее - проводников) из меди, алюминия и его сплавов, стали, алюмомедных проводов с выводами электротехнических устройств, а также на контактные соединения проводников между собой на токи от 2,5 А. Для контактных соединений электротехнических устройств на токи менее 2,5 А требования стандарта являются рекомендуемыми. Требования стандарта в части допустимого значения электрического сопротивления и стойкости контактных соединений при сквозных токах распространяются также на контактные соединения в цепях заземляющих и защитных проводников из стали.

Стандарт не распространяется на электрические контактные соединения электротехнических устройств специального назначения.

Термины, применяемые в стандарте, соответствуют ГОСТ 14312-79, ГОСТ 18311-80.

1. КЛАССИФИКАЦИЯ

1.1. В зависимости от области применения электрические контактные соединения (далее - контактные соединения) подразделяются на классы в соответствии с табл. 1.

Таблица 1

Примечание. В стандартах и технических условиях на конкретные виды электротехнических устройств должны указываться классы 2 и 3, класс 1 не указывается.

1.2. В зависимости от климатического исполнения и категории размещения электротехнических устройств по ГОСТ 15150-69 контактные соединения подразделяются на группы в соответствии с табл. 2.

1.3. По конструктивному исполнению контактные соединения подразделяются на неразборные и разборные.

1.4. В зависимости от материала соединяемых проводников и группы контактных соединений по п. 1.2 разборные контактные соединения подразделяются на:

- не требующие применения средств стабилизации электрического сопротивления - см. пп. 2.1.6 и 2.1.8;
- требующие применения средств стабилизации электрического сопротивления - см. пп. 2.1.7 и 2.1.8.

Таблица 2

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

2.1. Требования к конструкции

2.1.1. Контактные соединения должны выполняться в соответствии с требованиями настоящего стандарта, стандартов и технических условий на конкретные виды электротехнических устройств по рабочим чертежам, утвержденным в установленном порядке.

2.1.2. Выводы электротехнических устройств должны соответствовать требованиям ГОСТ 24753-81.

2.1.3. Контактные винтовые зажимы должны соответствовать требованиям ГОСТ 25034-85, наборные зажимы должны соответствовать требованиям ГОСТ 19132-86.

2.1.4. Линейная арматура должна соответствовать требованиям ГОСТ 13276-79.

2.1.5. Неразборные контактные соединения должны выполняться сваркой, пайкой или опрессовкой. Допускается применение других методов, указанных в стандартах или технических условиях на конкретные виды электротехнических устройств.

Примеры выполнения неразборных контактных соединений приведены в приложении 1.

2.1.6. Разборные контактные соединения, не требующие применения средств стабилизации электрического сопротивления, должны выполняться при помощи стальных крепежных изделий, защищенных от коррозии в соответствии с требованиями ГОСТ 9.303-84, ГОСТ 9.005-72.

2.1.7. Разборные контактные соединения, требующие применения средств стабилизации электрического сопротивления, должны выполняться с использованием как по отдельности, так и в сочетании следующих средств:

1) крепежных изделий из цветных металлов с коэффициентом линейного расширения от 18·10 -6 до 21·10 -6 1/°С;
2) тарельчатых пружин по ГОСТ 3057-90 или техническим условиям на конкретные виды пружин;
3) защитных металлических покрытий рабочих поверхностей, выбранных по ГОСТ 9.303-84 с учетом требований ГОСТ 9.005-72.
Допускается применение других видов защитных покрытий, указанных в стандартах или технических условиях на конкретные виды электротехнических устройств;
4) переходных деталей в виде медно-алюминиевых пластин по ГОСТ 19357-81, медно-алюминиевых наконечников по ГОСТ 9581-80 и аппаратных зажимов из плакированного алюминия по ТУ 34-13-11438-89;
5) переходных деталей в виде пластин и наконечников из алюминиевого сплава с временным сопротивлением разрыву не менее 130 МПа (далее - твердый алюминиевый сплав);
6) штифтовых наконечников по ГОСТ 23598-79 из твердого алюминиевого сплава;
7) штифтовых наконечников по ГОСТ 23598-79, медно-алюминиевых;
8) электропроводящих смазок или других электропроводящих материалов, если возможность их применения подтверждена результатами испытаний по ГОСТ 17441-84 и указана в стандартах или технических условиях на конкретные виды электротехнических устройств.

При применении средств 2)-8) контактные соединения, как правило, должны выполняться при помощи, стальных крепежных деталей, защищенных от коррозии в соответствии с требованиями ГОСТ 9.303-84, ГОСТ 9.005-72.

Примечание. Необходимость нанесения защитного металлического покрытия на рабочие поверхности медных проводников должна быть указана в стандартах или технических условиях на конкретные виды электротехнических устройств.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2, 3).

2.1.8. Разборные контактные соединения в зависимости от группы по п. 1.2 и материала соединяемых проводников и выводов электротехнических устройств должны выполняться в соответствии с требованиями стандарта, указанными:

- для контактных соединений проводников с плоскими выводами, а также контактных соединений проводников между собой - в табл. 3;
- для контактных соединений проводников со штыревыми выводами - в табл. 4;
- для контактных соединений проводников с гнездовыми выводами - в табл. 5.

Таблица 3

Контактные соединения в соответствии с климатическим исполнением и категорией размещения электротехнических устройств, определяемыми по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70, должны выдерживать воздействие климатических факторов внешней среды, указанных в ГОСТ 15150-69, ГОСТ 15543-70, ГОСТ 15963-79, ГОСТ 16350-80, ГОСТ 17412-72 или в стандартах и технических условиях на конкретные виды электротехнических устройств.

Таблица 4

* Контактные соединения электротехнических устройств климатических исполнений У, УХЛ категорий размещения 1 и 2 допускается изготовлять по п. 2.1.6.

Примечание. Во всех случаях для штыревых выводов на номинальный ток выше 40 А должны применяться упорные гайки из меди или латуни.

Таблица 5

* Возможность непосредственного соединения должна быть указана в стандартах или технических условиях на конкретный вид электротехнического устройства.

** Допускается соединение алюминиевых жил, сплавленных в монолит с добавкой легирующих присадок из твердого алюминиевого сплава.

*** Контактное соединение выполняется путем оконцевания медными штифтовыми наконечниками по ГОСТ 22002.5-76, ГОСТ 22002.12-76, ГОСТ 22002.13-76, ГОСТ 23598-79 или путем облуживания жил оловянно-свинцовыми припоями по ГОСТ 21931-76.

Допускается по согласованию с потребителем применять контактные соединения, отличающиеся от указанных в табл. 3-5.

Примеры выполнения разборных контактных соединений приведены в приложении 2.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 3).

2.1.9. Контактные соединения пластин из твердого алюминиевого сплава и алюминиевой части медно-алюминиевых пластин с алюминиевыми проводниками (выводами) должны выполняться сваркой или пайкой, а соединения наконечников из твердого алюминиевого сплава и алюминиевой части медно-алюминиевых наконечников с алюминиевыми жилами проводов и кабелей должны выполняться сваркой или опрессовкой.

2.1.10. Разборные контактные соединения однопроволочных жил проводов и кабелей с плоскими или штыревыми выводами должны выполняться:

- жил сечением до 16 мм 2 - после оконцевания наконечниками по ГОСТ 7386-80 или непосредственно: путем формирования в кольцо или без него с предохранением в обоих случаях от выдавливания фасонными шайбами или другими способами;
- жил сечением 25 мм 2 и более - после оконцевания наконечниками по ГОСТ 7386-80, ГОСТ 7387-82, ГОСТ 9581-80 или путем формирования конца жилы в плоскую зажимную часть с отверстием под болт.

2.1.11. Разборные контактные соединения многопроволочных жил проводов и кабелей с плоскими или штыревыми выводами должны выполняться:

- жил сечением до 10 мм 2 - после оконцевания наконечниками по ГОСТ 7386-80, ГОСТ 9688-82, ГОСТ 22002.1-82, ГОСТ 22002.2-76 - ГОСТ 22002.4-76, ГОСТ 22002.6-82, ГОСТ 22002.7-76 - ГОСТ 22002.11-76, ГОСТ 22002.14-76 или непосредственно: путем формирования в кольцо или без него с предохранением в обоих случаях от выдавливания фасонными шайбами, или другими способами;
- жил сечением 16 мм 2 и более - после оконцевания наконечниками по ГОСТ 7386-80, ГОСТ 7387-82, ГОСТ 9581-80, ГОСТ 22002.1-82, ГОСТ 22002.2-76, ГОСТ 22002.6-82, ГОСТ 22002.7-76.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

2.1.12. К каждому болту (винту) плоского вывода или к штыревому выводу рекомендуется присоединять не более двух проводников, если иное не указано в стандартах или технических условиях на конкретные виды электротехнических устройств.

