Osprzęt kablowy – podstawowe wiadomości o mufach kablowych
Fot. Montaż mufy przejściowej na kablu o izolacji papierowo-olejowej
Fot. K.Kuczyński
Dostępny na rynku osprzęt kablowy obejmuje między innymi
mufy przelotowe, przejściowe i rozgałęźne oraz płaty remontowe do napraw
powłok zewnętrznych w liniach kablowych.
Zobacz także
WAGO ELWAG Sp. z o.o. Rodzina złączek instalacyjnych 221 wciąż się powiększa!
Otwórz dźwignię, wsuń przewód i gotowe! Tak proste jest łączenie przewodów za pomocą złączek instalacyjnych z dźwigniami z serii 221. Ta dobrze znana rodzina złączek instalacyjnych WAGO właśnie się powiększyła!...
Otwórz dźwignię, wsuń przewód i gotowe! Tak proste jest łączenie przewodów za pomocą złączek instalacyjnych z dźwigniami z serii 221. Ta dobrze znana rodzina złączek instalacyjnych WAGO właśnie się powiększyła! Dzięki nowej, 2-rzędowej złączce instalacyjnej z dźwigniami z serii 221 można intuicyjnie i bez użycia narzędzi połączyć ze sobą do dziesięciu przewodów na tym samym potencjale.
BRADY Polska sp. z o.o. Szybciej, bezpieczniej, lepiej: profesjonalne i efektywne zarządzanie kablami
Wyraźna i dokładna identyfikacja przewodów, kabli i komponentów jest kluczowa dla elektryków. Dzięki dobrze oznakowanym kablom z odpowiednimi i niezawodnymi etykietami mogą oni szybko zrozumieć konfigurację...
Wyraźna i dokładna identyfikacja przewodów, kabli i komponentów jest kluczowa dla elektryków. Dzięki dobrze oznakowanym kablom z odpowiednimi i niezawodnymi etykietami mogą oni szybko zrozumieć konfigurację systemu, co skraca czas rozwiązywania problemów i minimalizuje ryzyko błędów. To nie tylko poprawia wydajność, ale także zwiększa bezpieczeństwo.
WAGO ELWAG Sp. z o.o. Jak zacząć przygodę ze złączkami listwowymi w rozdzielnicy budynkowej?
Instalacje elektryczne w budynkach mieszkalnych stały się ostatnio znacznie bardziej złożone niż kilkanaście, a nawet kilka lat temu. Korzystamy dzisiaj z większej liczby urządzeń zasilanych energią elektryczną,...
Instalacje elektryczne w budynkach mieszkalnych stały się ostatnio znacznie bardziej złożone niż kilkanaście, a nawet kilka lat temu. Korzystamy dzisiaj z większej liczby urządzeń zasilanych energią elektryczną, a nierzadko w domach mieszkalnych mamy również do czynienia z mniej lub bardziej zaawansowanymi systemami automatyki.
W zależności od potrzeb i przeznaczenia, dostępne mufy wykonane są w różnych technologiach: termokurczliwej, zimnokurczliwej, żywicznej lub żelowej. Biorąc pod uwagę doświadczenia eksploatacyjne oraz w zakresie inżynierii materiałowej dostarczane produkty są proste w montażu i jednocześnie przystosowane do lokalnych konstrukcji kabli, sieci i procedur montażu.
Do przygotowania kabla nie są potrzebne żadne specjalne narzędzia za wyjątkiem korowarki do usuwania ekranu i izolacji.
Niezależnie od zastosowanej technologii, montaż osprzętu kablowego jest prosty.
Osprzęt może zostać załączony pod napięcie niezwłocznie po instalacji. Osprzęt kablowy dostarczany jest najczęściej w zestawach montażowych, zawierających wszystkie niezbędne komponenty, włączając w to instrukcję montażu w lokalnym języku. Na przykład, w przypadku zestawu termokurczliwego, osprzęt jest dostarczany w stanie rozciągniętym. Ułatwia to jego nakładanie na uprzednio przygotowane kable. Obkurczenie wywołane jest ogrzewaniem niskotemperaturowym (od około 110 °C) za pomocą palnika gazowego lub innego źródła ciepła. Wewnętrzne części elementów pokryte są termotopliwymi, wielofunkcyjnymi szczeliwami, klejami i wypełniaczami, co umożliwia usunięcie powietrza i termomechaniczną adhezję warstw. Wysoki stopień prefabrykacji ogranicza możliwe błędy montażu.
