Соединитель пластиковый
Соединитель пластиковый: классификация, конструкция, применение и нормативная база
Пластиковый соединитель (ПС) представляет собой электроустановочное изделие, предназначенное для механического соединения, ответвления или оконцевания электрических проводов и кабелей с изоляцией из ПВХ, сшитого полиэтилена и аналогичных материалов, преимущественно в низковольтных (до 1000 В) сетях. Основная функция – создание надежного, долговечного и безопасного контактного соединения, защищенного от воздействия внешней среды. В отличие от клеммных колодок, многие типы пластиковых соединителей являются неразъемными и обеспечивают соединение за счет встроенного металлического элемента, деформируемого специальным инструментом.
Классификация пластиковых соединителей
Классификация осуществляется по нескольким ключевым признакам: назначению, способу монтажа, материалу корпуса и номинальным параметрам.
1. По назначению и конструктивному исполнению:
- Соединительные изолирующие зажимы (СИЗ). Конусообразная пружина из анодированной стали или меди, помещенная в пластиковый колпачок из негорючего материала (ПВХ, нейлон). При накручивании на скрутку проводов пружина расширяется, создавая постоянное давление на токоведущие жилы, а колпачок обеспечивает изоляцию и механическую защиту. Предназначены для соединения проводов сечением до 35 мм².
- Прокалывающие зажимы (ответвительные сжимы). Состоят из пластикового корпуса, внутри которого расположена металлическая пластина с прокалывающими зубцами и зажимной болт. Позволяют выполнять ответвление от магистрального провода без его предварительной зачистки и разрезания, обеспечивая герметизацию места прокола. Широко применяются в ВЛ и уличном освещении.
- Гильзовые соединители в изолирующем корпусе. Представляют собой металлическую гильзу (медную, алюминиевую или биметаллическую), запрессованную в прозрачный или цветной пластиковый корпус. Соединение выполняется опрессовкой гильзы ручным или гидравлическим прессом через специальные окна в корпусе. Пластик выполняет роль электроизоляции и защиты от коррозии. Используются для соединения и ответвления жил сечением от 2.5 до 300 мм² и более.
- Клеммные соединители в пластиковом корпусе. Включают в себя винтовые, пружинные (самозажимные) и барьерные клеммы, заключенные в модульный полиамидный или поликарбонатный корпус. Предназначены для разъемного или неразъемного соединения в распределительных щитах и коробках.
- Полиамид (PA, Nylon). Наиболее распространенный материал. Обладает высокой механической прочностью, стойкостью к истиранию, температурным диапазоном от -40°C до +105°C. Устойчив к воздействию масел, бензина, растворителей.
- Полипропилен (PP). Более жесткий и хрупкий при низких температурах. Имеет хорошие диэлектрические свойства, но меньшую химическую стойкость по сравнению с полиамидом.
- Поликарбонат (PC). Высокая ударная вязкость и температурная стабильность (до +125°C). Применяется в ответственных соединениях.
- Поливинилхлорид (ПВХ). Используется для колпачков СИЗ и корпусов неответственных соединений. Обладает хорошей гибкостью и самозатухающими свойствами.
- Полиэтилен (PE). Применяется реже, в основном для наружных работ благодаря хорошей влагостойкости.
- Металлическая гильза. Изготавливается из электролитической меди (марка М1), алюминия (АД0) или биметалла (алюмомедь). Внутренняя поверхность может быть гладкой или иметь насечки для улучшения контакта. Для алюминиевых и биметаллических гильз часто применяется заполнение кварцево-вазелиновой пастой для предотвращения окисления.
- Пластиковый изолирующий корпус. Облегает гильзу по всей длине, имеет цветовую маркировку по сечению (согласно DIN 46228 или внутренним стандартам). Часто оснащен контрольными окнами для визуальной проверки правильности ввода жилы и технологическими отверстиями для пресс-инструмента.
- Уплотнительные элементы. В моделях для наружной установки на концах корпуса могут присутствовать термоусаживаемые трубки или резиновые кольца для обеспечения степени защиты IP68 после монтажа.
- Пластиковый корпус из УФ-стойкого поликарбоната.
- Контактно-прокалывающая система: две или более металлических пластины с заостренными зубцами, покрытые антикоррозионным составом (обычно оловянно-свинцовым или чистым оловом).
- Система фиксации: зажимной болт из нержавеющей стали или латуни с головкой под ключ или шестигранник.
- Внутренние электромонтажные работы: монтаж распределительных коробок, соединение проводов в осветительных и розеточных сетях с использованием СИЗ или самозажимных клемм.