2.1.13. В разборных контактных соединениях должны использоваться крепежные детали классов прочности по ГОСТ 1759.4-87 и ГОСТ 1759.5-87, указанных в табл. 6. Винты в контактных соединениях рекомендуется применять с цилиндрической или шестигранной головкой.

Таблица 6

2.1.14. Требования к подготовке рабочих поверхностей контактных деталей приведены в приложении 3.

2.2. Требования к электрическим параметрам

2.2.1. Отношение начального электрического сопротивления контактных соединений (кроме контактных соединений со штыревыми выводами) к электрическому сопротивлению участка соединяемых проводников, длина которого равна длине контактного соединения, не должно превышать:

- для класса 1 - 1, если иное не указано в стандартах или технических условиях на конкретные виды электротехнических устройств;
- для класса 2 - 2;
- для класса 3 - 6.

В контактных соединениях проводников с различным электрическим сопротивлением сравнение производится с контакт-деталью с б?льшим электрическим сопротивлением.

2.2.2. Начальное электрическое сопротивление контактных соединений класса 1 проводников со штыревыми выводами не должно превышать значений, указанных в табл. 7.

Таблица 7

Требования к контактным соединениям классов 2 и 3, при необходимости, указываются в стандартах или технических условиях на конкретные виды электротехнических устройств.

2.2.3. Электрическое сопротивление контактных соединений (кроме сварных и паяных), прошедших испытание на соответствие требованиям стандартов и другой технической документации по методике, указанной в ГОСТ 17441-84, не должно превышать начальное значение более чем в 1,5 раза. Электрическое сопротивление сварных и паяных контактных соединений должно оставаться неизменным. Необходимость обязательного применения моментных индикаторных ключей должна быть указана в стандартах или технических условиях на конкретные виды электротехнических устройств.

2.2.4. При протекании номинального (длительно допустимого) тока наибольшая допустимая температура контактных соединений классов 1 и 2 не должна превышать значений, указанных в табл. 8. Токовые нагрузки проводников при этом принимают по "Правилам устройства электроустановок", утвержденным Госэнергонадзором 12.04.69, по стандартам или техническим условиям на конкретные виды электротехнических устройств.

Таблица 8

* Допускается для проводников из меди без изоляции или с изоляцией классов В, F и Н по ГОСТ 8865-87 повышать температуру до 135 °С, если возможность этого подтверждена результатами испытаний по ГОСТ 17441-84 и указана в стандартах или технических условиях на конкретные виды электротехнических устройств.

Температура контактных соединений класса 3 устанавливается в стандартах или технических условиях на конкретные виды электротехнических устройств в зависимости от применяемых материалов, покрытий, класса изоляции присоединяемых проводников и условий эксплуатации.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2, 3).

2.2.5. (Исключен, Изм. № 1).

2.2.6. После режима сквозного тока контактные соединения не должны иметь механических повреждений, препятствующих их дальнейшей эксплуатации. Температура контактных соединений в режиме сквозного тока не должна быть более 200 °С у соединений проводников из алюмомеди, алюминия и его сплавов, а также у соединений этих проводников с медными, 300 °С - у соединений медных проводников и 400 °С - у соединений стальных проводников.

2.2.7. Значение допустимого сквозного тока контактных соединений должно быть не менее допустимых сквозных токов конкретных видов электротехнических устройств, указанных в стандартах или технических условиях на эти устройства.

При отсутствии этих данных значение плотности односекундного тока должно соответствовать 165 А/мм 2 - для медных проводников, 105 А/мм 2 - для алюминиевых и алюмомедных, 90 А/мм 2 - для проводников из алюминиевого сплава и 20 А/мм 2 - для стальных проводников.

(Измененная редакция, Изм. №.1).

2.3. Требования по устойчивости к механическим факторам

2.3.1. Контактные соединения должны выдерживать воздействие механических факторов внешней среды по группе условий эксплуатации согласно ГОСТ 17516-72, которая должна указываться в стандартах или технических условиях на конкретные виды электротехнических устройств.

При отсутствии таких указаний контактные соединения, подверженные вибрации, должны выдерживать вибрацию в течение 1 ч с постоянной частотой от 40 до 50 Гц и амплитудой 1 мм.

2.3.2. Контактные соединения должны выдерживать воздействия статических осевых нагрузок на растяжение, вызывающие напряжения, не менее:

- 90 % временного сопротивления разрыву целого проводника - для контактных соединений проводов линии электропередачи, работающих на растяжение;
- 30 % временного сопротивления разрыву целого проводника - для неразборных контактных соединений, не работающих на растяжение, а также для соединений проводников с гнездовыми выводами, соединений неоконцованных проводов и кабелей с плоскими выводами, укомплектованными фасонными шайбами.

Для проводников сечением до 1,5 мм 2 не допускается применять винтовой зажим, конец винта которого проворачивается по жиле.

2.3.1.-2.3.3. (Измененная редакция, Изм. № 1).

2.3.4. Разборные контактные соединения проводников с выводами, одноболтовые контактные соединения, которые могут подвергаться воздействию сквозных токов короткого замыкания, а также разборные контактные соединения, подверженные вибрации или находящиеся во взрывоопасных помещениях, должны быть предохранены от самоотвинчивания контргайками, пружинными шайбами, тарельчатыми пружинами или другими способами.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

2.4. Требования к надежности

2.4.1. Для оценки надежности контактных соединений устанавливается гамма-процентный ресурс, если иное не установлено в стандартах или технических условиях на электротехнические устройства конкретных видов.

Нижнее значение гамма-процентного ресурса должно обеспечивать работу электротехнических устройств в соответствии с требованиями к надежности, установленными в стандартах или технических условиях на эти электротехнические устройства.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.5. Требования безопасности

2.5.1. Контактные соединения в части требований безопасности должны соответствовать ГОСТ 12.2.007.0-75 и обеспечивать условия эксплуатации, установленные "Правилами технической эксплуатации установок потребителей" и "Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей", утвержденными Госэнергонадзором 12 апреля 1969 г.

2.5.2. Контактные соединения в части требований пожарной безопасности должны соответствовать ГОСТ 12.1.004-91, что обеспечивается выполнением требований ГОСТ 10434-82.

(Введен дополнительно, Изм. № 3).

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное

НЕРАЗБОРНЫЕ КОНТАКТНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

а - сваркой или пайкой; б - со штыревым выводом сваркой; в - сваркой через переходную медно-алюминиевую пластину; г - соединение жил проводов (кабелей) через соединительную гильзу опрессовкой; д - соединение жилы провода (кабеля) с кабельным наконечником опрессовкой (сваркой, пайкой); е - соединение жил проводов в овальных соединителях

1 - плоский вывод (шина); 2 - шина; 3 - штыревой вывод; 4 - медно-алюминиевая пластина; 5 - провод (кабель); 6 - соединительная гильза; 7 - кабельный наконечник; 8 - овальный соединитель

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Справочное

РАЗБОРНЫЕ КОНТАКТНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

а - с контргайкой; б - с пружинной шайбой; в - однопроволочная (многопроволочная) жила провода (кабеля) сеч. до 10 мм 2 с изгибанием в кольцо; г - однопроволочная (многопроволочная) жила провода (кабеля) сеч. до 10 мм 2 без изгибания в кольцо.

1 - плоский вывод (шина); 2 - шина (кабельный наконечник); 3, 4, 5 - шайба, болт и гайка стальные; 6 - пружинная шайба; 7 - винт; 8 - фасонная шайба (шайба-звездочка); 9 - провод (кабель); 10 - фасонная шайба (арочная шайба)

а - крепежом из цветного металла с контргайкой; б - крепежом из цветного металла с пружинной шайбой; в - стальным крепежом с тарельчатой пружиной; г - стальным крепежом с защитными металлическими покрытиями рабочих поверхностей с контргайкой (пружинной шайбой); д - стальным крепежом через переходную медно-алюминиевую пластину с контргайкой (пружинной шайбой); е - стальным крепежом через переходную пластину из твердого алюминиевого сплава с контргайкой (пружинной шайбой).

