Технология воссоздания электрической изоляции с применением застывающих смол или компаундов берет свое начало еще из 19-го века, совместно с началом кабельной эры. Многие энергетики и монтажники со стажем помнят единственную на тот момент доступную технологию сращивания или ремонта силовых кабелей, когда в чугунную форму заливался предварительно разогретый на костре битум.
Следует сказать, что такая технология мало способствовала пропаганде и без того нелегкого труда специалиста-кабельщика, хотя и сподвигала некоторых отдельных представителей человечества на создание настоящих шедевров. В частности, согласно легенде, бессмертная поэма «Москва-Петушки» была написана Венедиктом Ерофеевым как раз в то время, когда он был задействован на кабельных работах.
Шло время, и заливная технология не стояла на месте. Эпоксидные компаунды пришли на смену битуму. Это был значительный шаг вперед. Теперь требовалось лишь смешать в одном объеме две жидкости — эпоксидную смолу и отвердитель — и залить внутрь формы, а затем дождаться, когда смола затвердеет. Но и у такой технологии имеются свои недостатки. Во-первых, необходимо было точно рассчитать пропорцию смешивания, учтя и температуру окружающей среды. Иначе компаунд затвердевает либо слишком медленно, либо слишком быстро. Кроме того, пропорции смешивания влияют на важные свойства уже застывшего компаунда в последующей эксплуатации. Такие, к примеру, как влагопоглощение и механическая прочность. Также стоит отметить, что химическая реакция при смешивании компонентов зачастую сопровождается выделением веществ, небезопасных для органов дыхания человека.
Многое изменилось с появлением технологии закрытого смешивания и заливки компаунда (CMP-технология). Эту технологию сегодня активно применяет компания 3М при производстве различных типов муфт заливных.
CMP-технология предполагает, что прозрачный пакет состоит из двух секций — компаунда и отвердителя — разделенных тонкой мембранной перегородкой (рис. 1). Для того, чтобы начать смешивание компонентов, достаточно лишь разорвать эту мембрану внутри пакета. Прозрачный пакет легко позволяет контролировать процесс смешивания, а дозированное количество компаунда и отвердителя позволяет гарантировать требуемое время застывания и, главное, свойства компаунда после заливки. Процесс заливки показан на рис. 2.
Рис. 1. Пакет с двухкомпонентным полиуретановым компаундом 3М™ Scotchcast™ 470
Рис. 2. Технология смешивания и заливки компаунда серии 3М™ Scotchcast™
После смешивания компаунд, как правило, заливается в специальную форму, в которой располагается соединение или ответвление кабеля (см. рис. 3). При этом Прокалываемый заливной клапан, встроенный в пакет с компаундом, вворачивается внутрь прокалывающего приемного клапана, встроенного в корпус муфты заливной, плотно с ним стыкуясь (рис. 4). Это исключает протечку компаунда мимо корпуса. После заливки остатки компаунда утилизируются как обычные бытовые отходы.
Рис. 3. Заливка компаунда 3М™ Scotchcast™ внутрь корпуса муфты
Рис. 4. Механизм стыковки заливного и приемного клапана
Сегодня компания 3M предлагает самый широкий спектр муфт заливных, в основе которых применяются двухкомпонентные компаунды:
- муфты заливные соединительные;
- муфты заливные ответвительные;
- заливные муфты для гибкого кабеля;
- заливные муфты на основе технологии нагнетания компаунда под давлением.
Мы остановимся на рассмотрении основных типов и моделей таких муфт.
