По своему назначению кабельная арматура подразделяется на три группы: для оконцевания кабелей — концевые муфты, заделки внутренней установки и концевые муфты наружной установки; для соединения отдельных строительных длин кабелей и присоединения ответвлений от магистралей — соединительные и ответвительные муфты; для секционирования кабельной линии с целью ограничения стекания пропиточного состава кабеля и предотвращения перехода пропиточного состава кабеля из одной секции в другую — стопорные и стопорно-переходные муфты.
Самым многочисленным видом кабельной арматуры являются концевые заделки и муфты внутренней установки. Для кабелей с бумажной изоляцией на напряжение до 10 кВ в течение многих лет почти единственным видом концевой заделки внутренней установки была стальная воронка, надеваемая на разделанный конец кабеля и заливаемая битумной массой для обеспечения герметичности и электрической изоляции. На жилы кабеля наматывают в несколько слоев изоляционную ленту, каждый слой которой покрыт изоляционным лаком.
На рис. 35 приведена конструкция заделки в стальной воронке для оконцевания кабелей на напряжение 6—10 кВ. В этой заделке стальная воронка имеет крышку, в которой установлены фарфоровые втулки для пропуска жил и имеется заливочное отверстие, закрываемое крышкой. На напряжение до 1 кВ стальные воронки применяют без крышек и фарфоровых втулок.
Как показал опыт их применения, заделки в стальных воронках недостаточно герметичны, при незначительных разностях уровней они текут. Они легко засасывают влагу из окружающей среды и поэтому непригодны для применения в сырых помещениях. По этим причинам заделки в стальных воронках постепенно выходят из употребления.
Более надежной является концевая заделка в свинцовых перчатках. На рис. 36 показана такая заделка в смонтированном виде. В этой заделке тело свинцовой перчатки припаивают к свинцовой или алюминиевой оболочке кабеля. Жилы кабеля, выведенные из пальцев перчатки, обмотаны лентой из маслостойкой лакоткани с покрытием другую — стопорные и стопорно-переходные муфты.
Рис. 35. Концевая заделка кабеля с бумажной изоляцией в стальной воронке, заливаемой битумом: 1 — стальная воронка; 2 — крышка; 3 — фарфоровые втулки; 4 — крышка заливочного отверстия; 5 — болт и гайка для заземления; 6 — хомут для крепления; 7 — жилы кабеля с подмоткой изоляционной лентой
Рис. 36. Концевая заделка кабеля с бумажной изоляцией в свинцовой перчатке:
1 — оболочка кабеля; 2 — провод заземления; 3 — слой припоя; 4 — свинцовая перчатка; 5 — заливочная масса; 6 — жила кабеля с подмоткой из одного слоя маслостойкой лакоткани; 7 — многослойная подмотка из той же лакоткани; 8 — выравнивающая подмотка из лакоткани или поливинилхлоридной ленты; 9 — поверхностная подмотка; 10 — бандаж из крученого шпагата; 11 — выравнивающая подмотка из лакоткани или поливинилхлоридной ленты
В переходных местах для уплотнения применены бандажи из крученого шпагата, обильно пропитанные асфальтовым лаком. Через прорубленное сбоку отверстие перчатку в горизонтальном положении заливают массой МБМ-1, после чего отверстие запаивают. Эти заделки герметичны, обладают высокой электрической прочностью, их можно устанавливать в сырых помещениях и в разных положениях. Однако они получили ограниченное распространение вследствие сложности монтажа, дороговизны и необходимости расходования свинца на их изготовление.
Более широкое применение в практике монтажа кабельных линий нашли так называемые сухие заделки. Существует много разновидностей этих заделок. Наиболее распространенными являются заделка поливинилхлоридными лентами и лаками и заделка хлопчатобумажными лентами и лаками. Опыт их эксплуатации показал, что заделки хлопчатобумажными лентами и лаками абсолютно ненадежны, они совершенно негерметичны. Поэтому эти заделки не имеют утвержденной документации и их не следует применять.