- Кабельные линии и ЛЭП 0.4 кВ: выполнение неразъемных соединений и ответвлений на воздушных линиях с помощью прокалывающих зажимов и изолированных гильз.
- Промышленная автоматизация и КИПиА: коммутация контрольных и сигнальных кабелей малыми сериями в щитах управления.
- Уличное освещение и системы озеленения: герметичные соединения, устойчивые к атмосферным осадкам и поливной воде.
- Реконструкция и ремонт кабельных сетей: восстановление поврежденных участков кабеля с использованием ремонтных гильз.
- Высокая степень защиты и безопасности: Полная изоляция токоведущих частей исключает риск случайного прикосновения.
- Коррозионная стойкость: Пластиковый корпус и герметичные исполнения защищают металлический контакт от окисления.
- Ускорение монтажа: Особенно для прокалывающих зажимов (не требуется зачистка изоляции) и СИЗ.
- Долговечность и надежность: При правильном монтаже срок службы сопоставим со сроком службы кабеля (более 30 лет).
- Система цветовой маркировки: Упрощает подбор по сечению и визуальный контроль.
- Сейсмостойкость: Виброустойчивость пружинных и опрессованных соединений.
- Неразъемность большинства типов: Опрессованные и прокалывающие соединения не предназначены для повторного использования.
- Необходимость специального инструмента: Для опрессовки гильз требуются пресс-клещи, для затяжки прокалывающих зажимов – динамометрический ключ.
- Контроль качества: Качество соединения под изоляцией визуально не проверяется, что требует строгого соблюдения технологии монтажа.
- Температурные ограничения: Ограничены термостойкостью пластика корпуса.
- Подготовка: Проверить соответствие типа гильзы материалу и сечению соединяемых жил. Зачистить концы проводов на длину, равную половине длины гильзы.
- Соединение: Ввести жилы до упора в гильзу через контрольные окна. Убедиться, что жилы сошлись в середине.
- Опрессовка: Установить матрицы пресс-клещей, соответствующие типу и сечению гильзы. Выполнить обжим строго по центру гильзы, а при длине более 50 мм – с двух сторон. Усилие обжима должно соответствовать паспортным данным инструмента.
- Проверка: Визуально убедиться в отсутствии трещин на корпусе и правильности деформации через контрольные окна.
- Использование соединителя, не соответствующего сечению провода (как в большую, так и в меньшую сторону).
- Неполный ввод жилы в гильзу.
- Опрессовка изолированным наконечником гильзы без изоляции, что приводит к ее повреждению.
- Использование неправильного профиля или размера матриц пресса.
- Попытка соединения медных и алюминиевых жил без биметаллической гильзы или кварцево-вазелиновой пасты.
2. По материалу корпуса:
Конструктивные особенности и принцип действия
Конструкция напрямую зависит от типа соединителя. Рассмотрим подробно два наиболее технологичных вида: гильзовый изолированный соединитель и прокалывающий зажим.
Гильзовый изолированный соединитель состоит из трех основных элементов:
Принцип действия основан на пластической деформации металла гильзы вокруг жил проводов с созданием области холодной сварки. Пластиковый корпус предотвращает случайный контакт с другими токоведущими частями и защищает соединение от влаги и агрессивных сред.
Прокалывающий зажим включает:
При затяжке болта прокалывающие зубцы прорезают изоляцию магистрального и ответвительного проводов, входя в непосредственный контакт с проводящим материалом. Эластомерные уплотнения в зоне ввода проводов обеспечивают герметичность соединения.
