Кабельные муфты концевые с броней

Кабельные муфты концевые с броней: конструкция, типы, монтаж и применение

Концевая кабельная муфта с броней (КМБ) представляет собой электротехническое устройство, предназначенное для оконцевания силовых кабелей с металлической броневой оболочкой (ленточной или проволочной) с целью обеспечения надежного электрического соединения, герметизации конца кабеля и отвода брони на землю. Ее основная функция – создание безопасного и долговечного перехода от бронированного кабеля к открытым токоведущим частям распределительного устройства, трансформатора, воздушной линии или электродвигателя. Конструкция муфты обеспечивает электрическую прочность изоляции, механическую защиту и стойкость к внешним воздействиям, таким как влага, пыль, ультрафиолет и перепады температур.

Конструктивные особенности и принцип действия

Концевая муфта с броней является сложным узлом, каждый элемент которого выполняет строго определенную функцию. Ее конструкция принципиально отличается от муфт для кабелей без брони наличием узла заземления брони.

• Корпус (изолятор): Основной изолирующий элемент, формирующий внешнюю изоляцию. Изготавливается из термореактивных материалов (эпоксидные смолы), термопластов (полипропилен), фарфора или силикона. Бывает однофазным (для каждого проводника отдельно) или трехфазным в общем корпусе.
• Токоведущая часть (пальцевой или штыревой наконечник): Предназначена для соединения жилы кабеля с выводом электрооборудования или воздушной линией. Обеспечивает низкое переходное сопротивление и надежный механический контакт. Крепится к жиле кабеля методом опрессовки или сварки.
• Узел заземления брони: Ключевой элемент муфты для бронированных кабелей. Включает в себя заземляющий проводник (медная оплетка), хомут для брони и систему крепления, обеспечивающую электрический контакт между бронелентами (проволокой) и землей. Этот узел снимает потенциал с брони, предотвращая поражение персонала электрическим током и коррозию.
• Система герметизации: Обеспечивает защиту от проникновения влаги и других сред вдоль жилы кабеля и в месте разделки брони. Включает термоусаживаемые трубки с клеевым слоем, герметизирующие ленты, мастики или резиновые уплотнители в корпусе.
• Экранирующий элемент: Для кабелей с изолированным экраном (например, СЭВ) муфта содержит специальные проводящие компоненты (экранирующие салфетки, токоотводящие провода) для обеспечения непрерывности экрана и снятия электрического поля.
• Арматура крепления: Кронштейны, бандажи, стяжки для фиксации муфты на конструкции, кабельной стойке или стене.

Классификация и типы концевых муфт с броней

Кабельные муфты классифицируются по нескольким ключевым параметрам, что определяет их выбор для конкретных условий эксплуатации.

По материалу изоляции и способу монтажа:

• Эпоксидные (заливные): Муфты разборного типа, где изоляция формируется после заливки эпоксидного компаунда в полый фарфоровый или пластиковый корпус. Отличаются высокой механической прочностью и стойкостью к агрессивным средам. Требуют тщательной подготовки и времени для полимеризации компаунда.
• Термоусаживаемые: Наиболее распространенный тип. Изоляция и герметизация создаются с помощью трубок, манжет и перчаток из полимеров, которые при нагреве (обычно газовой горелкой или термофеном) уменьшаются в размерах (усаживаются), плотно облегая кабель и формируя многослойную влагонепроницаемую изоляцию. Отличаются относительной простотой монтажа и высокой адаптивностью к разным диаметрам кабеля.
• Холодноусаживаемые: Принцип действия аналогичен термоусаживаемым, но усадка происходит за счет предварительного растяжения материала на спиралевидной пластиковой оправке. При монтаже оправка вытягивается, и материал плотно обжимает кабель. Не требуют источника нагрева, что важно на взрывоопасных объектах.
• Муфты с резиновой изоляцией (типа КВТ): Используются для кабелей с резиновой изоляцией. Представляют собой готовые резиновые колпачки, которые надеваются на кабель и фиксируются бандажами. Часто применяются в судовом электрооборудовании и для подключения передвижных механизмов.

