Ваш браузер устарел. Рекомендуем обновить его до последней версии.

Контактные соединения в электропроводках

 

Наиболее слабым звеном любой электропроводки являются контакты. Увеличение сопротивления контактных соединений вызывает их нагрев, что не редко приводит к окислению контактирующих поверхностей, возникновению электрической дуги между соединяемыми проводниками с последующим возгоранием строительных конструкций.

В идеале все контактные соединения должны выдерживать как номинальные рабочие токи в проводниках, так и токи перегрузок и коротких замыканий в соответствующих условиях внешних воздействий.

Требования к контактным соединениям содержатся в следующих нормативных документах:

ГОСТ 10434-82 Соединения контактные электрические. Классификация. Общие технические требования (с Изменениями N 1, 2, 3);

ГОСТ 30011.7.2-2012 (IEC 60947-7-2:2002) Аппаратура распределения и управления низковольтная. Часть 7. Электрооборудование вспомогательное. Раздел 2. Клеммные колодки защитных проводников для присоединения медных проводников;

Комплекс стандартов ГОСТ 31195 (ГОСТ IEC 60998) Соединительные устройства для низковольтных цепей бытового и аналогичного назначения;

ГОСТ IEC 60998-2-1-2013 Соединительные устройства для низковольтных цепей бытового и аналогичного назначения. Часть 2-1. Дополнительные требования к соединительным устройствам с резьбовыми зажимами, используемыми в качестве отдельных узлов;

ГОСТ IEC 61210-2011 Устройства присоединительные. Зажимы плоские быстросоединяемые для медных электрических проводников. Требования безопасности;

ГОСТ 31602.1–2012 (IEC 60999-1:1999) Соединительные устройства. Требования безопасности к контактным зажимам. Часть 1. Требования к винтовым и безвинтовым контактным зажимам для соединения медных проводников с номинальным сечением от 0,2 до 35 кв. мм

ГОСТ Р 51686.2-2013 (МЭК 60999-2:2003) Соединительные устройства. Требования безопасности к контактным зажимам. Часть 2. Дополнительные требования к винтовым и безвинтовым контактным зажимам для соединения медных проводников с номинальным сечением от 35 до 300 мм кв. включительно.

ГОСТ Р 50571.5.54-2013/МЭК 60364-5-54:2011 Электроустановки низковольтные. Часть 5-54. Заземляющие устройства, защитные проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов.

Наиболее высокие требования к контактным соединениям предъявляют:

- к соединениям защитных проводников PE и PEN;

- к соединениям проводников в электропроводках, которые должны сохранять работоспособность в условиях пожара (цепи аварийного освещения, систем противопожарной защиты и др.) в соответствии с частью 2 статьи 82 Федерального закона от 22 июля 2008 года N 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности".

 

Соединительные устройства в цепях защитных проводников

Защитные проводники предназначены для целей безопасности, например, для защиты от поражения электрическим током. Это может быть, как защитный проводник в составе кабеля для питания розеток и светильников, так и защитный проводник уравнивания потенциалов.

При выборе способов соединения защитных проводников следует в первую очередь учитывать требования ГОСТ Р 50571.5.54. В соответствии с требованиями 543.3.1 данного стандарта:

543.3.1 Защитные проводники должны быть соответствующим образом защищены от механических повреждений, ухудшения состояния из-за химических и электрохимических воздействий, электродинамических и термодинамических сил.

Каждое соединение (например, болтовые соединения, зажимы) между защитными проводниками или между защитным проводником и другим оборудованием должно обеспечивать на длительный период электрическую непрерывность и соответствующую механическую прочность, и защиту. Болты, соединяющие защитные проводники, не следует применять для другой цели.

Соединения не должны выполнять пайкой.

Примечание - У всех электрических соединений должны быть удовлетворительная тепловая емкость и механическая прочность, чтобы выдерживать любую комбинацию тока/времени, который может произойти в проводнике или в кабеле/оболочке с самой большой площадью поперечного сечения.

ГОСТ Р 50571.5.54-2013, 543.3.1

То есть в цепях защитных проводников контактные соединения должны выдерживать без разрушения токи коротких замыканий (К.З.).

Контактные соединения, предназначенные для присоединения электрического оборудования, должны выдерживать токи короткого замыкания, указанные в стандартах или технических условиях на конкретное оборудование.

Контактные соединения в цепях неизолированных защитных проводников должны выдерживать токи односекундного короткого замыкания согласно 2.2.7 и 2.2.6 ГОСТ 10434 (в соответствии с вторым абзацем пункта 2.2.7 ГОСТ 10434-82 контактные соединения медных проводников должны выдерживать односекундный ток короткого замыкания 165 А/мм2, а в соответствии с требованиями пункта 2.2.6 допустимый нагрев контактных соединений медных проводников при коротком замыкании – 300 оС).

Контактные соединения, предназначенные для соединения изолированных защитных проводников должны выдерживать токи односекундного короткого замыкания, соответствующие допустимым токам короткого замыкания соединяемых жил кабелей и проводов, например, в соответствии с данными таблиц 23 и 18 ГОСТ 31996 (для медных проводников порядка 100 - 110 А/мм2), если в стандартах на конкретные соединительные устройства не установлены более высокие значения допустимых токов (например, согласно 8.2.3 ГОСТ 30011.7.2-2012 - Клеммная колодка защитных проводников должна быть способна выдерживать в течение 1 с номинальный кратковременно выдерживаемый ток, который соответствует 120 А на 1 мм2 ее номинального поперечного сечения).