Технические характеристики и критерии выбора
Выбор конкретного типа пластикового соединителя осуществляется на основе анализа следующих параметров:
| Параметр | Диапазон значений / Типы | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение (Un) | до 450 В / до 1000 В | Определяет толщину изоляции и диэлектрическую прочность корпуса. |
| Номинальный ток (In) | От 20 А до 500 А и выше | Зависит от сечения подключаемых проводников и материала контактной части. |
| Сечение подключаемых проводников | 0.5 мм² – 300 мм² (и более для гильз) | Основной параметр при подборе. Допускается соединение жил разного сечения и материала (через биметаллические гильзы). |
| Степень защиты (IP) | IP20 (для СИЗ) – IP68 (для герметичных гильз и прокалывающих зажимов) | IP20 – для сухих помещений, IP54/65 – для улицы, IP68 – для грунта или постоянного погружения в воду. |
| Температурный диапазон эксплуатации | от -40°C до +105°C (для PA), до +125°C (для PC) | Указывается в технической документации производителя. |
| Климатическое исполнение и категория размещения | У, УХЛ, Т (по ГОСТ 15150) | Определяет стойкость к влажности, солнечной радиации, перепадам температур. |
| Класс пожарной опасности | Не распространяющие горение (по ГОСТ IEC 60695), с пониженным дымо- и газовыделением | Критически важно для прокладки в пучках и кабельных сооружениях. |
Области применения и нормативная база
Пластиковые соединители применяются практически во всех сферах электроэнергетики и строительства:
Нормативные документы: Производство и применение регламентируется национальными и международными стандартами:
ГОСТ Р 50043.1-2012 (аналог IEC 60998), ГОСТ Р МЭК 61238-1-2017 (для гильз), ТР ТС 004/2011 (Технический регламент на низковольтное оборудование), ПУЭ (Глава 2.1). Для прокалывающих зажимов ключевым является стандарт IEC 61238-1, класс B (для соединений без обслуживания).
Преимущества и недостатки по сравнению с альтернативными решениями
Преимущества:
Недостатки:
Технология монтажа: ключевые этапы и ошибки
Правильный монтаж – залог надежности. Рассмотрим этапы для гильзового изолированного соединителя:
Типичные ошибки при монтаже:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Вопрос: Можно ли использовать пластиковые соединители (СИЗ) для соединения алюминиевых проводов?
Ответ: Да, но с существенными ограничениями. СИЗ могут использоваться для чистого алюминия только в статических, неподвижных соединениях, при отсутствии вибрации. Предпочтительнее использовать специализированные гильзы с антиоксидантной пастой, так как алюминий подвержен ползучести (холодной текучести), и давление пружины со временем может ослабнуть. Для ответственных линий рекомендуется опрессовка.
Вопрос: Какой инструмент необходим для монтажа изолированных гильз? Можно ли обойтись пассатижами?
Ответ: Категорически запрещается использовать пассатижи, бокорезы или молоток для опрессовки. Необходим специальный пресс-инструмент – ручные, электрические или гидравлические клещи с набором матриц, соответствующих типоразмеру гильзы. Только такой инструмент обеспечивает необходимое контролируемое усилие и форму обжима, гарантирующую переходное сопротивление в пределах нормы.
Вопрос: Как осуществляется контроль качества выполненного соединения под изолирующим корпусом?
Ответ: Прямой визуальный контроль после монтажа невозможен. Поэтому контроль осуществляется поэтапно:
1. Входной контроль изделия и соответствия сечениям.
2. Контроль процесса: использование калиброванного инструмента, проверка глубины ввода жил через окна.
3. Выходной контроль: выборочное вскрытие соединений на контрольных образцах (для партии), измерение переходного сопротивления микроомметром (для критичных соединений). Норма – сопротивление соединения не должно превышать сопротивление равноценной длины целого провода.
Вопрос: Есть ли разница между прозрачным и цветным непрозрачным корпусом гильзы?
Ответ: Прозрачный корпус (из поликарбоната) дает преимущество – возможность визуальной проверки правильности ввода жилы и положения гильзы после опрессовки. Цветной непрозрачный корпус (чаще из полиамида) обычно имеет более высокую стойкость к УФ-излучению и агрессивным средам. Выбор зависит от условий эксплуатации и требований к контролю.
Вопрос: Допустима ли скрытая прокладка в штукатурке или стяжке соединений, выполненных с помощью пластиковых соединителей?
Ответ: Соединения, выполненные с помощью опрессовки в изолированных гильзах, соответствующих классу B по IEC 61238-1, считаются неразъемными и равнопрочными кабелю. Их допускается замоноличивать при условии, что само соединение дополнительно защищено от механических повреждений (например, помещено в монтажную коробку с крышкой) и на него составлен исполнительный чертеж или акт скрытых работ. Соединения на СИЗ или винтовых клеммах для скрытой бескорпусной прокладки не рекомендуются.
Вопрос: Как правильно выбрать размер СИЗ (соединительного изолирующего зажима)?
Ответ: Размер СИЗ (от 1 до 5 и более) указывает на общее сечение скручиваемых жил и диапазон сечений. Например, СИЗ-3 может быть предназначен для соединения 2х1.5 мм² + 1х1.0 мм² (суммарно ~4 мм²). Необходимо строго следовать таблице, предоставленной производителем на упаковке. Неправильный выбор (меньший размер) приведет к ненадежному контакту и перегреву.