1 - плоский вывод (шина); 2 - шина (кабельный наконечник); 3 - 5 - шайба, болт, гайка из цветного металла; 6 - пружинная шайба; 7 - стальная гайка; 8 - стальной болт; 9 - тарельчатая пружина; 10 - стальная шайба (шайба увеличенная); 11 - стальная шайба; 12 - плоский вывод (шина) с защитным металлическим покрытием рабочей поверхности; 13 - шина (кабельный наконечник) с защитным металлическим покрытием рабочей поверхности; 14 - медно-алюминиевая пластина; 15 - пластина из твердого алюминиевого сплава

а - проводник из меди, твердого алюминиевого сплава или алюминия с защитным металлическим покрытием рабочей поверхности; б, в, г - алюминиевый проводник; д - алюминиевый проводник через переходную медно-алюминиевую пластину; е - однопроволочная (многопроволочная) жила провода кабеля сеч. 10 мм 2 с изгибанием в кольцо.

1-штыревой вывод из меди или латуни; 2 - гайка из меди или латуни; 3 - шина (кабельный наконечник) из меди, твердого алюминиевого сплава или алюминия с защитным металлическим покрытием рабочих поверхностей; 4 - стальная гайка; 5 - штыревой медный вывод; 6 - стальная шайба; 7 - алюминиевая шина (кабельный наконечник); 8 - штыревой латунный вывод; 9 - штыревой стальной вывод; 10 - тарельчатая пружина; 11 - медно-алюминиевая пластина; 12 - провод (кабель); 13 - пружинная шайба; 14 - фасонная шайба (шайба-звездочка)

а, б - однопроволочная (многопроволочная, сплавленная в монолит) жила; в - многопроволочная жила, оконцованная кабельным наконечником.

1 - наборный зажим; 2 - провод (кабель); 3 - гнездовой вывод; 4 - кабельный наконечник штифтовой

ТРЕБОВАНИЯ К ПОДГОТОВКЕ РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ КОНТАКТ-ДЕТАЛЕЙ

1. Контакт-детали, имеющие два и более отверстий под болты в поперечном ряду, рекомендуется выполнять с продольными разрезами, как показано на чертеже.

2. Рабочие поверхности контакт-деталей разборных контактных соединений и неразборных контактных соединений с линейной арматурой непосредственно перед сборкой должны быть подготовлены:

- медные без покрытия и алюмомедные - зачищены.
При зачистке алюмомедных проводов не должна быть повреждена медная оболочка;
- алюминиевые и из алюминиевых сплавов - зачищены и смазаны нейтральной смазкой (вазелин КВЗ по ГОСТ 15975-70, ЦИАТИМ-221 по ГОСТ 9433-80 или другими смазками с аналогичными свойствами).
Рекомендуемое время между зачисткой и смазкой не более 1 ч;
- рабочие поверхности, имеющие защитные металлические покрытия, - промыты органическим растворителем.

(Измененная редакция, Изм. № 3).

3. Рабочие поверхности медных контакт-деталей, соединяемых способом опрессовки, должны быть зачищены, если иное не указано в стандартах или технических условиях на конкретные виды электротехнических устройств.

Рабочие поверхности алюминиевых контакт-деталей должны быть зачищены и смазаны кварцевазелиновой пастой или другими смазками, пастами и компаундами с аналогичными свойствами.

4. Поверхности контакт-деталей, соединяемых сваркой или пайкой, должны быть предварительно зачищены, обезжирены или протравлены.

5. Расположение и размер отверстий под болты в контакт-деталях разборных контактных соединений рекомендуется принимать в соответствии с ГОСТ 21242-75.

По согласованию с потребителем допускается выполнение овальных отверстий.

(Введен дополнительно, Изм. № 2).

КРУТЯЩИЕ МОМЕНТЫ

Таблица 9

Примечание. Для болтовых соединений проводников из меди и твердого алюминиевого сплава рекомендуется применять крутящие моменты, значения которых в 1,5 - 1,7 раза превышают установленные в таблице.

(Измененная редакция, Изм. № 3).

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством монтажных и специальных строительных работ СССР

РАЗРАБОТЧИКИ
Н. Н. Дзекцер, канд. техн. наук (руководитель темы); В. Л. Фукс; О. В. Фесенко, канд. техн. наук

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 03.02.82 № 450

3. ВЗАМЕН ГОСТ 10434-76

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

5. Срок действия продлен до 01.01.96 Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 25.05.90 № 1309

6. ПЕРЕИЗДАНИЕ (октябрь 1993 г.) с Изменениями № 1, 2, 3, утвержденными в апреле 1985 г., июне 1987 г., мае 1990 г. (ИУС 7-85, 10-87, 8-90)

Соединение между собой проводников прямоугольного сечения выполняется с помощью болтов, шпилек или сжимов. Число болтов определяется размерами шин. Силу сжатия контактных поверхностей целесообразнее обеспечивать применением нескольких болтов меньшего сечения, чем одного болта большего сечения, так как в первом случае количество контактных пятен получается больше. В результате переходное сопротивление соединения уменьшается и происходит более равномерное распределение тока по контактной площади. Плоские и штыревые контактные выводы электротехнических устройств выполняют согласно ГОСТ 21242-75.

Соединения нескольких фазы между собой выполняют путем укладки их в переплет, а не попарно, так как в последнем случае контактная поверхность получается значительно меньшей, а переходное сопротивление - большим.

При прохождении электрического тока детали контактного соединения нагреваются и вследствие нагрева расширяются. Особенно значительный нагрев и расширение происходят при коротком замыкании. Расширение не одинаково по всему контактному соединению, так как его детали имеют разные коэффициенты линейного расширения.

Болты соединений медных и алюминиевых шин работают в неблагоприятных условиях, поскольку коэффициент линейного расширения стального болта меньше, чем медной или алюминиевой шины: кроме того, болты при коротком замыкании всегда нагреваются значительно меньше, чем шины.

В режиме короткого замыкания на болты действуют дополнительные силы, которые, складываясь с силой затяжки болта, могут привести к остаточным деформациям и ослаблению контактного соединения при понижении температуры. Чем больше толщина пакета шин, тем большие механические напряжения возникают в стягивающих болтах. Эти напряжения могут быть снижены применением тарельчатых пружин.

Тарельчатые пружины электротехнического назначения изготавливаются по ГОСТ 17279-71 двух типов:

Ш- пружины для поддержания контактного давления в соединениях шин,

К - пружины для поддержания контактного давления в соединениях кабельных наконечников с выводами электрооборудования, имеющими уменьшенную контактную плоскость по сравнению с шинами

Основные параметры пружин приведены на рис.1.

Рис. 1. Тарельчатая пружина.

Допускается выполнять соединения без применения тарельчатых пружин, но с установкой со стороны алюминия утолщенной шайбы под головку болта или под гайку. Размеры нормальных (ГОСТ 11371-78) и увеличенных (ГОСТ 6958-78) шайб приведены в справочных таблицах.

Длина перекрытия (нахлеста) соединяемых элементов в контактном соединении при одном или четырех болтах редко превышает ширину шины, а при двух болтах составляет от 1,5 до 2 размеров ширины шины.

Уменьшение переходного сопротивления контактного соединения достигается повышением давления и понижением жесткости.

Рис 2. Контактное соединение шин с продольным разрезом.

Для уменьшения жесткости контактного соединения на шинах делают продольные разрезы шириной 3- 4 мм, длиной 50 мм (рис. 2).

Болты в соединении выбирают, исходя из требующихся удельных давлений между контактными поверхностями кажущейся плотности тока и допустимых растягивающих усилий для болтов. Рекомендуемые удельные давления в контактных соединениях, МПа, в зависимости от материала контактного соединения приведены ниже.

Медь луженая - 0,5 - 10,0

Медь, латунь, бронза нелуженые - 0,6- 12,0

Алюминий - 25,0

Сталь луженая - 10,0 - 15,0

Сталь нелуженая - 60,0

Длина болтов выбирается таким образом, чтобы после сборки и затяжки соединений оставалось не менее двух ниток свободной резьбы.

