Заливные муфты 3М™. Компаунд Scotchcast™
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.
Заливная технология постоянно развивается. 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 компаунда 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
Муфта заливная 3M Scotchcast
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
Муфта ответвительная 3М Scotchcast
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. Его 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.
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.
Рис. 11. Монтаж концевой муфты серии 3M Scotchcast 92-ОТ, выполненной на основе RPM-технологии
Источник
Заливочные компаунды
Заливочные компаунды – это электроизоляционные составы, которые заливают в полости кабельных муфт, а также используемые как герметизирующие материалы в электрических машинах и приборах. Материалы герметизирует корпус и места соединения, заполняют полости, защищая устройство от преждевременного износа, улучшая эксплуатационные характеристики даже в экстремальных условиях работы.
Особенность
В отличие от обычных смазочных составов, заливочные аналоги сохраняют защитные свойства, даже если полностью погрузить электроприборы в агрессивную среду.
Герметизирующие свойства у них улучшенные, что объясняется составом компаундов. Как правило, они двухкомпонентные – при смешивании компонентов получается цельный состав, который полностью отверждается при комнатной температуре и не образует побочных продуктов.
Классификация
Все компаунды, выпускаемые для промышленных нужд, делятся на три группы:
- Пропиточные – у них низкая начальная вязкость, хорошая проникающая способность, термостойкость. Составы нормально работают при повышенной влажности и чаще применяются в качестве пропитки для электрической обмотки двигателей.
- Эпоксидные – характеризуются высокими адгезивными свойствами, образуют стойкий клеевой шов, сохраняющий герметичность при разных нагрузках и эксплуатационных режимах.
- Заливочные (формовочные) – составы высокой вязкости, так как без этой характеристики невозможно качественное заполнение требуемых объемов. Они адаптированы к постоянным и меняющимся нагрузкам, обладают хорошей механической, электрической, термической прочностью. Практически не поглощают влагу.
Виды заливочных компаундов
Заливочные компаунды в свою очередь делятся на несколько видов:
Полиуретановые
Составы, включенные в эту группу, имеют разные показатели твердости по Шору, но все они эластичные. Преимущество этой группы смазочных материалов – легкость распределения по поверхности и образование качественного защитного покрытия.
Смазки выдерживают высокое рабочее давление, не горючие. Однако у них непродолжительный срок службы, потому в промышленных нуждах полиуретановые компаунды используются нечасто.
Эпоксидные
Эта группа материалов значительно тверже полиуретановых аналогов, характеризуется высокой стойкостью к химическому и механическому воздействию, имеет хорошие адгезивные свойства, почти не усаживается.
Есть две подгруппы эпоксидных компаундов:
- Формовочные, используемые при изготовлении объемных деталей и элементов и заполняющие их.
- Герметизирующие, предназначенные для защиты деталей электронных и электротехнических устройств, оборудования.
Силиконовые
Силиконовые компаунды – идеальный вариант для использования в высокотемпературных средах и экстремальных эксплуатационных условиях. Они легко наносятся, равномерно распределяются по обрабатываемым поверхностям, образуя барьер между ними и внешней средой.
Силиконовые составы надежно изолируют, смягчают вибрации и напряжения, защищают от пыли и загрязнений. В случае заполнения полостей они предупреждают образование конденсата на поверхностях.
Силиконовые продукты характеризуются хорошей прочностью и эластичностью, подходят для хрупких деталей. Они не усаживаются в процессе отверждения, не боятся ультрафиолета. У силиконовых смазок продолжительный срок службы, широкий температурный диапазон.
ТОП-4 заливочных компаундов
Формовочные компаунды, отвечающие жестким критериям современной промышленности, широко представлены в линейках брендов Molykote, Dow Corning, у других производителей.
Dow Corning 4
Этот компаунд применяется как герметизирующая смазка и электрическая изоляция. В его основе – силиконовое масло. Состав включает кремнеземный наполнитель и специальные жидкости, придающие ему повышенную химическую стойкость.
У DC 4 есть пищевой допуск. Он также может использоваться в системах зажигания судов, самолетов, машин, клеммах батарей, переключателях. Совместим с резиной и пластиком, подходит для герметизации уплотнителей из этих материалов.
Компаунд обладает высокой диэлектрической прочностью, отталкивает воду, не имеет запаха. Густая консистенция и первоначальные свойства сохраняются при температурах от -55 до +200 градусов.
Dow Corning 340
Теплопроводящий материал на основе силикона и оксида цинка. Используется как высокоэффективная промежуточная среда для поверхностей из металла, керамики, пластика, которым необходима стабильная теплопередача.
При нанесении компаунд заполняет все микротрещины и углубления на обрабатываемых поверхностях, препятствуя образованию воздуха между двумя соединяемыми элементами.
Диэлектрическая паста характеризуется отличными адгезивными свойствами, механической стабильностью, низкой испаряемостью. Работает при температурах от -45 до +200 градусов.
Наносится на предварительно обезжиренные, очищенные, высушенные поверхности.
Molykote 111
Термо- и морозостойкий состав для смазывания, надежной герметизации, изоляции жарочных устройств, автономных духовых шкафов, газовых плит, котлов, запорной арматуры, электрических контактов, уплотнений, других комплектующих промышленного оборудования.
Обеспечивает защиту от влаги, коррозии, термического воздействия, не смывается водой. Совместим с большинством пластмасс и эластомеров.
В качестве загустителя используется метилсиликоновое масло. Вязкая консистенция сохраняется при -40 и +204 градусах.
Weicon Urethan
Безусадочный компаунд от немецкого производителя, используемый в производстве новых форм, гибких форм, резиновых деталей. Состав подходит для ремонта элементов, поврежденных износу вследствие вибраций, динамических нагрузок.
Компаунд создает прочное защитное покрытие, быстро отверждается, имеет высокую прочность на разрыв. В основе состава – полиуретан. Время, необходимое до полного затвердевания – 48 часов. Температурный диапазон – от -60 до +90 градусов.
Источник
