Farnell, An Avnet Company   Przedstawicielstwo Handlowe Paweł Rutkowski   Fluke Europe B.V.  

Energetyka, Automatyka przemysłowa, Elektrotechnika

Dodaj firmę Ogłoszenia Poleć znajomemu Dodaj artykuł Newsletter RSS
strona główna ARTYKUŁY Elektrotechnika Prawidłowy dobór i zaciśnięcie końcówek kablowych na żyłach miedzianych i aluminiowych
drukuj stronę
poleć znajomemu

Prawidłowy dobór i zaciśnięcie końcówek kablowych na żyłach miedzianych i aluminiowych

fot. Zaprasowywanie końcówki kablowej HMA

Rozwijający i zmieniający się bardzo dynamicznie rynek przewodów i kabli jest stymulatorem rozwoju dla producentów końcówek kablowych. Zakład Aparatury Elektrycznej ERGOM, jako jeden z liderów tego rynku w Polsce, wprowadza do oferty nowe typ końcówek miedzianych i aluminiowych do przewodów i kabli z żyłami okrągłymi wielodrutowymi typu RMC/RMV klasy 2 oraz do przewodów i kabli z żyłami miedzianymi lub aluminiowymi klasy 5. W celu zagwarantowania odpowiedniej jakości zaciśnięcia wraz z nowymi typami końcówek oferowane są również specjalnie zaprojektowane matryce zaciskające, w których zachowane są właściwe proporcje pomiędzy odkształceniem końcówki i żyły roboczej a dopuszczalną ilością wolnej przestrzeni między poszczególnymi drutami w żyle.

 

Budowa żyły roboczej przewodu/kabla

W celu ułatwienia właściwego doboru końcówki do żyły przewodu wprowadzono w normach następujące oznaczenia kształtu i budowy żył, które znajdują się na izolacji zaraz po oznaczeniu liczby żył i ich przekroju; są to:

  • RE – żyła okrągła jednodrutowa,
  • RM – żyła okrągła wielodrutowa,
  • RMC/RMV – żyła okrągła wielodrutowa zagęszczona/kompaktowa
  • SE – żyła sektorowa jednodrutowa,
  • SM – żyła sektorowa wielodrutowa.

Ponadto norma PN-EN 60228:2007 „Żyły przewodów i kabli” definiuje dla powyższych konstrukcji odpowiednie klasy giętkości dla żył miedzianych (klasa 1, 2, 5 i 6) oraz żył aluminiowych (klasa 1 i 2). Norma ta nie definiuje klasy 5 dla żył aluminiowych, które coraz częściej występują na rynku i w wielu aplikacjach zastępują przewody i kable z żyłami miedzianymi – Tabela 1. 

Tabela 1

Standardowa żyła niezagęszczona
RM klasy 2 to:

- większa średnica żyły roboczej

- okrągłe druty składowe żyły roboczej

Standardowa żyła zagęszczona RMC/RMV klasy 2 to:

- mniejsza średnica żyły roboczej przy zachowaniu tego samego przekroju czynnego

- skompresowane druty składowe żyły roboczej

Żyła aluminiowa okrągła wielodrutowa skręcana klasy 5 to:

- wysoka giętkość

- redukcja ciężaru o 40-60%

 

 

Niezagęszczona żyła przewodu z pojedynczymi drutami okrągłymi

Zagęszczona żyła przewodu ma mniejszą średnicę dzięki „ściśnięciu” pojedynczych drutów

Giętkie żyłki aluminiowe pozwalają na wykonania bardzo elastycznego przewodu o parametrach elektrycznych adekwatnych do przewodów miedzianych typu H07RN-F 

 

