Опрессование

При опрессовании токопроводящая жила (алюминиевая или медная) вводится в трубчатую часть наконечника (при оконцевании) или в соединительную трубчатую гильзу (при соединении или ответвлении) и обжимается таким образом, что между жилой и трубкой происходит сближение — между ними создается контактное давление, чем обеспечивается надежный электрический контакт.

В настоящее время опрессование применяется при оконцевании и соединении проводов и кабелей любых сечений на напряжения до 10 кв включительно, причем для медных жил этот способ является основным и наиболее распространенным. Для алюминиевых жил пока существует ограничение — допускается повсеместное применение опрессования при напряжениях до 10 кв (в том числе и внутри соединительных кабельных муфт), за исключением электростанций с агрегатами мощностью 50 Мет и более, а также в городских кабельных сетях столичных и областных городов.

Следует иметь в виду, что надежность контактного соединения определяется не способом опрессования, а правильным выбором размеров наконечника, соединительной гильзы, рабочего инструмента, степени обжатия и герметизации места соединения. Bce эти условия могут быть соблюдены, если все размеры наконечника (гильзы) и инструмента тщательно подбираются экспериментальным путем для каждого сечения и типа жилы. Исполнителям остается, руководствуясь имеющейся маркировкой, лишь применить соответствующий наконечник (гильзу) и рабочий инструмент и выполнить простейшие операции по оконцеванию или соединению.

Решающее значение для надежной работы контактного соединения имеют чистота контактной поверхности и контактное давление. Чистота контактной поверхности достигается путем удаления с жил, гильз и наконечников грязи, а также остатков резиновой и подобной ей изоляции. Пленка окиси меди механически легко разрушается в процессе опрессования вследствие растягивания поверхности. Пленка окиси алюминия, как известно, обладает большой прочностью и тугоплавкостью. Поэтому для ее разрушения требуются дополнительные средства, для чего перед опрессованием в наконечник или гильзу вводится паста, состоящая из механической смеси вазелина и очень мелких твердых частиц кварцевого песка или окиси цинка. Твердые частицы разрушают пленку окиси алюминия, а вазелин предотвращает образование пленки вновь.

Контактное давление должно быть достаточным для того, чтобы переходное сопротивление соединения было малым. При малом давлении контакт имеет место в трех точках. С повышением давления контактные поверхности в точках 1, 2 и 3 сближаются, так что контактные точки превращаются в контактные площадки, а вследствие этого возникают новые контактные точки и снижается переходное сопротивление в контакте. Однако повышение давления не должно быть чрезмерным, так как при слишком большом давлении сжатие металла переходит за пределы упругости его, а это приводит к деформации контактной поверхности, при которой металл начинает течь. В результате этого переходное сопротивление не только не уменьшается, но может даже увеличиться. Следовательно, опрессованные контактные соединения должны быть обжаты в меру. Недостаточное обжатие дает высокое переходное сопротивление; при протекании тока по такому соединению оно перегревается, что является причиной его дальнейшего ухудшения. При слишком большом обжатии соединения может возникнуть чрезмерная текучесть металла, что также вызывает увеличение переходного сопротивления. При многопроволочной жиле чрезмерное обжатие недопустимо, так как может привести к снижению механической прочности и устойчивости контактного соединения при циклических нагревах и охлаждениях.

В настоящее время все токоведущие выводные зажимы электрических машин и аппаратов для присоединения к ним проводов и кабелей выполняются из меди. Присоединения к ним желательно также осуществлять медью во избежание образования электролитической пары, о нежелательности которой было сказано выше. С этой точки зрения желательно было бы провода и кабели с алюминиевыми жилами оконцовывать путем напреосования на них медных наконечников. Это, однако, недопустимо по следующей причине. Представим себе, что алюминиевая жила обжата медным трубчатым наконечником. Так как коэффициент объемного расширения алюминия примерно в 1,5 раза больше этого коэффициента для меди, то при нагревании прирост объема алюминия значительно больше прироста объема меди. Вследствие этого резко увеличится давление алюминия на медную оболочку наконечника. При значительном нагреве, что имеет место при коротких замыканиях, давление может настолько повыситься, что для алюминия оно перейдет за предел упругости и алюминий потечет. При последующем охлаждении между поверхностью медного наконечника и алюминиевой жилой образуется зазор. Это вызывает увеличение переходного сопротивления соединения, перегрев и его постепенное расшатывание. В конечном итоге соединение выходит из строя.

Правильное решение было найдено путем применения таких наконечников, которые состоят из меди и алюминия, причем на алюминиевую жилу напрессовывается алюминиевая часть наконечника, а к медному зажиму аппарата с помощью болта присоединяется медная часть наконечника. Примером может служить медно-алюминиевый наконечник по ГОСТ 9581-60 (см. ниже). Возможны и другие конструкции: наконечники из мед-но-алюминиевого проката (применяются в Германской Демократической Республике), наконечники из алюминия, плакированного медью.

При отсутствии медно-алюминиевых наконечников для присоедийения алюминиевых жил к медным зажимам лучше применять наконечники из чистого алюминия по ГОСТ 9581-60. Это во много раз надежнее, чем применение медных наконечников, опреосованных на алюминиевой жиле. В первом случае контакт алюминия с медью, осуществляемый с помощью болта, всегда может быть подтянут то мере его ослабления в эксплуатации. 1Во втором же случае медь с алюминием соединяются в опреосованной цилиндрической части наконечника. Если такое соединение ослабнет, его подтянуть трудно.

Следует отметить, что примеси к алюминию, применяемые иногда для улучшения литейных свойств, в значительной мере изменяют физико-механические свойства алюминия. Опыт показал, что при применении наконечников или соединительных гильз из такого алюминия опрессаванные соединения не выдерживают длительного циклического нагрева. Гильзы и наконечники должны изготовляться только из чистого алюминия марок А1 и АО или из таких алюминиевых сплавов, пригодность которых тщательно проверена экспериментально.
Чтобы предотвратить нарушение алюминиевых опрессованных контактов вследствие текучести металла, их выполняют на большей поверхности, чем пр,и меди, т. е. при меньшем удельном контактном давлении, чем у меди удельным называется давление, приходящееся на единицу площади). Для этого при сплошном обжатии удлиняется трубчатая часть наконечника, при местном вдавливании производится обжатие двух мест. Кроме того, стенки трубчатой части алюминиевых наконечников и соединительных гильз почти в 2 раза толще, чем медных.

Таким образом, особенности опрессования оконцевании и соединений алюминиевых жил в отличие от медных заключаются в применении кварцевазелиновой пасты, выполнении наконечников и соединительных гильз из чистого алюминия (или из специально проверенных алюминиевых сплавов) с увеличенными против меди длиной и толщиной стенки трубчатой части и большей площадью опрессования, чем при меди.