Затяжку болтов контактных соединений производят гаечным ключом, обеспечивая значения крутящих моментов, приведенные в справочных таблицах.

Затяжку болтов на соединениях с тарельчатыми пружинами производят в два приема. Вначале болт затягивают до полного сжатия тарельчатой пружины, затем соединение ослабляют поворотом ключа в обратную сторону на 1/4 оборота для болтов Мб и М12 и на 1/6 оборота для остальных болтов.

Рис. 3. Соединение медной жилы с плоским выводом из меди или сплава алюминия: а - для болтов до М8, б - для всех размеров болтов, 1 - вывод, 2 - наконечник, 3 - шайба, 4 - болт, 5 - шайба пружинная, 6 - гайка, 7 - жила.

Присоединение плоских проводников к плоским выводам из меди или алюминиевого сплава (рис. 3) производится с помощью стальных болтов (ГОСТ 7798-70), гаек (ГОСТ 5915-70) и шайб (ГОСТ 11371-78), а к выводам из алюминия - с применением средств стабилизации контактного давления: тарельчатых пружин или крепежных изделий из медных или алюминиевых сплавов с коэффициентом линейного расширения (18-21) х 10-6 °С-1 (рис. 4).

При сборке соединения с тарельчатыми пружинами со стороны алюминиевого вывода ставят увеличенную, а со стороны медной лапки наконечника - нормальную шайбу. В соединениях с тарельчатыми пружинами контргайки не применяют.

Рис. 4. Соединение медной жилы с плоским выводом из алюминия: а - с применением тарельчатых пружин, б - с применением крепежных деталей из цветных металлов, 1 - вывод, 2 - медный наконечник, 3 - шайба пружинная, 4 - болт стальной, 5 - гайка стальная, 6 - шайба стальная увеличенная, 7 - пружина тарельчатая, 8 - жила медная, 9 - болт из цветного металла, 10 - гайка из цветного металла, 11 - шайба из цветного металла.

Если тарельчатые пружины или болты и гайки из цветных металлов необходимых размеров отсутствуют подсоединение можно выполнять с применением увеличенной шайбы при условии, что переходное сопротивление и температура нагрева соединения окажутся в заданных пределах.

Рис. 5. Присоединение двух наконечников к плоскому выводу.

В тех случаях, когда контактные соединения эксплуатируется в помещении с относительной влажностью более 80% и температурой не ниже 20°С или в химически активной среде, оно выполняется с помощью переходных медно-алюминиевых пластин. Непосредственное соединение медной жилы с алюминиевым выводом может выполняться в том случае, когда алюминиевый вывод имеет защитное металлопокрытие.

Рис. 6. Переходные детали для подключения к выводам более двух наконечников.

При выполнении подсоединения, к плоскому выводу двух жил кабеля наконечники следует располагать по обеим сторонам плоского зажима (рис. 5) для того, чтобы обеспечить наименьшее переходное сопротивление и сохранить более равномерное токораспределение. Если к выводу нужно подсоединить более двух наконечников или отверстие вывода не соответствует отверстию наконечника, используют переходные детали. К переходной детали наконечники подсоединяются симметрично (рис. 6).

Присоединение плоских медных проводников и наконечников к штыревым выполняется при помощи стандартных гаек из меди и ее сплавов. Соединения при номинальных токах до 30 А выполняют с помощью стальных гаек, покрытых оловом, никелем или кадмием.

Рис. 7. Присоединение наконечника к штыревому выводу: 1 - наконечник, 2 - гайка медная увеличенная, 3 - гайки стальные, 4 - штыревой вывод, 5 - жила.

Рис. 8. Соединение двух наконечников со штыревым выводом: 1 - наконечники, 2- гайки, 3- штыревой вывод.

Алюминиевые плоские проводники при токах до 250 А присоединяются так же, как медные, а при токах от 250 до 400 А для присоединения применяют увеличенные упорные гайки (рис. 7).

Присоединение двух наконечников к штыревому выводу (рис. 8) необходимо выполнять симметрично, а при подсоединении более двух наконечников используют переходные детали.

При токах более 400 А следует использовать медно-алюминиевые наконечники или армировать (плакировать) концы шин.

Подсоединение круглых проводников к плоским и штыревым выводам производится после формирования их в виде кольца с помощью шайб-звездочек. Лапки шайб-звездочек при закручивании винта или гайки не должны касаться поверхности вывода или упорной гайки, чтобы колечко жилы было надежно прижато к зажиму.

Кольцо провода укладывается под головку болта или гайки так, чтобы оно при закручивании болтов или гаек не выдавливалось из-под них (рис. 9). В тех случаях, когда алюминиевая однопроволочная жила оконцована кольцевым наконечником (пистоном), шайба-звездочка не применяется.

Рис. 9. Соединение алюминиевой жилы сечением до 10 мм2 с выводами: а - плоским, б - штыревым, 1 - винт, 2 - шайба пружинная, 3 - шайба-звездочка, 4 - жила, изогнутая в кольцо, 5 - зажим плоский, 6 - штыревой вывод, 7 - гайка.

Рис. 10. Соединение медной жилы сечением до 10 мм2 с выводами: а, б - плоским, в, г - штыревым, 1 - винт, 2 - шайба пружинная, 3- шайба, 4 - однопроволочная жила, изогнутая в кольцо, 5 - плоский зажим, 6 - штыревой зажим, 7 - гайка, 8 - жила, оконцоваииая плоским или кольцевым наконечником.

Медные жилы сечением до 10 мм2 соединяются с плоскими и штыревыми выводами с помощью винтов, шайб, пружинных шайб и гаек (рис. 10). При подсоединении жил, оконцованных наконечником (пистоном), шайба не используется.

Рис. 11. Соединение алюминиевой многопроволочной жилы с цилиндрическим зажимом: а - с применением штифтового наконечника, б - после сплавления конца жилы в монолит с добавкой легирующих присадок, 1 - корпус, 2 - прижимный винт, 3 - штифтовой наконечник, 4 - жила многопроволочная, 5 - конец жилы, сплавленный в монолит.

С винтовыми зажимами для втычного присоединения алюминиевые или медные многопроволочные жилы могут соединяться после оконцевания штифтовым наконечником или после сплавления конца жилы в монолит с добавкой легирующих присадок.

СОЕДИНЕНИЯ КОНТАКТНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ

ПРИЕМКА И МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

ГОСТ 17441-84

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 29 ноября 1984 г. № 4050 срок действия установлен

с 01.01.86

до 01.01.91

Настоящий стандарт распространяется на разборные и неразборные электрические контактные соединения (далее - соединения), изготовленные в соответствии с ГОСТ 10434-82.

1. ПРАВИЛА ПРИЕМКИ

1.1. Проверку соединений следует проводить при квалификационных, приемо-сдаточных, периодических и типовых испытаниях электротехнических устройств, при приемо-сдаточных испытаниях соединений воздушных линий электропередачи, кабелей и т.д.

1.2. Виды проверок и объем выборки должны быть установлены в программах и методиках испытаний, стандартах или технических условиях на конкретные виды электротехнических устройств.

При отсутствии таких указаний виды проверок и объем выборки должны приниматься в соответствии с настоящим стандартом.

2.2.2. Соединения подвергают контролю с целью установления их соответствия требованиям стандартов, технических условий, чертежей и технологических инструкций в части материала, размеров, комплектности и качества подготовки поверхностей.

2.2.3. Качество защитного металлического покрытия проверяют визуально.

Соединения считают выдержавшими испытания, если щуп толщиной 0,03 мм не входит в паз сопряжения токоведущих деталей далее зоны, ограниченной периметром шайбы или гайки. При наличии шайб разного диаметра зону определяют диаметром меньшей шайбы. Для сжимных соединений суммарная длина участков нахождения щупа толщиной 0,03 мм в стык между сопрягаемыми плоскостями проводников не должна превышать 25 % периметра нахлеста.

(Измененная редакция, и зм. №1).

2.2.5. У неразборных соединений, выполненных опрессовкой, контролируют геометрические размеры опрессованной части.

2.3.2. Методы испытаний соединений - по ГОСТ 20.57.406-81 или ГОСТ 16962.1-89.

(Измененная редакция, и зм. №1).

(Добавлено, и зм. №1).