Заделки поливинилхлоридными лентами и лаками могут быть удовлетворительны на кабелях, не подверженных большой нагрузке в условиях сухих помещений при небольшой разности уровней концевых заделок (до 3—5 м). Для жарких и сырых помещений эти заделки непригодны.
Разновидностью сухой заделки является концевая заделка в резиновой перчатке. Эта заделка рекомендована для применения в сухих помещениях при небольшой разности уровней на напряжение до 1 кВ и допущена для тех же условий на напряжение 6 кВ.
Наиболее надежными конструкциями концевых заделок внутренней установки для кабелей с бумажной изоляцией на напряжение до 10 кВ являются эпоксидные с трубками из найритовой резины для сухих помещений при любой разности уровней и с двухслойными трубками для сырых помещений и для стран с влажным тропическим климатом.
Описание конструкции и способа монтажа этих трех видов заделок приведено в главе VI.
До разработки эпоксидных заделок с двухслойными трубками в условиях влажных тропиков применяли концевые муфты внутренней установки с металлическим корпусом. На напряжение до 1 кВ внутри металлического корпуса выполняют переход с жил кабеля на жилы проводов с изоляцией в тропическом исполнении. Жилы кабеля соединяют с жилами проводов пайкой. Вывод проводов из корпуса муфты, заливаемого битуминозной массой, выполняют через латунные сальники. На напряжение 6—11 кВ выводы токоведущих жил осуществляют через фарфоровые проходные изоляторы (рис. 37).
Эти муфты надежны в эксплуатации, но они дороги, сложны в монтаже и занимают много места, их очень трудно размещать в комплектных распределительных устройствах высокого и низкого напряжения. По этой причине в ряде случаев приходилось устанавливать дополнительные дорогостоящие камеры специально для размещения кабельных муфт.
Для кабелей с бумажной изоляцией на напряжение 35 кВ до последнего времени не была разработана конструкция концевых муфт внутренней установки.
Рис. 37. Концевые муфты с металлическим корпусом внутренней установки для стран с тропическим климатом:
а — для четырехжильных кабелей на напряжение до 1 кВ; б — для кабелей на напряжение 6 кВ; 1 — чугунный корпус; 2 — латунная крышка; 3 — плунжер; 4 — сальниковое уплотнение; 5 — латунный конус; 6 — соединительная гильза для перехода с жилы кабеля на жилу шлангового провода; 7 — чугунная крышка; 8 — фарфоровый изолятор; 9 — контактная головка; 10 — контактный наконечник; 11 — провод заземления
Поэтому внутри помещений применяли те же концевые муфты, что и для наружной установки. Это нельзя признать рациональным, так как изоляторы муфт наружной установки значительно сложнее и дороже изоляторов, пригодных для закрытых помещений. Только за последнее время по примеру Чехословакии в нашей стране были разработаны эпоксидные концевые муфты внутренней установки. В настоящее время эти муфты (см. главу VI) еще находятся в стадии опытного внедрения.
Концевые заделки внутренней установки кабелей с пластмассовой изоляцией имеют упрощенные конструкции. Их изоляция не нуждается в такой высокой степени герметизации, как у кабелей с бумажной изоляцией. Поэтому при оконцевании кабелей с пластмассовой изоляцией внутри сухих помещений на напряжение до I кВ снимают наружные покровы и разводят жилы для присоединения к зажимам так же, как при многожильных проводах. Жилы кабеля с полиэтиленовой изоляцией для защиты от действия света обматывают по всей длине с заходом на шланг двумя слоями липкой поливинилхлоридной лентой или надевают на них поливинилхлоридные трубки (подмотка «корешка» лентой сохраняется). У кабелей на напряжение 6 кВ выполняют заземление металлических экранов всех трех жил, а на напряжение 10 кВ в местах оконцевания экранов дополнительно применяют конусную подмотку (рис. 38).
На концевые муфты наружной установки непосредственно воздействуют дождь, снег, солнечные лучи, атмосферные перенапряжения. Поэтому количество повреждений концевых муфт наружной установки в несколько раз превосходит повреждения других видов арматуры.
