4 способа изоляции ответвления кабелей

Традиционно при ответвлении кабеля используют либо изоляцию воздухом (распаячные и ответвительные коробки), либо термоусаживаемую технологию, которая предполагает разрыв магистрального кабеля, соединение жил с ответвляемым кабелем и установку термоусаживаемой трубки или манжеты на место ответвления.

При этом могут возникать определённые сложности: при недогреве или перегреве термоусаживаемой муфты в месте соединения кабеля остается воздух, при небольшом механическом воздействии возможна потеря герметичности, в пространство между изоляцией и кабелем может попасть влага, воздух и посторонние нежелательные включения, такие как пыль и грязь.

Из-за повреждения изоляции металл окисляется, возникает переходное сопротивление в контактах, которое приводит к нагреву муфты и выходу линии из строя.

В случаях, когда прокладка кабеля осуществляется под землёй, во влажных условиях или зонах с возможной подвижкой грунта, где высокая механическая прочность и сохранение изоляции критически важны, для ответвления можно использовать альтернативные, более надёжные и безопасные решения.

Способ №1. Заливная ответвительная муфта

Заливная технология сращивания и ремонта силовых кабелей появилась одновременно с зарождением кабельной индустрии. В чугунную или свинцовую форму в месте соединения кабелей заливался предварительно разогретый на костре битум и, застывая, создавал изоляционный слой.

Затем на смену битуму пришли эпоксидные компаунды, которые замешивались вручную из эпоксидной смолы и отвердителя. Однако в отличие от битума эпоксидные компаунды не обладали важным качеством — эластичностью: при небольшом механическом воздействии они трескались, поэтому большого распространения не получили.

Во второй половине прошлого века компания 3М предложила использовать для кабельной изоляции другой материал — полиуретановый компаунд, который обладал сочетанием нужных свойств: высокой механической прочностью, износостойкостью и эластичностью.

Но возникла сложность с его применением в муфтах, так как этот материал предполагал точное соотношение компонентов для получения нужного состава.

При минимальных отклонениях пропорций компонентов готовая смесь не обладала постоянными характеристиками. Тогда инженеры 3М запатентовали систему бесконтактного смешивания и заливки компаунда. Компоненты компаунда — основа и отвердитель — помещаются в один пакет с удаляемой перегородкой.

Для получения состава с постоянными характеристиками достаточно разорвать перегородку между компонентами, смешать их внутри пакета и залить в корпус муфты через специальный клапан. При этом соблюдаются точные пропорции компонентов, отсутствует контакт химических веществ с руками монтажника, нет вредного воздействия продуктов реакции на органы дыхания. То есть, смешивание и заливка происходит быстро, чисто и безопасно.

Полиуретан, используемый в компаунде, обладает высокой диэлектрической прочностью, а также вязкостью: при внешнем воздействии в нем появляются вмятины, но не трещины. Наряду с отличной адгезией к металлам и пластикам это делает его идеальным материалом для использования в кабельной изоляции. Ещё одно преимущество полиуретанового
компаунда в том, что он не меняет диэлектрические свойства в жидком и полимеризованном состоянии. Это означает, что напряжение можно подавать сразу после окончания монтажа муфты: через 20 минут после заливки (при комнатной температуре) компаунд переходит из жидкого состояния в желеобразное, затем 2 часа требуется для отверждения, и в течение 24 часов наступает полная полимеризация.

Полиуретановый компаунд и технология бесконтактного смешивания и заливки используются в ответвительных/соединительных муфтах Scotchcast серии 91-АВ.

С помощью такой муфты можно осуществить ответвление от магистрального силового кабеля без разрыва самой магистрали. Применяются муфты в сетях низкого напряжения на кабелях с любым типом изоляции при прокладке в траншеях, кабельных тоннелях, на эстакадах, а также в подвальных помещениях — в ситуациях, когда кабель расположен горизонтально. Благодаря применению гидрофобного полиуретанового компаунда Scotchcast 470 муфта может длительно эксплуатироваться в обводненных условиях.

В процессе монтажа муфты разделанные участки основного и ответвляемого кабеля соединяются специальными ответвителями под требуемое сечение. Затем на место ответвления устанавливается прозрачный корпус муфты, в который через приёмный клапан заливается компаунд. Прозрачный корпус муфты позволяет контролировать заливку и исключить вероятность воздушных включений.

Для монтажа не требуется никаких специальных инструментов. Монтаж возможен в местах, где запрещены работы с огнём. Сразу после окончания монтажа можно подавать напряжение.

Использование муфт Scotchcast 91- АВ имеет ограничения: муфта должна быть расположена горизонтально, и можно выполнить только параллельное (У-образное) ответвление.

