Rozwój przemysłu tworzyw sztucznych przełożył się na szereg innowacyjnych rozwiązań w elektrotechnice, przykładem jest tu zastosowanie tulejek izolacyjnych z tworzyw sztucznych w końcówkach kablowych. Na rynku istnieje wiele rozwiązań w tym obszarze, zróżnicowanych pod względem konstrukcji i materiału. Duża różnorodność oferty pozwala instalatorowi dobrać końcówkę optymalnie dostosowaną do potrzeb, dlatego też stosowane do niedawna tradycyjne końcówki nieizolowane coraz częściej zastępowane są końcówkami w izolacji ułatwiając pracę elektromonterom, oszczędzając czas i poprawiając jakość nowoczesnych instalacji elektrycznych.
Izolacja stosowana w końcówkach kablowych spełnia szereg różnorakich funkcji:
1. Stanowi osłonę zaciskanej części końcówki oraz żyły przewodu, z której zdjęto izolację
2. Izolacja termokurczliwa dodatkowo uszczelnia połączenie, zapewniając w ten sposób lepszą ochronę przed wnikaniem wilgoci i zanieczyszczeń
3. Zabezpiecza przed kontaktem sąsiadujące ze sobą przewody – chroni przed zwarciem
4. Ogranicza zakres przeginania przewodu w miejscu połączenia z końcówką – zmniejsza ryzyko przerwania przewodu
5. Izolacja termokurczliwa zwiększa sztywność połączenia - poprawia w ten sposób odporność na drgania i zmniejsza ryzyko przerwania połączenia czy też wyrwania przewodu.
6. Ułatwia aplikację przewodów wielodrutowych dzięki odpowiedniemu ukształtowanie tulejki izolacyjnej - rozszerzenie na końcu tulejki czy też stożkowe ukształtowanie wewnętrznej powierzchni izolacji (tzw. „easy entry” - dotyczy PA i PC)
7. Pomaga w identyfikacji przekroju końcówki poprzez wprowadzenie systemu kolorów powiązanych z przekrojami znamionowymi
Najpopularniejsze, ze względu na korzystną cenę, są końcówki wyposażone w tulejki izolacyjne z PCV, lecz izolacja z tego materiału nie może być wykonana w wersji „easy entry”, ze względu na właściwości surowca. Konstrukcja „easy entry” stosowana jest jedynie w przypadku izolacji poliamidowej (PA) i poliwęglanowej (PC).
BUDOWA I TYPY IZOLACJI KOŃCÓWEK ZE SZWEM
PCV, Termokurczliwa
Rysunek 1
PA: PC
Rysunek 2
Tulejka izolacyjna naciągnięta na część rurową końcówki może mieć formę:
• rurki z PCV lub rurki termokurczliwej (patrz rys. 1). Izolacja może posiadać rozszerzenie na końcu ułatwiające aplikację przewodu.
• rurki z PA lub PC (patrz rys. 2), o ukształtowanej stożkowo powierzchni wewnętrznej – tzw. „easy entry”.
Konstrukcja taka ułatwia aplikację przewodu i znacznie przyśpiesza montaż.
PCV
Termokruczliwa
PA
PC
BUDOWA I TYPY IZOLACJI KOŃCÓWEK KONEKTOROWYCH
Tulejka izolacyjna może mieć formę:
1. rurki z PCV (patrz rys. 3). Izolacja może posiadać rozszerzenie na końcu ułatwiające aplikację przewodu.
2. rurki z PCV lub rurki termokurczliwej (patrz rys. 4)
3. rurki z PA lub PC (patrz rys. 5)
W przypadku 1 tulejka izolacyjna naciągnięta jest na część rurową końcówki
W przypadkach 2 i 3 tulejka izolacyjna naciągnięta jest na pocynowaną tulejkę miedzianą, osadzoną na rurowej części końcówki. Tulejka miedziana posiada wewnętrzną powierzchnię ukształtowaną stożkowo zwaną „easy entry”. Konstrukcja taka ułatwia wsuwanie przewodu i znacznie przyśpiesza montaż
Rysunek 3
Rysunek 4
Rysunek 5
Różnice w budowie izolacji końcówki konektorowej z dodatkową tuleją miedzianą i bez.
PCV bez tulei miedzianej
Zaciśnięcie tylko na żyle przewodu Izolacja końcówki pełni rolę „odgiętki".
PCV, Termokurczliwa, PA, PC z dodatkową tuleją miedzianą
Zaciśnięcie na żyle i na izolacji przewodu - zwiększenie odporności połączenia na drgania.
ZALETY IZOLACJI TERMOKURCZLIWEJ
Wytrzymałe, grubościenne koszulki termokurczliwe stosowane jako izolacja końcówek mają następujące zalety:
1. Są odporne na uszkodzenia mechaniczne.
2. Charakteryzują się dobrą odpornością na rozpuszczalniki, kwasy i zasady.
3. Koszulka jest od wewnątrz powleczona klejem termoplastycznym, który topi się podczas obkurczania uszczelniając połączenie, w ten sposób zabezpiecza przed środowiskiem zewnętrznym i dostępem wilgoci.