Рис. 38. Конусная подмотка под экран, применяемая в муфтах и заделках кабеля с пластмассовой изоляцией на напряжение 10 кВ: 1 — пластмассовая изоляция жил; 2 — конусная подмотка из липкой поливинилхлоридной или полиэтиленовой ленты; 3 — провод заземления; 4 — экран из полупроводящих лент; 5 — металлический экран; 6 — подмотка поверх экрана; 7 — поливинилхлоридный шланг (оболочка) кабеля
Основная причина повреждений — проникание влаги вследствие недостаточной герметичности конструкции. Влага проникает через применяемые при уплотнении швов прокладки или набивки, которые с течением времени теряют свои свойства. С этой точки зрения являются перспективными эпоксидные муфты, которые представляют собой монолитную отливку из одного материала.
Изоляторы концевых муфт наружной установки независимо от материала, из которого они выполнены (фарфор, эпоксидный компаунд), должны иметь ребра с капельницами внизу и располагаться так, чтобы эти капельницы не смачивались даже косым дождем. В зависимости от поминального напряжения, на которое рассчитана данная концевая муфта наружной установки, находятся размеры и количество ребер с капельницами на изоляторах.
Простейшей конструкцией соединительной муфты кабелей с бумажной изоляцией является чугунная муфта, заливаемая битуминозной кабельной массой.
Эта муфта, имеющая швы, уплотняемые прокладками, и уплотнения подмоткой в месте ввода кабеля, недостаточно герметична, и поэтому допускается применять ее только на напряжение до 1 кВ. Такой же конструкции применяют и ответвительные муфты.
Рис. 39. Т-образная чугунная ответвительная муфта для кабелей с бумажной изоляцией на напряжение до 1 кВ:
1 — нижняя полумуфта; 2 — болт заземления; 3 — прокладка; 4 — крышка; 5 — верхняя полумуфта; 6 — пробка; 7 — подмотка бумажной лентой; 8 — распорный бумажный ролик; 9 — подмотка из смоляной ленты; 10 — провод заземления
Отметим, кстати, что в нашей стране ответвительные муфты применяют только на напряжение до 1 кВ.
На рис. 39 приведена конструкция Т-образной ответвительной муфты, но могут быть аналогичные по своей конструкции ответвительные У-образные и крестообразные.
Муфта состоит из двух отлитых из чугуна половин: нижней, имеющей по всему периметру канавку, и верхней с выступом. В канавку предварительно вкладывают прокладку из маслостойкой резины, проваренного в битуминозной массе хлопчатобумажного или пенькового канатика. В местах ввода кабелей в горловины выполняют подмотку из просмоленной ленты.
Жилы удерживают на определенном расстоянии друг от друга и от корпуса при помощи специальных плоских фарфоровых распорок. При отсутствии таких распорок можно жилы между собой и по отношению к корпусу фиксировать бумажными роликами, наложенными на крайние жилы, но в этом случае средние жилы надо изолировать лентами пропитанной кабельной бумаги.
Через заливочное отверстие в верхней половине муфты, закрываемое крышкой, муфту заливают битуминозной массой. При заливке открывают отверстия для выхода воздуха, а после заливки закрывают их пробками на резьбе.
Провод заземления, припаянный одним концом к металлической оболочке и броне кабеля, заканчивается наконечником для присоединения под болт заземления муфты.
Более надежными в эксплуатации являются свинцовые, латунные и эпоксидные соединительные муфты. В свинцовых и латунных муфтах высокая герметичность достигается путем пропайки всех швов и припайки горловин муфт к металлическим оболочкам кабеля по всему периметру. Надежная герметизация в эпоксидных соединительных муфтах достигается за счет хорошей адгезии эпоксидного компаунда к металлам (свинцу и алюминию), из которых выполнена оболочка кабеля.
Более подробно конструкция этих муфт описана в главе VII.