Właściwy dobór końcówki kablowej

Obecnie produkowane nowe przewody i kable miedziane oraz aluminiowe z żyłą RMC/RMV klasy 2 mogą mieć średnicę żyły roboczej nawet o 15-20% mniejszą niż ich odpowiedniki (RM klasy 2) stosowane w przeszłości. Dzięki nowej konstrukcji producenci są w stanie wyprodukować przewody i kable mniejsze oraz lżejsze przy zachowaniu takich samych parametrów elektrycznych i mechanicznych. Zmniejszenie średnicy żyły roboczej stało się przyczyną poważnego problemu, ponieważ produkowane dotychczas końcówki rurowe zostały zaprojektowane z myślą o żyle okrągłej wielodrutowej typu RM klasy 2. Oznacza to, że stosowane dotychczas końcówki są za duże i nie mogą być poprawnie zaciśnięte na przewodzie przy użyciu dotychczas stosowanych narzędzi i matryc zaciskających – Tabela 2.

Tabela 2

Przekrój [mm2]

Średnica żyły o profilu wg. PN-EN 60228 2007

Znamionowa średnica wewnętrzna końcówki kablowej do profilu żyły RM klasy 2 [mm]

 

Żyła okrągła wielodrutowa  „RM” klasy 2

Żyła okrągła wielodrutowa  „RM” klasy 2

Żyła okrągła wielodrutowa  „RMC” klasy 2 („zagęszczona”)

Żyłą okrągła wielodrutowa  „RMC” klasy 2 („zagęszczona”)

Maksymalna [mm]

Minimalna/Maksymalna [mm]

Cu wg DIN 46235

Al wg DIN 46329

120

14,5

12,3-13,5

15,5

14,7

240

20,6

17,6-19,2

21,5

21

 

Stosując d­­o przewodów i kabli o budowie żyły roboczej RMC/RMV standardowo produkowaną dotychczas końcówkę (dedykowaną do przewodów o profilu RM) i dedykowaną do niej wielkość gniazda matrycy zaciskającej, można nie osiągnąć wymaganego odkształcenia, a co za tym idzie parametrów mechaniczno-elektrycznych połączenia, opisanych w wymaganiach normy PN-EN 61238-1. Pozostawienie wewnątrz zaciśniętej końcówki zbyt dużo wolnej przestrzeni pomiędzy żyłami przekłada się bezpośrednio na obciążalność prądową oraz wytrzymałość mechaniczną połączenia w czasie. Zbyt słabo zaciśnięta końcówka wpływa negatywnie na jakość połączenia, również zbyt mocna deformacja części rurowej końcówki i samej żyły przewodu będzie miała niekorzystny wpływ na parametry mechaniczno-elektryczne połączenia – Tabela 3. Zastosowanie matrycy o złym profilu zaciśnięcia może spowodować występowanie w miejscu odkształcenia naprężeń mechanicznych i termicznych, co w efekcie doprowadzi do uzyskania połączenia o złej jakości. 

Tabela 3

Końcówka standardowa 25mm2 zaciśnięta na żyle RMC 25mm2

Końcówka dedykowana do żyły RMC 25mm2 zaciśnięta za pomocą dedykowanej matrycy

Końcówka standardowa 25mm2 zaciśnięta na żyle RMC 25mm2 za pomocą matrycy z głębokim karbem

Końcówka standardowa 25mm2 zaciśnięta na żyle RMC 25mm2

Końcówka dedykowana do żyły RMC 25mm2 zaciśnięta za pomocą dedykowanej matrycy

Końcówka standardowa 25mm2 zaciśnięta na żyle RMC 25mm2 za pomocą matrycy z głębokim karbem