Dzięki tym cechom izolacja termokurczliwa idealnie sprawdza się przy ochronie złącz i zacisków kablowych umieszczonych zarówno na zewnątrz jak i pod ziemią. Ponadto może być wykorzystywana jako podstawowa izolacja elektryczna oraz jako zabezpieczenie kabli i przewodów przed uszkodzeniami mechanicznymi. Końcówki z takim rodzajem izolacji znajdują głównie zastosowanie podczas: zabezpieczania połączeń przewodów, łączenia i napraw kabli energetycznych NN i telekomunikacyjnych, w pracach mających na celu odtwarzanie izolacji żył i powłoki.
IDENTYFIKACJA PRZEKROJU KOŃCÓWKI IZOLOWANEJ
W celu ułatwienia identyfikacji przekrojów końcówek poszczególnym wielkościom znamionowym izolacji zostały przypisane określone kolory, tak jak w tabeli poniżej:
Przekrój znamionowy końcówki [mm2] |
0, 5 |
1 |
2, 5 |
6 |
10 |
16 |
25 |
35 |
50 |
70 |
95 |
120 |
kolor |
żółty |
czerwony |
niebieski |
żółty |
czerwony |
niebieski |
żółty |
czerwony |
niebieski |
żółty |
czerwony |
niebieski |
PARAMETRY FIZYKO - MECHANICZNE TWORZYW IZOLACYJNYCH
W celu ułatwieniu doboru materiału izolacji końcówki do przewidywanego zastosowania i warunków pracy połączenia zaciskowego zamieszczono poniżej parametry fizyko-mechaniczne tworzyw stosowanych na izolacje
Parametr |
Polichlorek winylu PVC |
Poliamid PA 6. 6 |
Poliwęglan PC |
Termokurczliwa |
Masa właściwa (gęstość) [g/cm3] |
1, 35 |
1, 13 |
1, 20 |
1, 07 |
Absorpcja wody (nasycenie) % |
0, 1 |
9 |
0, 04 |
0, 5 |
Moduł sprężystości podłużnej, rozciąganie [N/mm2] |
2000 |
3000 |
2300 |
4000 |
Naprężenie przy granicy plastyczności [N/mm2] |
58 |
75 |
65 |
34 |
Wydłużanie przy zerwaniu [%] |
15 |
>40 |
>60 |
120 |
Przenikalność dielektryczna względna |
3 |
3, 6 |
3 |
5 |
Wytrzymałość dielektryczna [kV/mm] |
39 |
30 |
30 |
17 |
Opór powierzchniowy [Ohm] |
1010 |
1014 |
1016 |
1010 |
Specyficzna rezystancja skrośna [Ohm / cm] |
1013 |
1015 |
1017 |
1012 |
Współczynnik rozszerzalności liniowej [K-1x10-4] |
1 |
7 |
7 |
6 |
Przewodność cieplna (23°C) [W/Km] |
0, 16 |
0, 23 |
0, 21 |
0, 2 |
Palność w/g UL-Standard 94 |
V0 |
V2 |
V2 |
HB |
Temperatura topnienia [°C] |
155 |
255 |
230 |
145 |
Zakres temperatur pracy* |
-10°C do +60°C |
-30°C do +95 °C** |
-50°C do +120°C** |
-10°C do +105°C |
Odporność na oleje, tłuszcze, smary, benzynę |
doskonała |
dobra |
dobra |
dobra |
Odporność na UV i wpływy atmosferyczne |
dobra |
dobra |
dobra |
dobra |
* Zakres temperatur pracy określa temperaturę pracy izolacji, nie temperaturę otoczenia! Należy pamiętać, że temperatura przewodu i końcówki wzrasta w wyniku przepływu prądu.
**Temperaturę pracy izolacji poliamidowej i poliwęglanowej można podnieść stosując dodatki stabilizujące, nie więcej jednak niż o 5 %.
TECHNIKA ZACISKANIA KOŃCÓWEK IZOLOWANYCH
Technika zaciśnięcia końcówki kablowej izolowanej polega nie tylko na odkształceniu materiału końcówki i przewodu, ale także materiału tulejki izolacyjnej, która jest wtłoczona na część zaciskaną końcówki. Istotną innowacją w procesie zaciskania jest to, iż do jego wykonania możemy użyć tego samego narzędzia niezależnie od typu i rodzaju zastosowanej izolacji.
Należy bezwzględnie pamiętać, że tulejka izolacyjna nie stanowi ochrony przed porażeniem. Zazwyczaj izolacja nie pokrywa całkowicie elementów pod napięciem, ponadto izolacja może zostać uszkodzona w procesie zaprasowywania.