Заливные муфты 3М Scotchcast

16:16, 06.03

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. Эпоксидные компаунды пришли на смену битуму. 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, учтя и температуру окружающей среды. Иначе компаунд затвердевает либо слишком медленно, либо слишком быстро. Кроме того, пропорции смешивания влияют на важные свойства уже застывшего компаунда в последующей эксплуатации. Такие, к примеру, как влагопоглощение и механическая прочность. Также стоит отметить, что химическая реакция при смешивании компонентов зачастую сопровождается выделением веществ, небезопасных для органов дыхания человека.
Многое изменилось с появлением технологии закрытого смешивания и заливки компаунда (CMP-технология). Это технологию сегодня активно применяет компания 3М при производстве различных типов заливных муфт.
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 компаунда и отвердителя позволяет гарантировать требуемое время застывания и, главное, свойства компаунда 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 компаунд, как правило, заливается в специальную форму, в которой располагается соединение или ответвление кабеля (см. рис. 3). При этом Прокалываемый заливной клапан, встроенный в пакет с компаундом, вворачивается внутрь прокалывающего приемного клапана, встроенного в корпус заливной муфты, плотно с ним стыкуясь(рис. 4). Это исключает протечку компаунда мимо корпуса. После заливки остатки компаунда утилизируются как обычные бытовые отходы.
 
                      
 
Рис. 3. Заливка компаунда 3М Scotchcast внутрь корпуса муфты           Рис. 4. Механизм стыковки заливного и приемного клапана 
 
Сегодня компания 3M предлагает самый широкий спектр заливных муфт, в основе которых применяются двухкомпонентные компаунды:
- заливные соединительные муфты;
- заливные ответвительные муфты;
- заливные муфты для гибкого кабеля;
- заливные муфты на основе технологии нагнетания компаунда под давлением.
Мы остановимся на рассмотрении основных типов и моделей таких муфт.
Рис. 5. Конструкция муфты серии 3M Scotchcast 91-NBA
 
Заливные соединительные муфты 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 все готово к заливке компаунда. 
Заливка осуществляется после смешивания пакета с компаундом согласно технологии, указанной на рис. 2. достаточно всего лишь поднять пакет с компаундом над корпусом муфты и соединить прокалывающий приемный и прокалываемый заливной клапан. Через проколотое в заливном клапане отверстие компаунд самотоком польется внутрь заливной формы.

Заливная ответвительная муфта серии 3М Scotchcast™ 91-AB

 

Рис. 6. Заливная ответвительная муфта серии 3M Scotchcast 91-АВ

 

Так же, как и соединительная муфта серии 3М Scotchcast™ 91-NBA, ответвительная муфта используется в сетях низкого напряжения на кабелях со сплошной изоляцией, бронированных и небронированных. Благодаря применению гидрофобного полиуретанового компаунда 3М Scotchcast™ 470, муфта может длительно эксплуатироваться 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 заливная муфта серии 3М Scotchcast™ 91-AV

 

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

 

Для сращивания гибкого кабеля, а также для ремонта мест его повреждения применяются гибкие заливные муфты серии 3М Scotchcast™ 91-AV, в которых используются двухкомпонентные полиуретановые компаунды серий 3М ScotchcastTM 2142FL или 3М ScotchcastTM 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 заливных муфтах серии 3М Scotchcast™ 91-AV, после застывания остается гибким и сохраняет эластичность в течение длительного времени. Кроме того, компаунд является трудновоспламеняемым и самозатухающим, что позволяет применять его не только на поверхности, но и в подземных выработках шахт, где гибкий кабель используется особенно часто.

       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 фксируется 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, компаунд заливается внутрь специального корпуса. Компаунд 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.

 

 

Рисунок 8. Установка манжет для центрирования корпуса

 

Рисунок 9. Установка корпуса

Заливная муфта на основе технологии нагнетания компаунда под давлением серии 3M Scotchcast 92-ОТ

 

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, когда компаунд заливается внутрь заливной формы самотоком, муфта серии 3M Scotchcast 92-ОТ подразумевает монтаж компаунда под давлением (RPM-технология). RPM-технология позволяет сращивать, оконцовывать и ремонтировать кабели с бумажно-масляной изоляцией как низкого, так и среднего напряжения. RPM-технология, не подразумевающая применения огня, позволяет решить проблему течей масла из-под оболочек и концевых заделок силового кабеля с БПИ-изоляцией даже в большей степени, чем традиционная термоусаживаемая технология. Изначально технология использовалась для монтажа кабельных муфт в угольных шахтах, где применение огня категорически запрещено.

Способ принудительного нагнетания компаунда представляет собой особую технологию сращивания и оконцевания кабеля. Этот способ 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 технологии принудительного нагнетания компаунда, например, 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 Sotchcast 40G. Технология нагнетания указана на рис. 11.

 

Рис. 11. Технология нагнетания компаунда под давлением (RPM-технология)

 

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 компаунд 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. 12). Применение RPM-технологии на практике позволяет забыть о традиционных проблемах с кабелями с БПИ-изоляцией.

 

 

Рис. 11. Монтаж концевой муфты серии 3M Scotchcast 92-ОТ, выполненной на основе RPM-технологии