Mufy kablowe
Mufy kablowe zapewniają właściwości elektryczne i mechaniczne połączenia nie gorsze od właściwości kabla.
Konstrukcja mufy zależy od napięcia znamionowego, rodzaju kabla, liczby i przekroju żył oraz technologii ich wykonania.
Najczęściej stosuje się mufy przelotowe, łączące odcinki tego samego rodzaju kabla, oraz przejściowe, łączące różne rodzaje kabli, jakimi są trójfazowe kable w izolacji papierowo – olejowej i jednofazowe kable w izolacji z tworzywa sztucznego, najczęściej w kształcie litery Y lub T. Mogą być wykonane w technologii: taśmowej, termokurczliwej, zimnokurczliwej lub zalewanej, choć coraz popularniejsze są rozwiązania hybrydowe.
Mufy kablowe służą do połączenia dwóch lub większej liczby kabli. Najczęściej są wykonywane w technologii termokurczliwej, zimnokurczliwej i zalewanej, choć można również spotkać rozwiązania hybrydowe łączące te metody. W zależności od typu służą one do łączenia kabli jedno- i wielożyłowych w izolacji z tworzywa sztucznego i papierowej.
Interesującym rozwiązaniem jest guma silikonowa, z której wykonana jest mufa zimnokurczliwa. Dzięki bardzo dobrym właściwościom elektroizolacyjnym oraz niskim odkształceniom trwałym jest coraz częściej stosowania w osprzęcie kablowym.
Miarą elastyczności elementów zimnokurczliwych jest ich współczynnik sprężystości. Określa on różnicę między średnicą swobodnie obkurczonego elementu, średnicą tego samego elementu przed rozciągnięciem i nasunięciem na spiralę nośną [8].
Wstępnie rozciągnięty prefabrykat izolacyjny umieszczony jest na usuwalnej spirali nośnej. Po wykonaniu połączenia żył kabla przy zastosowaniu złączki prasowanej lub śrubowej oraz rozprowadzeniu masy uszczelniająco-wypełniającej nasuwa się prefabrykat na miejsce połączenia. Obkurczenie polega na usunięciu spirali nośnej przez jej wyciągnięcie.
Mufy żelowe
Technologia izolowania żelem jest stosowana w aplikacjach na niskie napięcie. Prefabrykat w postaci obudowy wypełnionej żelem na etapie produkcji dostarczany jest na miejsce instalacji. Końce kabli wraz ze złączką umieszcza się w środku otwartej obudowy mufy, lekko wciskając złączkę w żel. Zakończenie montażu odbywa się poprzez zatrzaśnięcie obudowy. Po zakończeniu montażu mufy, kable można niezwłocznie załączyć pod napięcie.
Żel na bazie usieciownego oleju silikonowego jest specjalnie opracowany do pracy ciągłej w zakresie temperatur od –40 °C do +90°C. Dzięki swojemu składowi ma on właściwości izolacyjne materiałów stałych oraz płynnych (przywieranie do powierzchni).
Doskonałe właściwości izolacyjne i termiczne, odporność na promieniowanie UV, brak halogenów, nieograniczony czas magazynowania, bardzo dobre właściwości dielektryczne oraz bardzo wysoka rozciągliwość i elastyczność to cechy żelu. Mufy kablowe żelowe są przeznaczone do kabli polimerowych w zastosowaniach wnętrzowych lub zewnętrznych, do bezpośredniego zasypania w ziemi lub zanurzenia w wodzie.
Złączki kablowe
Złączki są stosowane głównie do trwałego łączenia pod względem elektrycznym i mechanicznym żył przewodów elektroenergetycznych miedzianych i aluminiowych. Stosuje się je do łączenia przewodów zarówno jednodrutowych, jak i wielodrutowych dla niskich i średnich napięć.
Złączki śrubowe w zależności od przeznaczenia muszą charakteryzować się różnorodnymi cechami, co doprowadziło do powstania bogatej oferty na rynku. Dla osoby dobierającej złączki, oznacza to konieczność znajomości kryteriów, które decydują o wybraniu konkretnego produktu o danych cechach. Na rynku obserwuje się też dążenie producentów do wykonywania uniwersalnych złączek zapewniających połączenie różnych rodzajów żył w pewnych zakresach ich przekrojów [3].