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

МЕТОДИКА ИСПЫТАНИЯ КОНТАКТ-ДЕТАЛЕЙ ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ НАРАБОТКИ НА ОТКАЗ СОЕДИНЕНИЯ

1. Аппаратура и материалы

1.1. Измерения производят на установке, смонтированной на базе прибора ПМТ-3 или ПМТ-5, в котором алмазная пирамидка заменена золотым электродом в виде иглы (чертеж). Допускается применение позолоченной иглы с толщиной покрытия не менее 3 мкм, например, золоченых контактов разъемов типа 2 PMAI . В держателе 1 крепят винтом 2 золотую иглу 3 с радиусом закругления вершины 0,5 мм. Образец 4 устанавливают в оправке 5, закрепленной на столике 6 прибора ПМТ и изолированной от него прокладкой 7. Оправка снабжена нагревателем 8. Температуру образца измеряют термопарой с помощью прибора, имеющего класс точности не менее 1,5. Нормальную нагрузку задают гирями и прикладывают посредством нагружающего устройства прибора ПМТ. Допускается применение другого нагружающего устройства, обеспечивающего строго вертикальное перемещение иглы 3 и погрешность в величине приложенной нормальной нагрузки не более 0,005 Н. Установка должна быть виброизолирована.

1.2. Испытываемый образец изготавливают из материала контакт-детали: по той же технологии, что и реальную деталь. Рабочая поверхность образца должна иметь шероховатость Ra £ 16 мкм по ГОСТ 2789-73.

1.3. Для промывки образцов перед испытаниями используют бензин по ГОСТ 443-76 и ацетон по ГОСТ 2603-79.

2. Проведение испытаний

2.1. Образец и золотую иглу промывают жидкостями, указанными в п. , и протирают чистой хлопчатобумажной тканью.

2.2. Устанавливают образец в оправке на столике прибора ПМГ.

2.3. На золотую иглу прикладывают нагрузку 0,05 Н.

2.4. Нагревают контакт до температуры, соответствующей допустимому значению по ГОСТ 10434-82.

2.5. Периодически измеряют электрическое сопротивление контакта золотая игла-образец (см. п. ).

2.6. Измеряют время, за которое контактное сопротивление возрастает до значения, допустимого ГОСТ 10434-82 . Указанное время является временем безотказной работы одноточечного контакта.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

МЕТОДИКА ИСПЫТАНИЙ КОНТАКТНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СРЕДНЕГО СРОКА СЛУЖБЫ

1. Испытания проводят на выборке контактных соединений каждого типа в режиме циклического нагревания в соответствии с п. .

2. Через каждые 100 циклов устанавливают перерывы, в процессе которых осуществляют дополнительный нагрев контактных соединений номинальным током до установившейся температуры в соответствии с п. , которую измеряют и регистрируют.

3. Испытания продолжают до достижения контактными соединениями допустимой температуры по ГОСТ 10434-82. По полученным экспериментальным данным после окончания ускоренных испытаний строят зависимости среднего значения температуры от числа циклов. Затем осуществляют переход от результатов ускоренных испытаний к ожидаемым результатам в условиях эксплуатации. Для этого масштабируют число циклов во времени (рекомендуемый масштаб: 1 цикл эквивалентен 10-15 ч нагрева контактных соединений номинальным током).

4. По зависимости температуры от времени, полученной для данного типа контактного соединения, определяют средний срок его службы, т.е. находят точку «а» по допустимой температуре нагрева, как показано на чертеже.

(Добавлено, и зм. №1).

Контактные соединения электрических цепей выполняются в соответствии с

• ГОСТ 10434-82 "Соединения контактные электрические"
• ГОСТ 21242-75 "Выводы контактные электротехнических устройств плоские и штыревые"
• "Инструкции по монтажу контактных соединений шин между собой и с выводами электротехнических устройств" (концерн "Электромонтаж", 1993г.; номер по классификации MKC-III-A-2)

По ГОСТ 10434-82, в зависимости от области применения, контактные соединения подразделяются на 3 класса. К 1 классу относятся соединения цепей, сечение которых выбирается по длительным токовым нагрузкам - это силовые электроцепи, линии электропередач (т.е. цепи, относящиеся к МКС).

В зависимости от климатического исполнения и категории размещения электротехнических устройств соединения подразделяются на группы А и Б. Климатические исполнения У, УХЛ для категории размещения 3 (что соответствует условиям МКС) относятся к группе А.

Таким образом, все требования ГОСТ 10434-82 к контактным соединениям применительно к МКС должны соответствовать классу 1 и группе А .

По конструктивному исполнению контактные соединения подразделяются на:

• неразборные, выполняемые сваркой, пайкой или опрессовкой (соединения сборных шин между и ответвления от них рекомендуется выполнять сваркой)
• разборные (болтовые), применяемые для соединения шин с выводами электротехнических устройств. В зависимости от материала соединяемых элементов разборные соединения, в свою очередь, подразделяются на:
  • не требующие применения средств стабилизации электрического сопротивления в месте контакта
  • требующие применения средств стабилизации

Соединение плоских контактных поверхностей (шин прямоугольного сечения или наконечников с плоскими выводами электротехнических устройств), выполненных из меди и ее сплавов или из твердых алюминиевых сплавов, не требуют применения средств стабилизации и выполняются при помощи стальных крепежных изделий, защищенных от коррозии. Допускается применение вороненых стальных болтов, гаек и шайб.

Соединение алюминиевых шин между собой или с плоскими выводами электротехнических устройств, а также с другими проводниками, выполненными из меди и ее сплавов или из твердых алюминиевых сплавов, должно выполняться , одного из нижеперечисленных:

1. крепежных изделий из цветных металлов с коэффициентом линейного расширения от 18*10-6 до 21*10-6 1/°С (латунь);
2. тарельчатых пружин;
3. металлических покрытий рабочих поверхностей алюминиевых проводников;
4. переходных медно-алюминиевых пластин (медно-алюминиевых наконечников) или переходных пластин и наконечников из твердого алюминиевого сплава.

Пластины из алюминиевого сплава и алюминиевые части медно-алюминиевых пластин соединяются с алюминиевыми шипами сваркой.

При применении средств стабилизации по пунктам 2,3,4 контактные соединения также выполняются при помощи стальных крепежных изделий, защищенных от коррозии.

К штыревым выводам , выполненным из меди или латуни , присоединение проводников из меди или из твердых алюминиевых сплавов выполняется без средств стабилизации , а алюминиевых проводников - с применением средств стабилизации : при токах до 630 А - с использованием крепежных деталей из латуни, а при токах более 630 А - с использованием металлических покрытий (п.З) или переходных пластин (п.4).

Температура нагрева контактных соединений не должна превышать значений, указанных в таблице

Примеры разборных соединений проводников с плоскими контактными поверхностями

I. Выполняемые без средств стабилизации

с контргайкой (слева) и с пружинной шайбой (справа)

1,2 3,4,5 6 - пружинная шайба

II. Выполняемые со средствами стабилизации соединения алюминиевых шин между собой или с другими проводниками из меди или из твердых алюминиевых сплавов

с контргайкой (слева) и с пружинной шайбой (справа)

1,2 - соединяемые проводники (шины, выводы устройств, наконечники), выполненные из меди или из твердых алюминиевых сплавов, 3,4,5 - стальные шайбы, болты, гайки, 6 - пружинная шайба

с тарельчатой пружиной (слева) и с металлическим покрытием алюминиевых шин (справа)

7,8,11 - стальные гайки, болты, шайбы, 9 - тарельчатая пружина, 10 - увеличенная стальная шайба, 12,13 - металлическое покрытие

соединение через медно-алюминиевую пластину (слева) и соединение через переходную пластинку из твердого алюминиевого сплава (справа)

14 - медно-алюминиевая пластина, 15 - пластинка из твердого алюминиевого сплава

Примеры соединений со штыревыми выводами

а) без средств стабилизации, б,в,г,д) со средствами стабилизации

1 - штыревой вывод (медь, латунь); 2 - гайка (ст); 3 - шина (медь, сталь, алюминиевый сплав); 4 - гайка (медь, латунь); 5 - шина (алюминиевая); 6 - алюминиевая шина с металлопокрытием; 7 - пластина переходная медно-алюминиевая; 8 - пластина из алюминиевого сплава.
Упорные гайки (4) во всех случаях из цветного металла.

