Кабельные муфты соединительные с броней

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

Соединительные муфты для бронированных кабелей представляют собой специализированные электротехнические изделия, предназначенные для создания механически прочного, электрически надежного и герметичного соединения двух или более отрезков силовых кабелей с металлической броней. Их основная функция – обеспечение непрерывности цепи, восстановление изоляции, экрана и брони, а также защита места соединения от внешних воздействий (влага, механические нагрузки, агрессивные среды) на протяжении всего срока службы кабельной линии. Применение таких муфт является обязательным при прокладке кабельных линий любой протяженности, где требуется стыковка отрезков, ремонт поврежденного участка или подключение к распределительным устройствам.

Конструктивные особенности и составные элементы

Конструкция соединительной муфты для бронированных кабелей является многослойной, что отражает структуру самого кабеля. Каждый слой кабеля последовательно восстанавливается внутри муфты.

• Корпус: Основная наружная оболочка, обеспечивающая механическую защиту и герметичность. Изготавливается из диэлектрических материалов (полипропилен, эпоксидные смолы) или металла (чугун, алюминий, свинец). Металлические корпуса используются для кабелей с высоким давлением масла или в условиях повышенных механических нагрузок.
• Внутренняя изоляция: Восстанавливает главную изоляцию жил. В современных муфтах применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые трубки, накладки, манжеты из сшитого полиэтина (СПЭ), EPDM, силикона. В муфтах старых типов – литая эпоксидная изоляция или ленточная изоляция, накладываемая вручную.
• Элементы для соединения жил: Механические соединители (гильзы) для сращивания токопроводящих жил. Могут быть медными, алюминиевыми, биметаллическими, выполняются в виде трубок под опрессовку, болтовых или сварных соединений.
• Система восстановления экрана: Обеспечивает непрерывность полупроводящего экрана и металлической оболочки (если есть). Используются проводящие ленты, проволочные бандажи, специальные токопроводящие термоусаживаемые трубки или клеи.
• Система заземления брони: Критически важный узел. Включает заземляющие проводники (гибкий медный провод), заземляющие зажимы или хомуты, которые надежно соединяют стальную или алюминиевую броню обоих концов кабеля и выводят на точку заземления. Цель – уравнивание потенциалов и безопасность.
• Герметизирующие элементы: Уплотнения на концах муфты (манжеты, термоусаживаемые перчатки, резиновые уплотнители), предотвращающие проникновение влаги внутрь соединения. В муфтах для подземной прокладки часто предусматривается заливка герметизирующим компаундом.
• Бронезащита (восстановление брони): В чугунных муфтах – сам корпус. В пластиковых муфтах – наружные разъемные металлические кожухи или накладки, защищающие место соединения от механических повреждений.

Классификация соединительных муфт для бронированных кабелей

Муфты классифицируются по нескольким ключевым параметрам.

1. По типу изоляции кабеля

• Для кабелей с бумажно-масляной изоляцией (БМИ): Требуют сложного монтажа, часто с заливкой маслонаполненным составом, обязательной герметизацией для предотвращения утечки масла и подсоса воздуха. Корпуса обычно чугунные или свинцовые.
• Для кабелей с пластмассовой изоляцией (ПВХ, СПЭ): Наиболее распространенный тип. Используются термо- или холодноусаживаемые комплекты, литые изоляционные корпуса. Монтаж проще и быстрее.
• Для кабелей с резиновой изоляцией: Применяются специализированные резиновые или комбинированные комплекты.

2. По материалу и способу монтажа

• Термоусаживаемые: Изделия из радиационно- или химически сшитого полиолефина, которые при нагреве (пропановой горелкой или термофеном) уменьшаются в размерах (усаживаются) в 2-4 раза, плотно облегая кабель и создавая герметичное соединение. Обладают высокой адгезией, стойкостью к УФ-излучению. Требуют навыков равномерного нагрева.
• Холодноусаживаемые: Изделия из эластомера (EPDM), которые монтируются без нагрева. Усадка происходит за счет предварительно растянутой спирали, удаляемой в процессе монтажа, или за счет механического натяжения. Более безопасны (нет открытого огня), менее зависимы от навыков монтажника.
• Литые (эпоксидные): Состоят из корпуса, в который после соединения жил заливается двухкомпонентная эпоксидная смола. Обеспечивают высокую механическую прочность и герметичность, но имеют длительное время полимеризации и неразборны.
• Чугунные (заливочные): Разборный металлический корпус, внутрь которого после монтажа заливается битумный или эпоксидный компаунд. Классическое решение для БМИ-кабелей и линий в условиях агрессивных сред. Трудоемки в монтаже, но очень надежны и ремонтопригодны.