При применении металлических соединительных муфт для кабелей с пластмассовой изоляцией и оболочкой припайка свинцовой или латунной муфты к оболочке естественно, отпадает. Можно применять лишь чугунные муфты с сальниковым уплотнением в месте ввода кабелей в горловины. Кроме того, для заливки муфт с металлическим корпусом еще не изготовляют заливочные массы со сниженной температурой разогрева при заливке, а имеющиеся кабельные массы марок МБ-70, МБ-90 и МК-45 необходимо разогревать до таких температур, которые являются разрушающими для пластмасс, применяемых в качестве изоляции жил и оболочки кабелей. По этим причинам наиболее приемлемой конструкцией соединительных муфт для кабелей с пластмассовой изоляцией являются эпоксидные муфты.
Стопорные муфты были разработаны для кабелей 6, 10 и 35 кВ соответственно марок СТМ-6, СТМ-10 и МСТО-35. Первые две муфты являются трехфазными, а муфта марки МСТО-35 — однофазной, так как она предназначена для кабелей, у которых каждая жила имеет отдельную свинцовую или алюминиевую оболочку.
Стопорная муфта на напряжение 6 и 10 кВ (рис. 40) состоит из двух латунных или стальных полумуфт, припаиваемых с одной стороны к свинцовой или алюминиевой оболочке соединяемых кабелей, а с другой — к латунной или стальной оправе. Жилы кабелей присоединяют пайкой или сваркой к стопорному устройству, которое состоит из трех стопоров, вклеенных в перегородку из текстолита или гетинакса. Перегородку в свою очередь надежно склеивают с оправой. Каждый стопор представляет собой медный или алюминиевый стержень, на который намотана бакелизированная бумага, покрытая глифталиевым или бакелитовым лаком.
Рис. 40. Стопорная муфта для кабелей с бумажной изоляцией на напряжение 6 и 10 кВ:
1 — полумуфта левая; 2 — полумуфта правая; 3 — контактная планка к болту заземления; 4 — пробка; 5 — провод заземления; 6 — подмотка роликами шириной 5 и 10 мм; 7 — подмотка рулонами; 8 — оправа; 9 — перегородка; 10 — стопор; 11 — соединительная гильза. Размеры в скобках для муфты СТМ-6, а вне скобок — для муфты СТМ-10
Намотка имеет вначале цилиндрическую форму, но после запекания ее обтачивают для придания ей формы двухстороннего конуса (рис. 40). Места соединения жил изолируют подмоткой из бумажных роликов и рулонов, как в свинцовых соединительных муфтах. Муфту заливают массой МК-45 через отверстия в корпусе, закрываемые пробками.
Рис. 41. Однофазная стопорная муфта для кабелей на напряжение 35 кВ
1 — полумуфта; 2 — оправа стопора; 3 — стопор; 4 — контактный стержень; 5 — соединительная гильза; 6 — гнездо пробки; 7 — пробка; 8 — экран из проволоки; 9 — подмотка рулонами; 10 — подмотка роликами; 11 — барьерная подмотка из хлопчатобумажной пряжи; 12 — заполнитель из свинцовой полоски
Муфта МСТО-35 по конструкции аналогична муфте на напряжение 6 и 10 кВ, по в однофазном исполнении, с большими изоляционными расстояниями и с заземленным конусным экраном после среза оболочки кабеля (рис. 41).
Необходимо отметить, что помимо стопорных муфт для кабелей на напряжение 6 и 10 кВ. еще были разработаны стопорно-переходные муфты типа СТПМ-6 и СТПМ-10. Стопорно-переходные муфты предназначены для соединения кабеля на напряжение били 10 кВ с отдельно освинцованными жилами, проложенного по вертикальной или крутонаклонной трассе, с кабелем с нормально пропитанной изоляцией в общей свинцовой или алюминиевой оболочке.
Стопорные муфты приведенных выше конструкций, как и стопорно-переходные муфты не нашли широкого применения. Эти муфты сложны в изготовлении и в монтаже, имеют
большие размеры и, следовательно, очень дороги. Их промышленный выпуск не был организован.
В настоящее время в качестве стопорных муфт на напряжение 6 и 10 кВ применяют обычные эпоксидные соединительные муфты, а на напряжение 35 кВ — соединительные муфты с эпоксидным барьером (см. главу VII).