Размеры отверстий в шинах должны соответствовать диаметру штыревого вывода:

Основные размеры базовых исполнений должны соответствовать указанным в таблице:

Общие требования к контактным соединениям

В зависимости от диаметра болтов, отверстия в шинax выполняются согласно таблице

Допускается выполнение овальных отверстий.

• При соединении (ответвлении) шин шириной до 50 мм используется один болт (диаметром 10 мм-при ширине шин 25-30 мм; 12 мм-при ширине 40 мм и 16 мм-при ширине 50 мм), два болта (диаметром 10 мм-при ширине шин 60 мм; 12 мм-при ширине 80 мм и 16 мм-при ширине 100-120 мм). Контактные участки шин шириной 60 мм и более, имеющие два отверстия в поперечном ряду, рекомендуется выполнять с продольными разрезами шириной не более 5 мм.
• К каждому болту плоского вывода или к штыревым выводам рекомендуется присоединять не более двух проводников.
• Длина болтов должна быть такой, чтобы после затяжки оставалось не менее двух ниток свободной резьбы.
• Под головки болтов и гайки при соединении медных шин подкладываются чистые стальные нормальные шайбы согласно таблице:

При соединении алюминиевых шин под головки болтов и гайки подкладываются специальные увеличенные шайбы согласно таблице:

При соединении медных шин с алюминиевыми увеличенные шайбы подкладываются только со стороны алюминиевой шины.

При отсутствии специальных увеличенных шайб допускается установка двух нормальных шайб вместо одной увеличенной.

• Разборные контактные соединения должны быть предохранены от самоотвинчивания контргайками, пружинными шайбами или тарельчатыми пружинами. Пружинные шайбы не рекомендуется применять при соединении алюминиевых шин. В МКС, как правило, применяются контргайки.
• Затяжку болтов рекомендуется производить индикаторными ключами с крутящим моментом согласно таблице:

С помощью контактных соединений (КС) элементы электрической цепи соединяются между собой и источниками и потребителями электроэнергии.

Электрическим контактом называется соприкосновение элементов, обеспечивающее непрерывность электрической цепи. Иначе говоря, это конструктивный узел, образующий контакт, связь.

Между проводниками электрический контакт осуществляется при нажатии одного токоведущего элемента на другой с помощью болтов, винтов, сжимов, пружин, заклепок, совместной деформации (опрессовки, скрутки), а также сваркой, пайкой или адгезионным сцеплением – склеиванием.

Контактные соединения подразделяют на неразборные, разборные и разъемные. Неразборные контактные соединения – такие соединения, которые не могут быть

разобраны без разрушения хотя бы одной из соединяемых деталей или соединяемого материала (сварные, паяные, клепаные, спрессованные и клеевые соединения).

Разборные контактные соединения – могут быть разобраны без разрушения соединяемых деталей (болтовые, винтовые и клиновые соединения).

Разъемные контактные соединения – устройства, состоящие из вилки и розетки. Соединения по роду связи токоведущих частей можно разделить на

цельнометаллические с физическим сварным контактом и сжимные с механическим (сжимным) контактом. Сжимные соединения могут быть простыми и сложными. Первые образуются между двумя сплошными по структуре проводниками, вторые – между многопроволочным проводом и наконечником (гильзой и т. п.) или между двумя многопроволочными проводами.

По назначению контактные соединения, работающие в открытых и закрытых распределительных устройствах, разделяют на соединения, подсоединения и ответвления.

Для длительного пропускания токов нормального режима и кратковременных токов аварийных режимов служат контактные соединения токоведущих частей электроустановок, параметры и характеристики которые должны соответствовать стандартам и техническим условиям.

Сопротивление контактного соединения после его изготовления не должно быть больше сопротивления эквивалентного участка целого проводника. Если контактное соединение образовано проводниками из разных материалов, его сопротивление должно сравниваться с сопротивлением эквивалентного участка проводника, имеющего меньшую проводимость.

В процессе эксплуатации сопротивление контактного соединения не должно быть выше 1,8 значения сопротивления целой жилы.

Виды контактных соединений

Существуют различные технологические способы выполнения контактных соединений токоведущих частей электроустановок: электросварка контактным разогревом и угольным электродом, газоэлектрическая, газовая, термитная, контактная стыковая и холодная сварка давлением, пайка, опрессовка, скрутка, стягивание болтами (винтами) и т. д.

Электросварку контактным разогревом применяют для оконцевания, соединения и

ответвления алюминиевых проводов сечением до 1000 мм2 , а также для соединения алюминиевых жил с медными; сварку контактным разогревом с использованием присадочных материалов – для соединения и оконцевания алюминиевых многопроволочных

жил проводов и кабелей сечением до 2000 мм2 , электросварку угольным электродом – для соединения алюминиевых шин различных сечений и конфигураций; газоэлектрическую сварку – в основном для соединения алюминиевых и медных жил. Достоинство газоэлектрической сварки состоит в том, что ее выполняют без флюсов, недостаток – относительно громоздкое оборудование плюс использование дорогого газа. По этой причине газоэлектрическую сварку применяют преимущественно для контактного соединения шин из алюминиевых сплавов и медных шин.

Для соединения медных и алюминиевых проводов различных сечений и конфигураций применяется газовая сварка (при этом необходимо громоздкое оборудование).

Термитной сваркой соединяют стальные, медные и алюминиевые провода и шины всех сечений. Наиболее целесообразно ее применение для соединения неизолированных проводов линий электропередач в полевых условиях. Для выполнения термитной сварки необходимо несложное оборудование, технологически она простая, но отличается повышенной пожароопасностью. Еще одно требование – создание специальных условий для хранения термитных патронов и спичек. Термитно-тигельную сварку используют при соединении стальных полос контуров заземления и грозозащитных тросов.

Стыковая контактная сварка применяется при соединении алюминиевых шин с медными.

Холодная сварка давлением применяется при соединении алюминиевых и медных шин

средних сечений и однопроволочных проводов сечением до 10 мм 2 . Для ее выполнения не требуется дополнительных материалов и контактной арматуры.

Соединения алюминиевых и медных проводов любого сечения выполняют пайкой; этот способ не требует сложного оборудования, но трудоемок.

Опрессовка используется для выполнения контактных соединений алюминиевых, сталеалюминиевых и медных изолированных и неизолированных проводов сечением до

1000 мм2 как в кабельных, так и на воздушных линиях. При оконцевании и соединении проводников особо тщательно необходимо подбирать наконечники, гильзы, а также пуансоны и матрицы.

Скручивание проводов и их соединение с помощью соединителей используют на линиях связи.

Использование способа контактного соединения зависит от материалов соединяемых проводников, сечения, формы и напряжения электроустановки, условий монтажа.

Воздушные линии (провода) до 1 кВ в пролетах соединяют скручиванием в овальных трубках, однопроволочные провода допускается соединять скручиванием с последующей

пайкой или сваркой внахлестку (сварка встык однопроволочных проводов не допускается). В петлях провода анкерных опор соединяют анкерными и ответвительными клиновыми

зажимами, скручиванием в овальных трубках, плашечными или аппаратными прессуемыми зажимами и сваркой.

Подготовку проводников к контактному соединению проводят в зависимости от способа выполнения соединения. Так, при соединении или оконцевании многопроволочных жил пайкой концы разделывают ступенчато или со скосом под углом 55°, чтобы образовался контакт между трубчатой частью наконечника (гильзы) и проволочками каждого повива. При оконцевании или соединении секторных или сегментных жил специальным инструментом или с помощью пассатижей их скругляют, чтобы жила могла легко войти в полость трубчатой части наконечника или гильзу. Подготовка контактных концов плоских проводников под сварку включает рихтовку и обработку кромок.

Для того чтобы обеспечить металлический контакт между соединяемыми проводниками, их контактные поверхности предварительно очищают от всякого рода пленок, применяя при этом смывание, химическое растворение пленок и механическую очистку; часто эти способы используют совместно. Эффективна механическая очистка в сочетании со смыванием или растворением. Способы очистки поверхностей выбирают в зависимости от материалов контактных элементов, наличия на них защитных металлических покрытий, вида пленок и способа выполнения контактного соединения.