Способ №2.  Ответвительные муфты с принудительным нагнетанием компаунда – GTS (General Toolless Splice)

Эта муфта обладает всеми преимуществами заливной технологии, но свободна от ограничений вышеописанной муфты Scotchcast 91-АВ: монтироваться может под любым углом, в том числе вертикально, и позволяет сделать как У-образное, так и Т-образное ответвление. Кроме того, муфта GTS имеет компактный размер и позволяет существенно экономить компаунд, что благоприятно сказывается на её себестоимости.

Данные преимущества достигаются за счёт того, что муфта GTS вместо пластикового корпуса использует сетчатую ленту и ленточный кожух. Несколько слоев сетчатой ленты прокладываются между жилами и вокруг места ответвления кабеля.

По центру муфты устанавливается клапан для заливки компаунда, и вся конструкция сверху обматывается специальной прозрачной лентой, которая будет выполнять роль кожуха и создавать давление для удержания компаунда.

Компаунд смешивается и заливается внутрь кожуха бесконтактным образом, заполняя пространство и вытесняя весь воздух.

При наружной прокладке кабеля для защиты от ультрафиолетовых лучей сверху нужно дополнительно наложить изоляционную ленту Scotch Super 33+ или Scotch 22, а при параллельном ответвлении — герметизирующую мастику.

Данный метод, как и предыдущий, не требует инструмента, нет необходимости разрывать магистральный кабель. Прозрачная лента позволяет контролировать процесс заливки компаунда.

За счёт того, что корпус муфты как-бы «облегает» место ответвления, между кабелем и корпусом не остаётся лишнего пространства, которое нужно заполнять компаундом.

Кроме того, компаунд дополнительно армируется сетчатой лентой, что делает всю конструкцию ещё более прочной.

Муфтой GTS можно производить ответвление в местах, где требуется повышенная защита от химических и механических воздействий, например, в горных областях, в зонах с подвижками грунта, повышенным уровнем грунтовых вод, в условиях прокладки с частичным или полным подтоплением. Напряжение можно подавать сразу после окончания монтажа.

Несмотря на то, что монтаж муфты GTS несколько более длителен, чем у муфты Scotchcast 91-АВ, которая имеет уже готовый пластиковый корпус, это решение является чрезвычайно надёжным и эффективным по соотношению цена/качество.3

Способ №3. Ответвление в коробке с герметизацией компаундом

При монтаже муфты в качестве корпуса может использоваться обычная распаячная коробка. Этот способ подходит для кабелей, как правило, небольшого сечения и применяется там, где помимо стандартной герметизации самой коробки необходима дополнительная, например, при использовании в помещении с вероятностью затопления или подземного размещения коробки для сетей освещения.

Для герметизации ответвления можно использовать удаляемый или неудаляемый компаунд. Удаляемый компаунд после застывания образует гибкую прозрачную субстанцию, сквозь которую хорошо просматривается место ответвления в коробке. При необходимости этот компаунд можно удалить, чтобы изменить схему или добавить новые подключения. Неудаляемый компаунд после полимеризации становится твёрдым и прочным, как камень. Его использование целесообразно, если место ответвления будет подвергаться механическим воздействиям или затоплению.

Этот способ ответвления предполагает разрыв магистрального кабеля. Разделанные участки основного и от ветвляемого кабеля нужно ввести в коробку, соединить ответвителями под требуемое сечение, залить в коробку компаунд, закрыть крышку коробки — и можно подавать напряжение.

Преимущество данного метода в том, что не требуется покупать комплект муфты: нужен только компаунд, коробка и ответвители. ограничения: при заливке компаунда коробка должна располагаться горизонтально, необходимо контролировать герметичность кабельных вводов, чтобы компаунд не вытек из коробки до полимеризации. Коробку лучше подбирать минимального размера, для удобства имея под рукой образцы кабеля и ответвителей.

Способ №4. Ленточная технология

Традиционно ответвление изоляционными лентами использовалось только для временного электроснабжения. При длительной эксплуатации временное решение приводило к ускоренной деградации изоляции кабеля (первичная изоляция кабеля не стойкая к уФ излучению), попаданию воды внутрь кабельных разделок и, в итоге, к пробою.

Качественное ответвление с помощью лент стало возможным с появлением самовулканизирующихся лент. При их использовании происходит холодная вулканизация — слои спекаются друг с другом и формируют монолитную структуру — однородный изоляционный слой требуемой толщины. Благодаря сочетанию самовулканизирующихся лент, герметизирующих мастик и лент ПВХ, устойчивых к УФ, стало возможным создание полноценного и долговечного соединения или ответвления.

Метод используется при открытой и закрытой прокладке кабеля при отсутствии погружения или подтопления.

Текст и фото: Лариса Горковская, маркетолог компании «3М Россия»