Соединение электрических кабелей и их подключение к электроприборам по праву считаются одними из самых ответственных операций при монтаже силовых сетей.

Идет ли речь о жилых и коммерческих зданиях, промышленных предприятиях или объектах энергетики - повсюду немалая доля неисправностей, аварий и возгораний связана с плохим контактом, возникающим из-за нарушений технологии монтажа электросетей.

Выбор подходящих методов соединений зависит от совокупности ряда факторов и во многом определяется существующей нормативной базой. Так, Правила устройства электроустановок (ПУЭ) , «настольная книга» любого электрика, предписывают, что «соединение, ответвление и оконцевание жил проводов и кабелей должны производиться при помощи опрессовки, сварки, пайки или сжимов (винтовых, болтовых и т.п.)». На практике электромонтажники руководствуются не только нормативами, но также стоимостью, трудоемкостью и технологичностью того или иного способа соединения. И конечно же, Техническое освидетельствование электрооборудования является залогом его бесперебойного функционирования.

Классика жанра

Полтора века развития электротехники оставили богатое наследие в плане всевозможных методов соединения проводов. Пожалуй, самый старый и примитивный из них - это скрутка. Как явствует из названия, два зачищенных от изоляции провода просто скручиваются вокруг друг друга (не менее 5-7 очень плотных витков), тем самым обеспечивая контакт для передачи электрического тока. Место соединения обычно изолируется изолентой, термоусадкой или специальными пластиковыми колпачками.

Надежность и срок службы такого соединения сильно зависят от условий эксплуатации и нагрузок.

Основная причина проблем - окисление поверхности проводов, что особенно актуально для алюминиевых жил. Вследствие этого теряется электрический контакт, скрутка начинает греться, изоляция на ней плавится, что чревато возникновением короткого замыкания. Кроме того, плохой контакт может искрить, что нередко становится причиной поломки электрооборудования. Поэтому в настоящее время этот способ не разрешён нормативными документами и остается временным решением для электриков-любителей (если ток в цепи не превышает 2-3 А), когда под рукой нет подходящего инструмента для более надежных и безопасных видов соединения.

Также скрутка является одним из возможных этапов монтажа соединений при помощи пайки или сварки. Пайка - это соединение жил проводов с участием легкоплавкого припоя (например, свинцово-оловянных сплавов). Опайка скруток обеспечивает надежный электрический контакт проводов и отчасти защищает от коррозии. Для работы с проводами сечением до 1,5-10 мм² подходит обычный паяльник, но более толстые жилы сечением 16-240 мм² приходится разогревать пропан-бутановой горелкой или паяльной лампой.

При электродуговой сварке металл соединяемых проводов в скрутке сплавляется в единое целое, благодаря чему этот метод обеспечивает наилучший электрический контакт и высокую механическую надежность. Кроме того, сварка существенно быстрее и дешевле, чем пайка - весь процесс занимает всего несколько секунд. Поэтому этот метод широко используется в массовом строительстве. Вместе с тем он отнюдь не универсален, так как не позволяет проводить монтаж при густом расположении кабелей в электрощитах и распределительных коробках, на пожароопасных объектах, требует наличия инверторного сварочного аппарата с соответствующим электропитанием и, разумеется, монтажника с необходимой профподготовкой.

Клеммники для любителей и «профи»

Рассмотренные выше способы соединения проводов имеют общую особенность: их надежность и долговечность сильно зависят от добросовестности и профессиональной подготовки электромонтажника. Усталость, спешка или низкая квалификация работников часто приводят к браку. Впоследствии при эксплуатации сети это увеличивает вероятность замыканий и возгораний. Чтобы нивелировать значение человеческого фактора и повысить скорость и качество монтажа электросетей, сейчас широко используют клеммные колодки (клеммники).

В общем виде они представляют собой изолирующую пластину, на которой закреплен проводник с парными контактами-клеммами. Задача монтажника сводится к нескольким простым операциям: зачистить конец провода нужной длины, вставить его в клеммную колодку и зафиксировать соединение, затянув винт или опустив рычажок. Явным плюсом использования клеммника считается возможность соединять медные и алюминиевые провода, которые в данном случае не имеют прямого контакта.

По мнению специалистов, более надежное и безопасное соединение обеспечивают модели клеммников, где провод прижимается к клемме не самим винтом, а металлической пластиной или шайбой. Для максимального ускорения и упрощения монтажа выпускаются самозажимные и пружинные колодки, в которых провод фиксируется, когда его вставляют в разъем.

Сейчас производители выпускают клеммники для алюминиевых и медных проводов сечением от 0,12 до 300 мм², рассчитанные на силу тока от 1 до 150 А, что определяет самый широкий спектр их использования. Клеммные колодки применяются прежде всего для бытовой проводки 220/380 В в частных и многоквартирных домах, офисах, торговых объектах, для подключения светильников, розеток и электроприборов. Благодаря компактности они очень удобны для монтажа распределительных шкафов и щитов, когда требуется в ограниченном пространстве разместить сотни соединений и обеспечить быстрый доступ к ним для сервисных работ.

Полимерные колодки, предназначенные для бытовых электросетей, обычно рассчитаны на силу тока до 10-20 А, в то время как термостойкие керамические изделия для промышленного применения - до 50-150 А. Как отмечает Сергей Соловьёв, прораб электромонтажной компании «Ива», нужно обращать самое пристальное внимание на материалы, из которых изготавливаются клеммники, поскольку от этого зависит надежность и безопасность соединений. Корпус колодки должен быть устойчивым к механическим воздействиям, выполнен из прочного негорючего изоляционного материала, например, армированного полиамида, который сохраняет форму при температурах вплоть до 180°С. Также очень желательно, чтобы винт и зажимная скоба изготавливались из легированной стали с антикоррозионным покрытием. В противном случае процессы коррозии будет постепенно ухудшать электрический контакт в клеммнике.