Самый простой способ очистки поверхностей – механический, с помощью стальных щеток и щеток из кардоленты. Контактные поверхности алюминиевых проводников очищают особенно тщательно, нанеся предварительно слой технического вазелина или других защитных смазок для исключения повторного окисления поверхностей соединяемых элементов. Под слоем смазки с помощью специальных щеток внутренние чистят контактные поверхности алюминиевых овальных или трубчатых соединителей. На специализированных заготовительных участках для очистки контактных поверхностей применяют вращающиеся щетки.

Покрытые масляными пленками поверхности предварительно обезжиривают растворителями, а затем очищают механическим способом до металлического блеска.

С целью предотвращения повторного загрязнения соединяемые поверхности защищают. Защиту выбирают в зависимости от способа выполнения контактного соединения, материала контактных элементов и условий эксплуатации соединений. Так, при контактной сварке или пайке поверхности соединяемых элементов защищают от окисления флюсами, а если применяют соединение болтами, опрессовкой или скруткой, то контактными смазками.

Защитные контактные смазки (пасты) должны иметь высокую адгезию, обладать относительно высокой степенью каплепадения, быть химически нейтральными, стабильными во времени и эластичными. В качестве защитных контактных смазок и паст используются конденсаторный вазелин, кварцевазелиновая паста и др. Смазки наносят тонким слоем.

Правильное и качественное выполнение операций по соединению, ответвлению и оконцеванию жил проводов и кабелей определяет надежность эксплуатации внутренней и наружной электропроводок. Эти элементы проводок должны обладать необходимой механической прочностью и малым электрическим сопротивлением, сохраняя эти свойства на все время эксплуатации.

Для устройства электропроводки используются провода и кабели с алюминиевыми и медными жилами. По экономическим соображениям электропроводка, как правило, выполняется проводами и кабелями с алюминиевыми жилами. Однако алюминий имеет свойства, которые мало способствуют надежности соединения. Одно из них – повышенная (по сравнению с медью) текучесть и окисляемость с образованием токонепроводящих пленок. Окись алюминия создает большое переходное сопротивление, приводящее к ухудшению электрического контакта и чрезмерному его нагреванию. Окисная пленка создает трудности при пайке и сварке проводов, так как она имеет температуру плавления 2050 °C, температура же плавления самого алюминия составляет только 660 °C.

Пленку с контактных поверхностей необходимо удалять и принимать меры против вторичного ее возникновения. Для этого применяют кварцевазелиновую или цинковазелиновую пасты, а также смазку ЗЭС.

Медные проводники также покрываются окисной пленкой, но она незначительно влияет на качество контактного соединения и легко удаляется.

К нарушению контакта приводит также большая разница в коэффициенте линейного теплового расширения алюминия по сравнению с другими металлами. Поэтому алюминиевые провода нельзя спрессовывать в медных наконечниках или присоединять к медным контактам аппаратов. Даже при нормальной эксплуатации через некоторое время провода в местах болтовых и винтовых соединений алюминиевых жил следует периодически подтягивать, так как при изменении температуры окружающей среды они могут сильно нагреваться.

При длительной эксплуатации алюминий начинает «течь» из области с большим давлением в соседнюю область, находящуюся под меньшим давлением. Поэтому винтовые и болтовые контактные соединения алюминиевых жил нельзя пережимать.

В особенно неблагоприятных условиях находятся контакты алюминиевых жил с другими металлами в наружных электропроводках. Под влиянием влаги, содержащейся в окружающей среде, на контактных поверхностях появляется водяная пленка со свойствами электролита и в месте соединения образуется так называемая гальваническая пара. Алюминий здесь выступает в качестве отрицательного полюса и «теряет» частицы металла, постепенно разрушается, и разрушается контакт. Особенно неблагоприятны в этом отношении соединения алюминия с медью и латунью. Такие контактные поверхности необходимо защищать от проникновения влаги кварцевазелиновой пастой, смазкой ЗЭС или покрывать их третьим металлом – оловом или припоем типа ПОС.

В процессе эксплуатации винтовые и болтовые сжимы соединений алюминиевых и медных проводов требуют контроля и периодического подтягивания. Однако для электропроводок, например, в дачных домиках этот способ соединения проводников наиболее приемлем, так как он прост и не требует специального инструмента и аппаратуры для соединения проводов.

Конструкция зажима для соединения алюминиевых жил должна обеспечивать следующие свойства:

– постоянство давления на провода при появлении их текучести;

– устройство, предохраняющее провода от растекания из-под контактного винта;

– гальваническое покрытие деталей.

Этим требованиям отвечает зажим, специально разработанный для соединения алюминиевых жил. Пружинная шайба зажима обеспечивает постоянство давления на

присоединяемые провода, а упор предохраняет выдавливание провода из-под контактного зажима. В некоторых конструкциях пружинная шайба и упор, ограничивающий растекание, выполняются в виде одной шайбы-звездочки. Собирать зажим необходимо со всеми деталями, так как отсутствие любой из них обязательно приведет к ухудшению контакта.

Рис. 30. Зажим для присоединения алюминиевых проводов:

1 – винт;2 – пружинная шайба;3 – шайба или основание контактного зажима;4 – токоведущая жила;5 – упор, ограничивающий растекание алюминиевого проводника

Оконцевание алюминиевых жил под винтовой зажим выполняется в виде кольца, для медных жил – в виде кольца и стержня.

Последовательность присоединения алюминиевых жил сечением до 10 мм 2 :

1) с конца жилы снимают изоляцию на длине, достаточной для выполнения кольца. Нож направляют под углом 10–15° к поверхности провода, чтобы, срезая изоляцию, он скользил по поверхности жилы. Нельзя держать нож перпендикулярно проводу, так как в этом случае

можно надрезать и надломить жилу. Для снятия изоляции с проводов сечением до 4 мм 2 применяют специальные клещи КСИ;

2) жилу зачищают наждачной или стеклянной бумагой до металлического блеска и смазывают тонким слоем кварцевазелиновой пасты;

3) подготовленный конец жилы загибают круглогубцами в кольцо. Загибать провода следует по часовой стрелке, т. е. по направлению вращения винта. Внутренний диаметр кольца должен быть несколько больше, чем диаметр контактного винта;

4) провод зажимают винтом на пластине контактного вывода, ввертывая его в нарезанное отверстие или затягивая гайкой.

Гибкие медные жилы сечением 1–2,5 мм2 оконцовывают в виде кольца с последующей полудкой в следующем порядке. С провода снимают примерно 25–30 мм изоляции, зачищают жилы наждачной бумагой до металлического блеска, скручивают проволочки в стержень, загибают в кольцо, покрывают кольцо канифолью или ее раствором в спирте, затем окунают на 1?2 с в расплавленный припой ПОС-40. После остывания провод изолируют до кольца.

Многопроволочную медную токоведущую жилу сечением 1,0–2,5 мм2 в некоторых видах

соединений оконцовывают в виде стержня с полудкой припоем ПОС-40.

Контактные зажимы штепсельных розеток до 10 А и выключателей от 4 А и выше допускают присоединения медных и алюминиевых проводов сечением от 1 до 2,5 мм2 , а для

выключателей 1 А – только медных жил проводов сечением от 0,5 до 1 мм2 . Присоединение алюминиевых проводов в зажиме обязательно выполняется с

оконцеванием в виде колечка, медных – в виде колечка и стержнем. Колечко алюминиевого провода перед вводом в контакт зачищают и смазывают кварцевазелиновой или цинковазелиновой пастой. В штепсельных розетках до 10 А к одному контакту можно

присоединить не более двух медных или алюминиевых проводов сечением до 4 мм2 . Соединение алюминиевых или медных проводов электропроводки с медными проводами

осветительной арматуры выполняется с помощью специальной зажимной колодки. Провода зажимаются между пластинами, имеющими насечки и отверстия с резьбой для зажимных винтов. На винты должны быть надеты пружинящие разрезные шайбы.

Рис. 31. Оконцевание проводов.

Рис. 32. Опрессовка алюминиевых проводов гильзами ГАО:

а – односторонняя опрессовка;б – двухсторонняя опрессовка В светильниках патроны для ламп накаливания имеют контактные зажимы под кольцо, а

также втычного типа для присоединения прямых концов медных жил проводов. Присоединяя провода, необходимо помнить, что центральный контакт патрона подключается к фазному проводу, а контакт, присоединенный к гильзе цоколя, – к нулевому.