Kryteria te w znacznej mierze są zdefiniowane przez poziom napięcia, wykonanie żył kablowych, metodę montażu, jak również przez rodzaj mufy. Oprócz związanych z tym okoliczności determinujących wybór istnieje cały szereg kryteriów wyboru opartych na indywidualnym doświadczeniu lub preferencjach.
Kablowe złączki śrubowe stanowią nowoczesną alternatywę dla technologii zaprasowywania złączek tulejowych. Podstawą technologii są tutaj śruby, których parametry określają przydatność złączki do konkretnych przekrojów żył kablowych oraz wpływają na szybkość, niezawodność oraz ergonomię montażu [3].
Śruby mogą być w wykonaniu z łbami zrywalnymi i niezrywalnymi. Śruby zrywalne ulegają zerwaniu przy określonym momencie dokręcania i nie ma konieczności użycia klucza dynamometrycznego.
Najbardziej nowoczesną formą śruby z łbem zrywalnym jest tzw. „śruba inteligentna”. Jest ona wykonana w postaci szeregu krążków umieszczonych na wspólnym rdzeniu.
Na krążkach tych wykonany jest gwint. Takie wykonanie zapewnia poprawne zerwanie się śruby dla konkretnego przekroju żyły.
Zastosowane śruby pozwalają na użycie złączki/końcówki dla szerokiego zakresu przekroju żył kablowych. Zapewniają pełną powtarzalność montażową, co wpływa na niezawodność połączenia.
Zakłady i producenci osprzętu stosujący tę technologię uzyskują oszczędności w dziedzinie utrzymywania zapasów magazynowych. Wystarczy zamówić np. 4 typy złączek na magazyn, zamiast 16, aby zapewnić połączenia żył w zakresie 16–300 mm2 [4].
Technologia ta eliminuje również błędy montażowe, przyspiesza i ułatwia montaż. Mały klucz używany do dokręcania zapewnia łatwość wykonania połączenia nawet w trudno dostępnych miejscach.
Sterowanie polem elektrycznym
W przypadku kabli SN należy zwrócić uwagę, czy linie ekwipotencjalne pola elektrycznego przy zakończeniu ekranu izolacji leżą blisko siebie, co wiąże się z wysokimi wartościami pola. Są one wystarczające do zapoczątkowania jonizacji powietrza i inicjacji wyładowań niezupełnych. Temperatura i produkty rozkładu doprowadzą do degradacji powierzchni izolacji. Występowanie nacięć lub ostrzy przewodzących może prowadzić do przeskoku ładunku lub przebicia izolacji [5, 6].
Najczęściej w mufach kablowych możemy spotkać refrakcyjne podejście sterowania polem w zakończeniach łączonych kabli, które polega na użyciu materiału o wysokiej przenikalności elektrycznej lub o wysokiej stałej dielektrycznej. Materiał ten załamuje linie ekwipotencjalne, a zatem obniża koncentrację pola elektrycznego [7].
Wymagania dla muf SN
Kable SN o izolacji papierowej przesycanej syciwem obecnie są już bardzo rzadko instalowane, ale w krajowych elektroenergetycznych liniach kablowych wciąż stanowią znaczny udział. Do ich łączenia i napraw stosowane są mufy kablowe wykorzystujące różne technologie montażu, począwszy od taśmowo-żywicznej poprzez termokurczliwą, zimnokurczliwą, a skończywszy na różnorodnych kombinacjach poszczególnych technologii.
Najbardziej popularna, pomimo dość znacznej pracochłonności w porównaniu do technologii wykorzystujących prefabrykaty, jest wciąż technologia taśmowo-żywiczna. Dzieje się tak ze względu na wysoki poziom wyszkolenia ekip monterskich w wykonawstwie tego typu osprzętu oraz atrakcyjniejszy poziom cen w stosunku do bardziej zaawansowanych technologii.
Nie bez znaczenia są także takie zalety, jak możliwość instalacji muf w sytuacji ograniczonej przestrzeni montażowej, ze względu na brak konieczności wstępnego pozycjonowania prefabrykatów [1].