Odpowiednią jakość połączenia gwarantującą optymalne parametry mechaniczno-elektryczne można osiągnąć poprzez stosowanie końcówek zaprojektowanych do danego typu i przekroju żyły roboczej przewodu lub zastosowanie matrycy, w której zachowane są właściwe proporcje pomiędzy odkształceniem końcówki i żyły roboczej a dopuszczalną ilością wolnej przestrzeni pomiędzy poszczególnymi drutami w żyle. Przy obciążeniu końcówki prądem zgodnie z wymaganiami normy PN-EN 61238-1 największe przyrosty temperatury wystąpią na końcówce standardowej zaciśniętej na żyle RMC za pomocą matrycy standardowej a najmniejsze na końcówce dedykowanej do żyły RMC i zaciśniętej dedykowaną matrycą. Końcówka standardowa zaciśnięta na żyle RMC za pomocą specjalnie zaprojektowanej matrycy charakteryzuje się przyrostem temperatury na poziomie końcówki dedykowanej do żyły RMC – Tabela 4. Kryterium oceny jakości połączenia w przypadku nagrzewania końcówek prądem o określonym natężeniu jest to, aby przyrost temperatury końcówki nie był większy niż przyrost temperatury odcinka referencyjnego, którym jest odcinek żyły.

Tabela 4

Końcówka standardowa 25mm2 zaciśnięta na żyle RMC 25mm2 za pomocą specjalnie zaprojektowanej matrycy

Charakterystyka nagrzewania końcówek zgodnie z normą PN-EN 61238-1

Końcówka standardowa 25mm2 zaciśnięta na żyle RMC 25mm2 za pomocą specjalnie zaprojektowanej matrycy

matryca

Charakterystyka nagrzewania końcówek zgodnie z normą PN-EN 61238-1

 

Znacznie więcej uwagi przy doborze końcówek i narzędzi zaciskających wymagają przewody i kable z  żyłami aluminiowymi skręcanymi klasy 5. Ze względu na specyfikę materiału, z którego wykonana jest żyła przewodu lub kabla należy stosować końcówki bimetaliczne AL.-Cu w celu wyeliminowania efektu korozji elektrochemicznej przy bezpośrednim łączeniu, np. końcówki aluminiowej do miedzianej szyny zbiorczej lub odwrotnie. Dodatkowo w celu ograniczenia do minimum powstawania tlenków aluminium na żyle roboczej, które są doskonałymi dielektrykami,  należy tak wykonać zaciśnięcie aby, najlepiej całkowicie, wyeliminować puste przestrzenie pomiędzy drutami żyły roboczej w zaciśniętej końcówce– Tabela 5.

Tabela 5

Końcówka AL.-Cu dedykowana do kabla aluminiowego z żyłą skręcaną 5 klasy

Zaciśnięcie końcówki za pomocą matrycy standardowej

Zaciśnięcie końcówki za pomocą specjalnie zaprojektowanej matrycy

 Końcówka AL.-Cu dedykowana do kabla aluminiowego z żyłą skręcaną 5 klasy

Zaciśnięcie końcówki za pomocą matrycy standardowej

Zaciśnięcie końcówki za pomocą specjalnie zaprojektowanej matrycy

 

Właściwie dobrana do danego typu żyły końcówka i matryca zaciskająca zagwarantują najwyższą jakość połączenia zarówno pod względem wytrzymałości mechanicznej jak również pod względem niskiej rezystancji połączenia i niskich przyrostów temperatury przy obciążeniu prądem znamionowym. Na przykład dla końcówki miedziano-aluminiowej typu KCA zaciśniętej na żyle aluminiowej skręcanej 5 klasy o przekroju 240mm2 i obciążeniu prądem znamionowym 550A AC temperatura odcinka referencyjnego w stanie ustalonym wyniosła 89°C a temperatura końcówki mierzona na połączeniu miedzi i aluminium 70,7°C.