Широкое распространение получил способ соединения и оконцевания алюминиевых и медных проводов и кабелей опрессовкой, которая обеспечивает надежный электрический контакт и необходимую механическую прочность, кроме того, проста в исполнении. Опрессовку выполняют ручными клещами, механическими и гидравлическими прессами с помощью сменных матриц и пуансонов. Для соединения жил проводов и кабелей служат гильзы, для оконцевания – наконечники.

Технологический порядок опрессовки алюминиевых жил в соединительных гильзах и оконцевание кабельными наконечниками:

1) в зависимости от сечения токоведущих жил проводов и кабелей подбирают тип и размеры соединительных гильз и кабельных наконечников. Для опрессовки жил сечением

от 2,5 до 10 мм2 используют соединительные алюминиевые гильзы типа ГАО; для сечений

более 10 мм2 – соединительные гильзы типа ГА. Оконцевание жил и кабелей производят с помощью трубчатых алюминиевых наконечников типа ТА или медноалюминиевых типа ТАМ;

2) подбирают матрицы и пуансоны в соответствии с типоразмерами соединительных гильз и наконечников;

3) проверяют наличие в гильзах и наконечниках заводской смазки. При отсутствии смазки гильзы и наконечники зачищают металлическим «ершиком» и смазывают защитной

кварцевазелиновой или цинковазелиновой пастой;

4) снимают с концов жил изоляцию: при оконцевании – на длине, равной длине трубчатой части наконечника, при соединении – на длине, равной половине гильзы;

5) зачищают концы токоведущих жил наждачной бумагой или щеткой из кордоленты до металлического блеска, протирают тканью, смоченной в бензине, и сразу же покрывают кварцевазелиновой пастой;

6) надевают на подготовленные и спрессованные жилы наконечник или гильзу. При оконцевании жилу вводят в наконечник до упора, при соединении – так, чтобы торцы соединяемых жил соприкасались между собой в середине гильзы;

7) устанавливают трубчатую часть наконечника или гильзы в матрицу и опрессовывают;

8) обработав острые края гильз, соединение изолируют.

Не разрешается на алюминиевую жилу напрессовывать медный наконечник, так как соединение будет непрочным из-за большой разности коэффициента линейного теплового расширения у меди и алюминия.

Порядок опрессовки медных жил и кабелей:

с много– и однопроволочных проводов снимают изоляцию на длине 20–25 мм, укладывают соединяемые жилы параллельно, не скручивая их между собой. Затем обворачивают их двумя слоями медной или латунной фольги толщиной 0,2 мм и шириной 18–20 мм и обжимают место соединения пресс-клещами.

Опрессовку одно– и многопроволочных жил сечением 4 мм2 и более выполняют в медных трубчатых наконечниках типа Т или в соединительных медных гильзах типа ГМ. Все операции выполняют в такой же последовательности, как и для алюминиевых проводов и кабелей, за исключением наложения кварцевазелиновой и цинковазелиновой пасты.

Запрещается производить опрессовку при помощи молотка и зубила.

Пайкой и сваркой соединяют и ответвляют провода в тех случаях, когда нельзя применить все остальные – опрессовку, винтовые сжимы и сварку. Требования к пайке те же: она должна обеспечивать надежность электрического контакта и необходимую прочность.

Для получения качественной пайки необходимо, во-первых, правильно выбрать припой, во-вторых, удалить пленку окиси соединяемых контактных поверхностей. При соединении медных жил пленка окиси удаляется перед пайкой, при соединении алюминиевых жил – в процессе пайки.

Пайка создает хороший электрический контакт, но это соединение непрочное, поэтому провода перед пайкой надо скручивать.

Пайку медных жил сечением 1,0-10 мм2 производят паяльником. Для пайки применяют мягкие оловянисто-свинцовые припои марки ПОС.

При пайке медных жил окись удаляется путем зачистки поверхностей наждачной бумагой или напильником. В качестве флюса применяется канифоль или ее раствор в спирте (соотношение частей 1:1), а также паяльный жир.

Температура разогрева места пайки должна быть на 30–50 °C выше температуры плавления припоя и флюса. Низкая температура дает так называемую холодную пайку, имеющую малую механическую прочность и создающую ненадежный электрический

Для предупреждения повреждений изоляции участок жилы длиной 2–3 мм до среза изоляции не облуживается.

В процессе пайки пленка окиси с поверхности соединяемых жил удаляется механически (под слоем расплавляемого припоя) или химически (путем применения специальных флюсов). При определенной температуре они разрушают пленку окиси. В этом и состоит особенность пайки и сварки алюминиевых жил.

По окончании пайки остатки флюса должны быть тщательно удалены, так как они могут вызвать разрушение контакта.

Паять соединения алюминиевых жил в условиях влажного воздуха не рекомендуется изза возможной коррозии. От воздействия влаги места пайки предохраняют защитными покровами.

Пайка однопроволочных жил сечением 2,5-10 мм2 может быть выполнена припоем А с помощью паяльника, другими припоями (ЦО-12, ЦА-15) с помощью бензиновой паяльной лампы. Припой А устойчив против коррозии, удобен при пайке и облуживании жил. Окисная пленка алюминия разрушается механическим путем, когда палочкой припоя натирают провод, поэтому флюс при пайке не нужен.

Соединение и ответвление медных жил сечением до 6 мм2 (рис. 33) выполняется пропаянной скруткой. Скрутка с последующей пропайкой является способом соединения и ответвления однопроволочных медных и многопроволочных проводов марок ПР, ПВ, ПРВД,

ПРД сечением 1,5?6 мм2 в открытых электропроводках на роликах и изоляторах. Этот способ соединения и ответвления применяют также в электропроводках, выполняемых плоскими проводами ППВ и другими, когда ответвительные коробки не имеют вкладышей с контактными зажимами, а также в некоторых других случаях. Например, при соединении

медного провода ответвления от воздушной линии сечением 4?6 мм2 с медными проводами

ввода сечением 2,5 мм2 .

Прост по исполнению способ соединения проводов скруткой, но он требует последующей пропайки соединения, так как даже качественно выполненная скрутка имеет переходное контактное сопротивление в несколько раз выше, чем при других способах соединения – опрессовке, пайке, сварке, болтовом или винтовом соединении.

Рис. 33. Соединение и ответвление медных проводов марок ПВ, ПР, ПРД, ПРВД

При скрутке провода имеют мало контактных точек и при протекании через соединение тока контакт может перегреваться, что иногда бывает причиной пожара. По этой причине соединение скруткой без пропайки не допускается.

Технология соединения и ответвления медных проводов заключается в следующем. Для соединения 2-х кусков провода необходимо плотно скрутить проволочки токопроводящих жил, чтобы они не раскручивались, и скрестить провода. Концом левого провода делают 8- 10 оборотов вокруг правого, а концом правого делают 8-10 оборотов вокруг левого провода, но в другом направлении. Места соединения скруткой должны быть длиною не менее 10–15 диаметров соединительных жил. Соединение обжимают плоскогубцами и пропаивают припоем ПОС-30 или ПОС-40. Пропаянную скрутку изолируют на всю длину соединения с обязательным захватом незащищенной изоляции провода. Соединение между собой двух скрученных проводов выполняют вразбежку.

При пайке однопроволочных алюминиевых жил сечением 2,5-10 мм2 соединение и ответвление производят в виде двойной скрутки с желобком (рис. 34). С жил снимают изоляцию, зачищают до металлического блеска наждачной бумагой или кордовой лентой, соединяют внахлестку двойной скруткой с образованием желобка в месте касания жил.

Рис. 34. Соединение однопроволочных алюминиевых проводов пайкой двойной

скруткой с желобком

Соединение нагревают паяльной лампой или паяльником до температуры начала плавления припоя. Палочкой припоя А с усилием потирают с одной стороны. В результате трения пленка окиси сдирается и желобок начинает облуживаться и заполняться припоем. Аналогично облуживают жилы и заполняют припоем желобок с другой стороны. Одновременно облуживают внешние поверхности и места скрутки жил. После остывания место соединения изолируют.

Сварка применяется для оконцевания и соединения токоведущих жил проводов и

кабелей всех сечений и для алюминиевых жил с медными при сечении жил не более 10 мм2 . Этот способ соединения требует применения специальных флюсов, сварочных аппаратов и другого специального оборудования.