У этого типа соединения есть и свои минусы, а именно необходимость периодического обслуживания. Дело в том, что из-за температурных деформаций при включении/выключении сети контакты могут со временем ослабевать. Так что, согласно ГОСТ Р 50043.1-92, каждые 6 месяцев необходимо осуществлять профилактический осмотр и протяжку клеммных соединений. На крупных объектах со сложными и разветвленными электросетями (офисы, торговые центры) это может занимать немало времени.

Монтаж без компромиссов

Для таких ответственных задач, как монтаж сетей и оборудования на объектах энергетического хозяйства (электростанции, ЛЭП и подстанции), сейчас все шире применяется метод оконцевания и соединения электрических кабелей путем опрессовки кабельных наконечников и соединительных гильз. Таким способом одножильные и многожильные кабели могут оконцовываться для подсоединения к электрооборудованию или соединяться встык.

Обжимные гильзы и наконечники выпускаются различных диаметров (под весь ассортимент существующих проводов и кабелей) и изготавливаются из разных материалов - медь, алюминий, луженая медь. Очищенный от изоляции провод помещается внутрь гильзы подходящего диаметра и обжимается специальным инструментом - пресс-клещами. Опрессовывание, в зависимости от материала гильзы и ее диаметра, может производиться местным вдавливанием или сплошным обжатием. В результате получается одно из самых надёжных и технологичных неразъемных соединений, которое не требует обслуживания и при использовании соответствующей изоляции подходит для скрытой проводки в стенах, напольных стяжках, прокладки подземных коммуникаций и т.п.

«Этот тип соединений сигнальных и силовых высоковольтных кабелей является основным на всех объектах, где нам довелось работать. При соблюдении технологии и использовании соответствующих гильз-наконечников он обеспечивает необходимый электрический контакт и высокую механическую прочность соединения», - рассказывает Антон Проворов, директор структурного подразделения ОАО «Энергострой-М.Н.», специализирующегося на проектировании, строительстве, реконструкции и обслуживании электросетевых объектов. В портфолио компании - такие крупные проекты, как реконструкция подстанции 500 кВ «Ногинск», строительство подстанции 500 кВ «Дорохово», нескольких подстанций в Северо-Западном, Южном и Северо-Кавказском федеральных округах, включая объекты для Олимпиады-2014 в Сочи и на Красной Поляне.

Настоящим «камнем преткновения» для этого метода является подбор инструмента для опрессовки. Чаще всего электромонтажники используют наиболее доступные по цене ручные пресс-клещи с храповым механизмом или гидравлическим приводом. Как правило, ими опрессовываются гильзы сечением до 120 мм². Гораздо реже в арсенале монтажных бригад есть электрогидравлический инструмент с питанием от сети или от аккумуляторов. У него есть два существенных преимущества: высокая скорость и стабильное качество обжима - вне зависимости от того, с кабелем какого сечения приходится иметь дело и каков объем работ.

«Наш опыт общения с электромонтажниками, работающими с высоковольтными сетями и оборудованием, показывает, что опрессовка кабельных гильз-наконечников является одной из наиболее трудоемких операций, занимающих немалую долю рабочего времени, - отмечает Андрей Макаров, директор российского подразделения компании RIDGID. - Так, при монтаже щитов в течение одной смены монтажникам порой приходится совершать десятки и сотни обжимов. Так что инструмент, способный облегчить эту часть работы, вызывает у них огромный интерес».

Не стоит забывать и о других трудоемких операциях, которые неизменно сопутствуют оконцеванию и соединению кабелей. Их резка требует ничуть не меньше усилий, чем опрессовка. А изготовление технологических отверстий для кабелей в стенках электрических шкафов - извечная головная боль для многих поколений электромонтажников.

«Проанализировав потребности электромонтажников со всего мира и использовав наш многолетний опыт создания электрогидравлического инструмента для монтажа трубопроводов, мы разработали аккумуляторный инструмент RIDGID RE60. При помощи легко сменяемых головок он выполняет наиболее трудоемкие рутинные операции: резку и обжим кабеля, а также штамповку отверстий для кабелей в стенках электрических шкафов, - рассказывает Антон Милюшкин, инженер по продажам российского подразделения компании RIDGID.

- Так, с насадкой резак-ножницы он режет армированные медные и алюминиевые провода, многожильные и армированные кабели диаметром до 50 мм, а со сменными прессовочными насадками обжимает медные и алюминиевые наконечники стандартов DIN и ГОСТ для кабеля сечением соответственно до 300 мм² и 185 мм². Полный цикл обжима занимает всего 5 секунд. За то же время с перфорирующей насадкой инструмент проделывает круглые отверстия диаметром 63,5 мм и квадратные отверстия (92*92 мм) в стенках электрических шкафов из стали толщиной 3 мм. Причем небольшой вес инструмента и эргономичная форма позволяют управлять инструментом одной рукой».

Мы рассмотрели лишь некоторые методы соединения электрических проводов и кабелей из огромного спектра существующих решений.

Но даже такой краткий обзор ясно показывает общие тенденции развития технологий в этой сфере. Заказчики электромонтажных работ заинтересованы в соответствии прокладываемых коммуникаций и силового оборудования существующим нормативам и беспроблемной эксплуатации - без аварий, отключений и возгораний. В свою очередь, подрядные электромонтажные организации постоянно ищут способы снижения себестоимости работ. На пересечении интересов заказчиков и исполнителей остаются лишь наиболее технологичные методы монтажа с применением современных материалов и инструментов, позволяющих оптимизировать временные и финансовые затраты при сохранении качества.

Пресс-служба компании RIDGID

Технологии