По месту установки и климатическому исполнению:

• Для внутренней установки (Indoor): Предназначены для монтажа в закрытых сухих помещениях, шкафах, КРУ. Не имеют защиты от атмосферных осадков (IP20-IP44).
• Для наружной установки (Outdoor): Имеют усиленную трекингостойкую изоляцию, удлиненные «юбки» для увеличения пути поверхностных токов утечки и защиту от УФ-излучения. Степень защиты обычно не ниже IP55.
• Для специальных условий: Взрывозащищенные (Ex-d, Ex-e), химически стойкие, для тропического или холодного климата.

Область применения и нормативная база

Концевые муфты с броней применяются во всех отраслях энергетики и промышленности, где используются силовые бронированные кабели на напряжение от 1 кВ до 35 кВ и выше. Основные сферы применения: главные понизительные подстанции (ГПП), распределительные устройства (РУ) промышленных предприятий, питание мощных электродвигателей (насосы, вентиляторы, дробилки), подключение трансформаторов, ввод кабелей в здания из кабельных траншей, подключение к воздушным линиям (переходные муфты).

Производство и испытания муфт регламентируются национальными и международными стандартами: ГОСТ 13781.0-86 (общие технические условия), серия ГОСТ 13781.Х на конкретные типы муфт, МЭК 60502-4, IEEE 48, ТУ производителей.

Ключевые технические характеристики

Выбор муфты осуществляется на основе следующих параметров:

• Номинальное напряжение (U₀/U, кВ): 1/1.2; 6/10; 8.7/15; 12/20; 21/35.
• Сечение и материал жилы кабеля (алюминий, медь).
• Тип изоляции кабеля (ПВХ, сшитый полиэтилен, бумажно-масляная).
• Тип брони кабеля (ленточная из стальных оцинкованных лент, проволочная).
• Наличие и тип экрана (полупроводящий, медный).
• Климатическое исполнение и категория размещения (УХЛ1, Т1 и т.д.).
• Степень защиты оболочки (IP).
• Габаритные размеры и масса.

Таблица 1. Пример выбора термоусаживаемой концевой муфты для кабеля 10 кВ

Параметр кабеля	Значение	Соответствующий параметр муфты
Напряжение, U0/U	8.7/15 кВ	Номинальное напряжение: 12/20 кВ (стандартный ряд муфт)
Число и сечение жил	1х150 мм²	Диапазон сечений: 70-240 мм²
Материал жилы	Медь	Тип наконечника: для медной жилы
Тип брони	Две стальные оцинкованные ленты	Наличие узла заземления брони (хомут под ленточную бронь)
Наружный диаметр кабеля	35 мм	Диапазон диаметров усадки трубок: 20-45 мм
Место установки	Наружная стена здания	Исполнение: Outdoor, IP55, с трекингостойкой изоляцией

Технология монтажа концевой муфты с броней (общий алгоритм)

Монтаж должен производиться квалифицированным персоналом с соблюдением правил техники безопасности (ПТБ) и инструкции производителя. Последовательность операций для термоусаживаемой муфты:

1. Подготовка: Отключение кабеля, проверка отсутствия напряжения, заземление. Разметка кабеля согласно технологической карте или схеме в инструкции.
2. Разделка кабеля: Послойное удаление наружной оболочки, брони, поясной изоляции, экрана, изоляции жилы на строго определенную длину. Важно не повредить нижележащие слои. Бронеленты аккуратно отгибаются для последующего заземления.
3. Подготовка брони: Зачистка брони до металлического блеска в зоне контакта с заземляющим хомутом. Установка хомута заземления брони и присоединение к нему заземляющего проводника.
4. Монтаж наконечника: Опрессовка или пайка кабельного наконечника на жилу кабеля.
5. Формирование изоляции: Последовательная усадка термоусаживаемых компонентов: внутренних трубок, стопорного кольца, основной изолирующей трубки, фазировочных трубок. Нагрев производится равномерно от середины к краям для исключения образования воздушных пузырей.
6. Окончательная сборка: Установка корпуса муфты (если предусмотрен), фиксация заземляющего проводника на точке заземления, крепление муфты на конструкции.
7. Контроль: Визуальный осмотр, проверка качества усадки, измерение сопротивления изоляции мегомметром.