Муфта заливная соединительная серии 3M™ Scotchcast™ 91-NBA
Рис. 5. Конструкция муфты серии 3M™ Scotchcast™ 91-NBA
Муфты заливные соединительные серии 3М™ Scotchcast™ 91-NBA используются в низковольтных электрических сетях на кабелях со сплошной изоляцией, а также могут быть установлены на контрольных кабелях. При условии применения дополнительных материалов муфты позволяют сращивать бронированные кабели, а также могут использоваться для сращивания кабелей со сплошной изоляцией напряжением до 6 кВ. Муфты серии 3М™ Scotchcast™ 91-NBA органично заменяют муфты предыдущей линейки 3М™ Scotchcast™ 91-A, обладая при этом рядом новых преимуществ. В числе прочих необходимо отметить, что применяемый с муфтой электротехнический полиуретановый компаунд 3М™ Scotchcast™ 470 является гидрофобным и не растворяется в воде, что позволяет длительно эксплуатировать муфту в погруженном состоянии, в частности, для питания оборудования погружных насосов. В застывшем состоянии муфта обладает высокой механической прочностью при приложении как радиального, так и осевого усилия.
При монтаже места соединения достаточно всего лишь установить на сращиваемые жилы кабельные соединители — под пресс либо под срывной болт — и развести их друг относительно друга на 5-10 мм. Далее устанавливается односекционный прозрачный корпус заливной формы. По бокам осуществляется герметизация с помощью герметичного губчатого уплотнителя. Крышка корпуса фиксируется замками. Теперь все готово к заливке компаунда.
Заливка осуществляется после смешивания пакета с компаундом согласно технологии, указанной на рис. 2. достаточно всего лишь поднять пакет с компаундом над корпусом муфты и соединить прокалывающий приемный и прокалываемый заливной клапан. Через проколотое в заливном клапане отверстие компаунд самотоком польется внутрь заливной формы.
Заливная ответвительная муфта серии 3М™ Scotchcast™ 91-AB
Рис. 6. Муфта заливная ответвительная серии 3M™ Scotchcast™ 91-АВ
Так же, как и соединительная муфта серии 3М™ Scotchcast™ 91-NBA, муфта ответвительная используется в сетях низкого напряжения на кабелях со сплошной изоляцией, бронированных и небронированных. Благодаря применению гидрофобного полиуретанового компаунда 3М™ Scotchcast™ 470, муфта может длительно эксплуатироваться под водой. Как и следует из названия, муфта предназначена для осуществления ответвления от магистрального силового кабеля без разрыва самой магистрали. Технология подобна той, что указана в описании муфты соединительной, только вместо соединений монтируются ответвления, для которых, как правило, используются планшетные сжимы.
Гибкая муфта заливная серии 3М™ Scotchcast™ 91-AV
Рис. 6. Гибкая муфта заливная серии 3M™ Scotchcast™ 91-AV
Для сращивания гибкого кабеля, а также для ремонта мест его повреждения применяются гибкие муфты заливные серии 3М™ Scotchcast™ 91-AV, в которых используются двухкомпонентные полиуретановые компаунды серий 3М™ Scotchcast™ 2142FL или 3М™ Scotchcast™ 2131. С помощью таких муфт можно сращивать гибкие кабели с резиновой или ПВХ-изоляцией напряжением до 1 кВ. С применением дополнительных материалов - проводящих лент Скотч ®13 — можно сращивать и экранированные кабели напряжением до 6 кВ.
Компаунд, применяемый в муфтах заливных серии 3М™ Scotchcast™ 91-AV, после застывания остается гибким и сохраняет эластичность в течение длительного времени. Кроме того, компаунд является трудновоспламеняемым и самозатухающим, что позволяет применять его не только на поверхности, но и в подземных выработках шахт, где гибкий кабель используется особенно часто.
Порядок сращивания гибкого кабеля следующий. Вначале осуществляется сращивание в разбежку силовых и вспомогательных жил кабеля, если таковые имеются. Затем эти жилы изолируются с помощью самослипающейся резиновой ленты Скотч 23. Потом резиновой самослипающейся лентой оборачивается все место сростка от корешка одного кабеля до корешка другого кабеля. Поверх намотанной самослипающейся ленты для центрирования корпуса устанавливаются 2-3 манжеты из объемной сетчатой ленты в зависимости от длины снятой оболочки. Оборачиваемый корпус заливной формы устанавливается поверх манжет и фиксируется с помощью ремней в области установки заливных воронок и с помощью ленты ПВХ по краям. Порядок установки манжет и корпуса показан на рис. 7, 8. Теперь все готово к заливке компаунда.