В ряде случаев можно допустить применение контактных соединений с меньшими допустимыми токами короткого замыкания, чем допустимые токи короткого замыкания соединяемых проводников, но не ниже установленных расчетом или испытаниями ожидаемых токов короткого замыкания.

Если сечение проводников выбрано по условию допустимых потерь в электрической цепи, например, в протяженных сетях электрического освещения или при подключении удаленных от щитов питания устройств, когда используются кабели большого сечения, ожидаемые токи короткого замыкания могут иметь существенно меньшие значения, чем допустимые токи короткого замыкания используемых проводов и кабелей. В таких случаях допустимо применять соединительные устройства, рассчитанные на меньшие токи короткого замыкания, чем допустимые токи короткого замыкания соединяемых проводников.

При продолжительности короткого замыкания, отличающейся от 1 с, но не более 5 с, допустимый ток короткого замыкания Iдоп может быть вычислен из соотношения:

                Iдоп = Iдоп1с/√ τ,            (1)

где,

Iдоп1с – допустимый ток односекундного короткого замыкания, А;

τ – продолжительность короткого замыкания (время срабатывания защитного устройства), с.

Соотношение (1) позволяет вычислить допустимый ток короткого замыкания (для проводников и контактных соединений) при любой продолжительности К.З. по известному значению допустимого тока односекундного короткого замыкания. Это дает возможность сравнивать контактные соединения по единому параметру Iдоп1с, а не по многочисленным комбинациям допустимого тока в зависимости от продолжительности К.З.

Следует понимать, что длительно допустимый ток в проводниках пропорционален площади поверхности проводника, а при коротком замыкании (при времени К.З. менее 5 с) – площади поперечного сечения проводника.

Например, как следует из данных таблицы 23 ГОСТ 31996-2012 для кабелей с медной жилой (второй столбец таблицы) допустимый ток односекундного короткого замыкания определяется сечением жилы и составляет величину порядка 100 - 110 А/мм2. При этом в соответствии с таблицей 18 ГОСТ 31996-2012 допустимая температура нагрева жил кабелей с изоляцией из поливинилхлоридного пластиката и полимерных композиций при коротком замыкании не должна превышать 160 оС.

 Болтовые соединения, соответствующие требованиям ГОСТ 10434-82, также соединения, выполненные сваркой (но не пайкой свинцово-оловянными припоями!), обжимом проводников в гильзах обладают лучшими параметрами среди соединителей. Но болтовые соединения используют в основном для соединения проводников большого сечения. Широко распространены соединители с резьбовыми зажимами по ГОСТ IEC 60998-2-1-2013, (Особенно следует обратить внимание на пункт 11.101 этого стандарта, в соответствии с которым - Винты или гайки зажимов, идентифицируемых как зажимы заземления, должны быть надежно заблокированы от случайного ослабления, а также от возможности их отпускания без помощи инструмента. Зажимные узлы на рисунках 101-104 соответствуют этому требованию при условии их соответствия испытаниям согласно настоящему стандарту). Не следует использовать чрезмерно миниатюрные соединители, так как у них могут оказаться недостаточными тепловая емкость и механическая прочность.

 

Соединительные устройства для огнестойких электропроводок

Для электропроводок, к которым предъявляются требования сохранения работоспособности в условиях пожара, следует использовать контактные соединения, изоляционные облицовки которых обеспечивают сохранение электроизоляционных свойств при воздействии на них или на защитные оболочки (соединительные коробки) открытого пламени и высокой температуры.

Защита контактных соединений от воздействия пожара может быть обеспечена или посредством огнестойких оболочек, например, соединительных коробок с фарфоровыми (керамическими) клеммниками (для примера можно посмотреть коробки серии FS с встроенными клеммниками на сайте компании ДКС. Эти изделия способны обеспечивать контакт между проводниками огнестойких кабелей в течении 45 – 90 минут при температурах до 1000 оС), или применением:

- огнестойких муфт категории «FR»;

- винтовых соединителей (с покрытием пластиком или без покрытия) с дополнительной изоляцией каждого соединения термостойкой изоляцией, например, слюдолентой, используемой при производстве огнестойких кабелей;

- гильз для опрессовки проводников и сварных соединений с изоляцией как в предыдущем перечислении;

- других типов соединений, которые способны обеспечить сохранность соединений проводников и изоляции при их нахождении в открытом пламени и/или при высокой температуре.

Не следует использовать соединительные устройства, в которых контакт между проводниками обеспечивается посредством пружин, пружинящие свойства которых нарушаются в условиях высоких температур.

Под высокой температурой подразумевается стандартный температурный режим в соответствии с ГОСТ 30247.0.

 

По возможности коробки с соединительными устройствами следует располагать в местах, где возникновение открытого пламени маловероятно, например, в коридорах.

Обычные соединительные устройства зачастую не пригодны для огнестойких электропроводок. Например, при воздействии открытого пламени газовой горелки при температуре порядка 850 градусов в течение 5 минут на соединительное устройство серии 222 (Рис. 1) с него стекает вся пластмасса, хотя сами контакты некоторое время продолжают выполнять свои функции.

 

контактное соединениеконтактное соединение 

Рис. 1 Безвинтовое соединительное устройство серии 222 после 5-минутного воздействия открытого пламени при температуре 850 градусов

При использовании обычных пластиковых коробок и показанных на Рис. 1 соединителей уже через 5 - 10 минут после воздействия открытого пламени могут произойти короткие замыкания.

Виктор Чернов

15.10.2017

К ОГЛАВЛЕНИЮ (Все статьи сайта)