3. По номинальному напряжению

• Муфты на напряжение до 1 кВ (низковольтные).
• Муфты на напряжение 6, 10, 35 кВ (средневольтные).
• Муфты на напряжение 110 кВ и выше (высоковольтные). Конструкция высоковольтных муфт включает сложную систему контроля электрического поля (экранирующие наконечники, стресс-конусы).

4. По месту установки

• Внутренней установки: Для сухих помещений, без защиты от воды (обозначение по ГОСТ: СТ, СТп, СТв).
• Наружной установки: Для открытого воздуха, с защитой от атмосферных осадков и УФ-излучения (обозначение: СТн).
• Подземной установки: Для прокладки в земле (траншеях), обладают усиленной влагозащитой и часто помещаются в защитные бетонные или полимерные колодцы (обозначение: СТп).

Требования к монтажу: ключевые этапы и ошибки

Качество монтажа муфты определяет надежность всей кабельной линии. Процесс строго регламентирован технической документацией.

1. Подготовка кабеля: Разделка концов кабеля – самый ответственный этап. С помощью специальных ножей послойно снимается наружная оболочка, броня, экран, изоляция на строго определенную длину. Не допускаются повреждения основной изоляции жил.
2. Соединение жил: Жилы соединяются с помощью обжимных гильз, подобранных по сечению и материалу. Опрессовка выполняется гидравлическим прессом с точным соблюдением усилия и схемы обжима. Проверяется электрическая непрерывность и сопротивление соединения.
3. Восстановление изоляции и экрана: На место соединения жил и основную изоляцию монтируются изоляционные трубки, манжеты. Затем восстанавливается экран с помощью проводящих лент и бандажей, обеспечивая надежный электрический контакт.
4. Заземление брони: На броневые ленты (проволоку) с помощью заземляющих хомутов крепится медный проводник сечением, соответствующим ПУЭ. Этот проводник выводится наружу муфты для подключения к контуру заземления. Пренебрежение или некачественное выполнение этого этапа – частая причина аварий.
5. Сборка корпуса и герметизация: Устанавливается внутренний диэлектрический корпус или накладываются усаживаемые элементы. Монтируется внешний защитный кожух (для бронированных кабелей – часто металлический разъемный). Торцы муфты герметизируются с помощью термоусаживаемых перчаток, мастик или резиновых уплотнений.
6. Испытания: После монтажа кабельная линия с муфтами подвергается высоковольтным испытаниям повышенным постоянным или переменным напряжением для выявления возможных дефектов изоляции.

Сравнительная таблица типов муфт по способу монтажа

Параметр	Термоусаживаемые	Холодноусаживаемые	Литые (эпоксидные)	Чугунные заливочные
Основной материал	Сшитый полиолефин	EPDM-эластомер	Эпоксидная смола, корпус из пластика/металла	Чугун, битумный/эпоксидный компаунд
Необходимость нагрева	Обязательна (горелка, термофен)	Не требуется	Требуется для подготовки компаунда (иногда)	Требуется для разогрева заливочной массы
Скорость монтажа	Высокая	Очень высокая	Низкая (время затвердевания 6-24 ч)	Очень низкая (подготовка, заливка, остывание)
Зависимость от навыков	Высокая (риск перегрева)	Низкая	Средняя (точность дозировки компонентов)	Высокая
Ремонтопригодность	Низкая (муфта неразборная)	Низкая (муфта неразборная)	Отсутствует	Высокая (корпус разборный, массу можно расплавить)
Типичное применение	Кабели с ПВХ/СПЭ изоляцией 1-35 кВ, наружная и подземная установка	Кабели с ПВХ/СПЭ изоляцией 1-10 кВ, особенно в пожароопасных помещениях	Кабели до 10 кВ, сложные условия (химическая агрессия, вибрация)	БМИ-кабели, кабели в агрессивных грунтах, ответственные объекты

Особенности работы с броней кабеля

При монтаже муфт на бронированных кабелях необходимо уделять особое внимание следующим аспектам:

• Тип брони: Определяет метод заземления. Для ленточной брони (две стальные ленты) используются заземляющие хомуты, охватывающие обе ленты. Для проволочной брони (кольцевая или повивная) применяются специальные зажимы или бандажи из оцинкованной проволоки, к которым припаивается или прикручивается заземляющий проводник.
• Защита от коррозии: Место контакта заземляющего хомута с броней должно быть очищено от защитного джута, битума или цинка. После закрепления рекомендуется покрыть соединение влагостойкой антикоррозионной смазкой для предотвращения электрохимической коррозии в грунте.
• Механическая непрерывность: В чугунных муфтах броня заводится в корпус и зажимается в сальниковых вводах. В муфтах с полимерным корпусом механическую прочность на разрыв в зоне соединения обеспечивает сама конструкция муфты и правильная укладка кабеля.