После смешивания согласно технологии, изображенной на рис. 2, компаунд заливается внутрь специального корпуса. Компаунд следует заливать вначале в одну воронку — до полного заполнения всего объема до сетчатой ленты, а затем и во вторую воронку. Если воронок три, то начинать следует со средней воронки. Если одного пакета недостаточно, необходимо сразу же смешивать и заливать следующий пакет. Полупрозрачный корпус позволяет контролировать процесс заливки.
После заполнения всего объема корпуса компаунд доливается до краев воронки. Это создает необходимое давление для заполнения пустот и выдавливания воздуха.
Рис. 7. Установка манжет для центрирования корпуса
Рис. 8. Установка корпуса
Муфта заливная на основе технологии нагнетания компаунда
под давлением серии 3M™ Scotchcast™ 92-ОТ
Рис. 9. Монтаж соединительной муфты серии 3M™ Scotchcast™ 92-ОТ,
выполненной на основе технологии нагнетания компаунда под давлением
В отличие от описанных выше методов монтажа, когда компаунд заливается внутрь заливной формы самотоком, муфта серии 3M™ Scotchcast™ 92-ОТ подразумевает монтаж компаунда под давлением (RPM-технология). RPM-технология позволяет сращивать, оконцовывать и ремонтировать кабели с бумажно-масляной изоляцией как низкого, так и среднего напряжения. RPM-технология, не подразумевающая применения огня, позволяет решить проблему течей масла из-под оболочек и концевых заделок силового кабеля с БПИ-изоляцией даже в большей степени, чем традиционная термоусаживаемая технология. Изначально технология использовалась для монтажа кабельных муфт в угольных шахтах, где применение огня категорически запрещено.
Способ принудительного нагнетания компаунда представляет собой особую технологию сращивания и оконцевания кабеля. Этот способ разработан компанией ЗМ специально для выполнения работ в труднодоступных местах, например при вертикальном кабельном вводе, в углах и высоко расположенных местах, т. е. там, где нельзя установить муфту обычным способом. С помощью технологии принудительного нагнетания компаунда, например, можно восстановить поврежденную оболочку кабеля, изготовить соединительную, концевую, защитную муфту-кожух на кабеле среднего напряжения.
Суть метода состоит в том, что корпус муфты представляет из себя комбинацию самослипающихся изолирующих, губчатых и герметизирующих лент, образующих некое подобие кокона, внутрь которого при помощи специального шприца закачивается электроизоляционный хим- и влаго- стойкий компаунд 3M™ Sotchcast™ 40G. Технология нагнетания указана на рис. 10.
 |  |  |
 |  | |
 |  |  |
 | ||
Рис. 10. Технология нагнетания компаунда под давлением (RPM-технология)
Из-за того, что корпус заливной формы вяжется из специальных лент, отсутствуют ограничения по сечению кабеля, числу жил и длине сростка.
Рис. 11. Монтаж концевой муфты серии 3M™ Scotchcast™ 92-ОТ,
выполненной на основе RPM-технологии
При более детальном рассмотрении оказывается, что муфты, выполненные по RPM-технологии, отличаются не только высокими электроизоляционными характеристиками, но и высокими прочностными характеристиками как при радиальном, так и при осевом внешнем воздействии. Застывший хим- и влаго- стойкий компаунд 3M™ Scotchcast™ 40G дает отличный контакт с оболочкой, препятствуя как попаданию влаги внутрь муфты, так и образованию течей из под нее. Это касается как соединительных, так и концевых муфт (рис. 11). Применение RPM-технологии на практике позволяет забыть о традиционных проблемах с кабелями с БПИ-изоляцией.