Innym przykładem rozwiązania problemu podłączania żył aluminiowych do zacisków miedzianych w aparatach są końcówki tulejkowe miedziano-aluminiowe typu HMA. Końcówki typu HMA spełniają wszystkie funkcje zwykłych końcówek tulejkowych zgodnych z normą DIN 46228/1 - utrzymują druty z których zbudowana jest żyłą robocza zmniejszając ryzyko zwarć, zabezpieczają przed przecinaniem drutów żyły, zwiększają odporność połączenia na drgania i wstrząsy, poprawiają pewność zamocowania żyły w zacisku. Podstawową zaletą końcówek HMA jest jednak zabezpieczenie połączenia przed korozją galwaniczną na styku aluminiowej żyły z miedzianym zaciskiem aparatu. Zapewnia to specjalna budowa końcówek HMA - zewnętrzna warstwa Cu i wewnętrzna warstwa Al są ze sobą zespolone i całkowicie separują żyłę od zacisku. Po zaciśnięciu końcówki przy użyciu dedykowanej praski PZP 25/10-25T, uzyskuje się wyjątkowo dobre sprasowanie żyły zabezpieczające ją przed poluzowaniem i utrudniające dostęp powietrza, dzięki czemu unika się utleniania żyły – Tabela 6.

Tabela 6

Końcówka tulejkowa AL.-Cu zaprojektowana do żyły aluminiowej skręcanej 5 klasy

Budowa końcówki tulejkowej HMA

Praska dedykowana do zaciskania końcówek HMA

KOńcówka kablowa HMA

końcówka kablowa HMA - zaprasowanie

HMA wymiary

Praska dedykowana do zaciskania końcówek HMA

 

Podsumowanie

Ciągły rozwój techniki wytwarzania żył miedzianych i aluminiowych stosowanych do budowy przewodów i kabli zmierzający w kierunku ograniczenia zużycia materiałów przy zachowaniu ich parametrów elektrycznych oraz mechanicznych wymusza również zmiany w projektowaniu i wykonywaniu końcówek i łączników. Przykładem takiej zmiany jest nowa linia końcówek i łączników miedzianych zaprojektowanych do żył zagęszczonych RMC/RMV klasy 2 oraz końcówki tulejkowe miedziano-aluminiowe typy HMA zaprojektowane do żył aluminiowych skręcanych klasy 5.  Opracowane przez naszych inżynierów specjalne matryce zaciskające, zapewniają uzyskanie połączenia o wymaganej jakości w sposób pewny, szybki i efektywny.

Zastosowanie właściwej końcówki oraz matrycy zaciskającej zaprojektowanej do danej budowy żyły roboczej  gwarantuje, że połączenie będzie spełniało wymagania zdefiniowane w normie PN-EN 61238-1 2004 zarówno pod względem mechanicznym jak i elektrycznym.

Jeżeli zastosowana końcówka, matryca zaciskająca oraz żyła, na której końcówka jest zaciskana nie będą ze sobą kompatybilne, wówczas z czasem pogarszające się parametry mechaniczno-elektryczne połączenia mogą doprowadzić do jego uszkodzenia, jak na zdjęciu poniżej.

uszkodzone połączenie

follow us in feedly
Średnia ocena:
 
REKLAMA

Otrzymuj wiadomości z rynku elektrotechniki i informacje o nowościach produktowych bezpośrednio na swój adres e-mail.

Zapisz się
Administratorem danych osobowych jest Media Pakiet Sp. z o.o. z siedzibą w Białymstoku, adres: 15-617 Białystok ul. Nowosielska 50, @: biuro@elektroonline.pl. W Polityce Prywatności Administrator informuje o celu, okresie i podstawach prawnych przetwarzania danych osobowych, a także o prawach jakie przysługują osobom, których przetwarzane dane osobowe dotyczą, podmiotom którym Administrator może powierzyć do przetwarzania dane osobowe, oraz o zasadach zautomatyzowanego przetwarzania danych osobowych.
Komentarze (0)
Dodaj komentarz:  
Twój pseudonim: Zaloguj
Twój komentarz:
dodaj komentarz
Zakład Aparatury Elektrycznej  ERGOM Sp. z o.o.
Zakład Aparatury Elektrycznej ERGOM Sp. z o.o.
ul. Nowe Sady 10, Łódź
tel.  801 000 275
$nbsp;
REKLAMA
Nasze serwisy:
elektrykapradnietyka.com
przegladelektryczny.pl
rynekelektroniki.pl
automatykairobotyka.pl
budowainfo.pl