Типовые неисправности и причины их возникновения

• Пробой изоляции: Некачественная усадка (наличие воздушных полостей), механическое повреждение изолятора, загрязнение поверхности изоляции, неправильный выбор муфты по напряжению.
• Перегрев контактного соединения: Некачественная опрессовка наконечника, ослабление болтового соединения, коррозия контактов.
• Проникновение влаги (отслоение изоляции): Нарушение герметизации устья муфты или в зоне брони, повреждение герметизирующего слоя трубок при монтаже.
• Коррозия брони и заземляющего хомута: Плохой электрический контакт в узле заземления брони, отсутствие или разрушение антикоррозионного покрытия.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается концевая муфта для кабеля с броней от муфты для кабеля без брони?

Главное отличие – наличие в муфте для бронированного кабеля специального узла заземления брони (хомут, провод заземления). В муфте для кабеля без брони этот узел отсутствует, а система герметизации и крепления рассчитана на другой тип наружной оболочки (например, шланг из ПВХ).

Можно ли использовать муфту для внутренней установки на улице?

Категорически не рекомендуется. Муфты для внутренней установки не имеют необходимой стойкости к ультрафиолету, перепадам температур и влажности. Это приведет к быстрому старению изоляции, трекингу и пробою.

Как правильно выбрать длину разделки кабеля?

Длина разделки (ступенчатой зачистки слоев) является критическим параметром и строго определяется инструкцией производителя муфты для конкретного типоразмера. Она зависит от конструкции муфты, напряжения и сечения кабеля. Использование произвольной длины приведет к неправильному распределению электрического поля и выходу муфты из строя.

Обязательно ли заземлять броню кабеля в концевой муфте?

Да, это обязательное требование ПУЭ (Правила устройства электроустановок). Заземление брони необходимо для защиты персонала от поражения током (на броне может наводиться потенциал), для обеспечения срабатывания защит при повреждении кабеля и для предотвращения электрокоррозии брони.

Что такое «трекинг» и как с ним бороться в концевых муфтах?

Трекинг – это образование проводящих углеродных дорожек на поверхности изоляции под воздействием влаги, загрязнений и электрического поля. Для борьбы с ним муфты наружной установки имеют удлиненные изоляционные «юбки» (ребра) для увеличения пути утечки, а также изготавливаются из специальных трекингостойких полимерных материалов (например, силикона).

Каков средний срок службы правильно смонтированной концевой муфты?

Срок службы качественной муфты, смонтированной с соблюдением технологии на кабель соответствующего типа и эксплуатируемой в рамках номинальных параметров, составляет 25-30 лет. Для муфт наружной установки рекомендуется периодический визуальный осмотр (не реже 1 раза в год) на предмет появления трещин, загрязнений или следов перегрева.

Можно ли муфтовать кабели с разным типом изоляции (например, бумажно-масляную и СПЭ)?

Для соединения кабелей с принципиально разной изоляцией (бумажно-пропитанная и пластмассовая/сшитый полиэтилен) используются специальные переходные муфты, конструкция которых учитывает особенности сред и предотвращает стекание пропиточного состава. Применение стандартных концевых муфт для этого недопустимо.

Заключение

Концевые кабельные муфты с броней являются критически важными компонентами любой кабельной линии среднего и высокого напряжения. Их правильный выбор, основанный на полном соответствии параметрам кабеля и условиям эксплуатации, и качественный монтаж в строгом соответствии с технологической картой определяют надежность и безопасность всей электроустановки в течение десятилетий. Пренебрежение нормами выбора или монтажа приводит к авариям, длительным простоям и значительным экономическим потерям. Современные материалы и конструкции, такие как термо- и холодноусаживаемые системы, существенно повысили надежность и упростили монтаж, однако не отменили необходимости высокой квалификации и ответственности персонала, выполняющего данные работы.