Większość muf w technologii taśmowo-żywicznej do kabli o izolacji papierowej przesycanej syciwem była wprowadzana do obrotu w czasie, kiedy obowiązującymi aktami normatywnymi określającymi parametry techniczne osprzętu kablowego były wycofane już: norma PN-76/E-05125P Elektroenergetyczne i sygnalizacyjne linie kablowe. Projektowanie i budowa oraz seria norm PN-90/E-06401P Elektroenergetyczne i sygnalizacyjne linie kablowe. Osprzęt do kabli o napięciu znamionowym nieprzekraczającym 30 kV.
Po przystąpieniu Polski do Unii Europejskiej zaistniała konieczność ujednolicenia wymagań Polskich Norm z wymaganiami norm europejskich. Odbywa się to poprzez wdrażanie norm europejskich do zbioru Polskich Norm.
Wdrożenie normy europejskiej jako normy polskiej związane jest z wycofaniem sprzecznych z nimi dotychczasowych norm krajowych. W przypadku PN-76/E-05125P jej zapisy zostały ponownie opracowane przez SEP i funkcjonują pod nazwą SEP-E-004.
Natomiast w zakresie, do którego odnosiła się wycofana w grudniu 2010 r. seria norm PN‑90/E-06401P, obowiązują obecnie normy [1]:
- PN-HD 629.1 S2:2006E Badania osprzętu przeznaczonego do kabli na napięcie znamionowe od 3,6/6 (7,2) kV do 20,8/36 (42) kV. Część 1: Kable o izolacji wytłaczanej,
- PN-HD 629.2 S2:2006E Badania osprzętu przeznaczonego do kabli na napięcie znamionowe od 3,6/6 (7,2) kV do 20,8/36 (42) kV. Część 2: Kable o izolacji papierowej przesyconej.
Obie normy są wdrożeniem dokumentów harmonizacyjnych opracowanych przez Europejską Komisję Normalizacyjną ds. Elektrotechniki CENELEC (European Committee for Electrotechnical Standardization).
W związku z tym, że w Ustawie z dnia 12 września 2002 r. o normalizacji została zapisana zasada dobrowolności stosowania norm, wycofanie normy nie jest równoznaczne z jej unieważnieniem. Normy wycofane mogą być nadal stosowane, ale ten fakt powinien być uzgodniony pomiędzy dostawcą i odbiorcą. Wycofanie normy oznacza raczej wyłączenie jej ze zbioru norm aktualnych ze względu na dezaktualizację jej treści ze względu na postęp technologiczny. Normy wycofane tym różnią się od norm aktualnych, że mogą prezentować mniej nowoczesne rozwiązania – z punktu widzenia postępu naukowo-technicznego – jednak rozwiązania te nie są błędne [1].
W praktyce, na przykład w specyfikacjach istotnych warunków zamówień ogłaszanych przez zakłady energetyczne, przywoływana jest zarówno norma PN-90/E-06401, jak i PN‑HD 629 [1].
Ich wymagania w dużym stopniu pokrywają się. Istnieją jednak pewne różnice dotyczące sekwencji wykonywanych badań, a także parametrów niektórych prób. Dotychczas wskazuje się głównie na różnice w wymaganiach odporności na działanie cieplne prądu zwarcia, wynikające z różnych warunków eksploatacji sieci średniego napięcia w Polsce i krajach Europy Zachodniej. Różnic pomiędzy wymaganiami obu norm jest jednak więcej [1].
Literatura
- M. Sarniak, Budowa i eksploatacja systemów fotowoltaicznych, seria: Zeszyty dla elektryków nr 13, Grupa MEDIUM, Warszawa 2015.
- M. Sarniak, Fotowoltaika w układach zasilania budynków, „elektro.info” 10/2015.
- E. Krac, K. Górecki, Współczesne problemy energetyki solarnej, Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni, 75/2012, s. 68-86.
- S. Niestępski, M. Parol, J. Pasternakiewicz, T. Wiśniewski, Instalacje elektryczne: budowa, projektowanie i eksploatacja, OWPW, Warszawa 2011.
- J. Wiatr, M. Orzechowski, Podstawy zasilania budynków mieszkalnych, użyteczności publicznej i innych obiektów nieprzemysłowych w energię elektryczną, Poradnik projektanta elektryka, DWM, Warszawa 2012.
- K. Kuczyński, Trasy kablowe w obiektach budowlanych – wymagania, „elektro.info” 10/2015.7. www.fotowoltaikainfo.pl8. www.energa-wytwarzanie.pl