Нормативная база и стандарты

Производство, выбор и монтаж соединительных муфт регламентируется рядом документов:

• ГОСТ Р 55042-2012 (МЭК 60502-4:2005): Муфты для силовых кабелей с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение от 6 кВ до 30 кВ. Основной стандарт.
• СО 153-34.20.122-2003: Инструкция по монтажу муфт на силовые кабели с бумажной и пластмассовой изоляцией на напряжение до 35 кВ.
• ПУЭ (Глава 2.3): Устанавливает требования к кабельным линиям до 220 кВ, включая соединения и заземление.
• Техническая документация завода-изготовителя (паспорт, инструкция по монтажу): Является обязательной к исполнению, так как содержит конкретные параметры для данной модели муфты.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем принципиально отличается муфта для бронированного кабеля от муфты для небронированного?

Главное отличие – наличие в комплекте муфты для бронированного кабеля специальных элементов для механического крепления и электрического соединения (заземления) металлической брони. Это могут быть заземляющие хомуты, проводники, металлические кожухи или сальниковые узлы в чугунных корпусах. В муфтах для небронированных кабелей эти компоненты отсутствуют, а акцент сделан на герметизацию и восстановление экрана (если он есть).

Можно ли использовать термоусаживаемую муфту для ремонта кабеля с бумажно-масляной изоляцией?

Нет, это недопустимо. Для БМИ-кабелей существуют специальные муфты (свинцовые, чугунные, эпоксидные), которые обеспечивают герметизацию масляного канала и предотвращают контакт бумажной изоляции с воздухом и влагой. Термоусаживаемые материалы не предназначены для долговременного контакта с кабельным маслом и не могут обеспечить необходимую герметичность в данной среде.

Как правильно выбрать сечение заземляющего проводника для брони?

Сечение медного заземляющего проводника должно быть не менее сечения жилы кабеля, но не менее 16 мм² для кабелей до 35 кВ и не менее 25 мм² для кабелей 110 кВ и выше (согласно ПУЭ, гл. 1.7). На практике для силовых кабелей 6-10 кВ чаще всего применяется проводник сечением 25-50 мм². Точные требования указаны в инструкции к муфте и проектной документации.

Что такое стресс-конус и в каких муфтах он применяется?

Стресс-конус (контроль электрического поля) – это конструктивный элемент высоковольтных муфт (на 6 кВ и выше, особенно для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтина). Он представляет собой коническую накладку из полупроводящего и изоляционного материала, которая плавно распределяет градиент электрического поля в месте окончания экрана жилы, предотвращая локальные перенапряжения и пробой изоляции. Обязателен для кабелей на напряжение 6 кВ и выше.

Каков средний срок службы правильно смонтированной кабельной муфты?

Срок службы современной качественно смонтированной соединительной муфты должен быть сопоставим со сроком службы самой кабельной линии – не менее 30 лет. На практике он определяется условиями эксплуатации (температура, циклы нагрузки, вибрация, агрессивность среды), качеством материалов муфты и, в решающей степени, квалификацией монтажников. Нарушение технологии монтажа сокращает срок службы до нескольких лет или даже месяцев.

Обязательно ли проводить высоковольтные испытания после монтажа каждой муфты?

Да, это обязательное требование (СО 153-34.20.122-2003, ПУЭ). После монтажа всей кабельной линии или ее участка с установленными муфтами проводятся приемо-сдаточные испытания повышенным постоянным напряжением (для кабелей до 35 кВ) для проверки состояния изоляции и качества монтажа. Например, для кабеля 10 кВ испытательное напряжение составляет 60 кВ постоянного тока в течение 10 минут. Это позволяет выявить скрытые дефекты.

Заключение

Соединительные муфты для бронированных кабелей являются критически важными элементами кабельной инфраструктуры, от качества которых зависит бесперебойность электроснабжения и безопасность эксплуатации. Правильный выбор типа муфты в зависимости от параметров кабеля, условий прокладки и напряжения, строжайшее соблюдение технологии монтажа с акцентом на восстановление всех слоев кабеля, особенно брони и экрана, а также проведение необходимых испытаний – это комплекс обязательных мер. Современные материалы (термо- и холодноусаживаемые) значительно упростили монтаж, но не отменили необходимости высокой квалификации персонала. Понимание конструкции, классификации и нормативных требований позволяет специалистам обеспечивать долговременную и надежную работу кабельных линий любого класса напряжения.