Innowacja na skalę światową – złączki i końcówki śrubowe PIRANIA

09/03/2021
złączki i końcówki śrubowe PIRANIA firmy ERKO
  • Złączki i końcówki śrubowe mają przewagę nad złączkami w systemie zaprasowywania.
  • Firma ERKO opracowała specjalną konstrukcją zespołu dociskowego żyły kabla do korpusu złączki i końcówki.
  • System złączek i końcówek PIRANIA jest innowacyjny na skalę ogólnoświatową.

Złączki i końcówki śrubowe są stosowane do łączenia kabli elektroenergetycznych miedzianych i aluminiowych średniego i niskiego napięcia klasy 1, 2 oraz klasy 5. Znajdują zastosowanie jako niezbędny osprzęt na placu budowy, podczas modernizacji czy naprawie sieci elektrycznych i energetycznych.
Złączki i końcówki śrubowe są wygodniejsze w użyciu od złączek w systemie zaprasowywania, dlatego są częściej wybierane przez instalatorów. Doskonale sprawdzają się jako alternatywa zaciskanych mechanicznie. Technologia ta posiada niepodważalne zalety, jakimi są: uniwersalność, wysoka jakość połączenia oraz szybkość i łatwość montażu.

Przewaga systemu śrubowego nad system zaprasowywania

Końcówki i złączki śrubowe cechuje prostota i łatwość montażu, szczególnie w trudno dostępnych miejscach. Do montażu wystarczy, aby instalator posiadał klucz imbusowy lub nasadkę oraz uchwyt uniwersalny do podtrzymywania złączki i końcówki. Obecnie na rynku dostępne są rozwiązania końcówek i złączek śrubowych, niewiele różniące się korpusami, jednak z zupełnie odmiennymi rodzajami śrub i gwintów. Popularne śruby są z mosiądzu lub aluminium, z pokryciem cyny lub bez. Kontrola momentu zerwania jak i wysokości zerwania śruby definiowana jest za pomocą rowków obwodowych wykonanych na rdzeniu śruby. Stopniowanie polega na tym, że każdy kolejny rowek w stronę łba śruby ma większy moment zerwania. Jest to niekorzystne, ponieważ największy z przekrojów, jaki możemy zastosować w danym typie złączki czy końcówki jest dociskany mniejszą siłą niż żyła o najmniejszym przekroju, która ulega deformacji i relaksacji poprzez większy docisk. Śruby posiadają zarówno gniazda na klucz imbusowy, jak i łby sześciokątne.

W niektórych rozwiązaniach po zerwaniu śruby, poprzez gniazdo imbusowe można dokręcić śrubę np. jeżeli zerwie się ponad korpusem. W tym przypadku instalator może po zerwaniu śruby manipulować dokręceniem lub odkręceniem śruby, co będzie miało negatywny wpływ na jakość łącza. Jeśli nie ma możliwości dokręcenia takiej śruby za wysoko zerwanej, instalator przed nałożeniem mufy musi opiłować wystającą śrubę, co również jest niekorzystne ze względu na zanieczyszczenie łącza opiłkami, które mogą przebić mufę. Takie niekorzystne zjawiska występują ze względu na dużą tolerancję wymiarów średnic żył roboczych kabli (złączki były kiedyś zaprojektowane na żyły RM, a teraz żyły wykonywane są jako zagęszczone, skompresowane RMC). Inne rozwiązania śrub, które zrywane są za pomocą specjalnych kluczy lub za pomocą innych śrub pomocniczych również nie sprostały powyższym niedogodnościom podczas montażu.

Działanie złączek i końcówek śrubowych PIRANIA

Odpowiadając na coraz większe wymagania rynku, firma ERKO opracowała i wprowadziła nową generację złączek i końcówek śrubowych pod nazwą PIRANIA. Nowa generacja systemu połączeń kabli elektroenergetycznych wyróżnia się od innych metod łączenia kabli przy użyciu złączek typu mechanicznego specjalną konstrukcją zespołu dociskowego żyły kabla do korpusu złączki i końcówki. Idea systemu polega na tym, że po dokręceniu śruby do żyły kablowej następuje, przy odpowiedniej sile docisku, zerwanie śruby zawsze na ostatnim od strony korpusu złączki dnie bruzdy gwintu, niezależnie od rodzaju żyły. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu śruby rurowej o malejącej po tworzącej stożka grubości ścianki oraz wykorzystaniu generujących się samoczynnie osiowych sił rozciągających śrubę na odcinku pomiędzy korpusem złączki a łbem śruby. Dzięki odpowiedniej długości gwintu korpusu złączki, śruba po zerwaniu jest zawsze zlicowana z jego powierzchnią zewnętrzną. Siły osiowe rozciągające śrubę wywoływane są przy pomocy specjalnych krążków znajdujących się w otworze osiowym śruby.
Nowy system połączeń wykorzystujący innowacyjny zespół dociskowy likwiduje powyższe wady oraz oddala szereg innych niedoskonałości tradycyjnych rozwiązań.

Innowacyjność złączek i końcówek PIRANIA

System PIRANIA jest innowacyjny na skalę ogólnoświatową. Do wyjątkowych cech systemu należą:

  1. Powtarzalność miejsca zerwania się śruby zawsze (niezależnie od rodzaju i wymiarów żyły) na równo z powierzchnią zewnętrzną korpusu złączki, z uwagi na specjalną konstrukcję zespołu dociskającego (stożkowy kształt otworu osiowego śruby, kielichowy kształt zakończenia gwintowanego otworu korpusu złączki, zastosowany rodzaj gwintu i nieobrotowa końcówka śruby eliminująca występowanie sił tarcia na powierzchni śruba-żyła).
  2. Uniwersalność systemu polegająca na istotnym zmniejszeniu liczby kompletów zestawów złączka-zespół dociskający w porównaniu z rozwiązaniami tradycyjnymi.
  3. Gwarancja braku uszkodzeń żył kablowych podczas procesu montażu złączki z uwagi na zastosowanie nieobracającej się końcówki śruby o kształcie dedykowanym do kształtu i budowy żyły.
  4. Wyższa odporność na relaksację sił docisku z uwagi na specjalny kształt końcówki śruby dedykowany do budowy żyły oraz kształt i skok gwintu.
  5. Ograniczenie wyładowań niezupełnych w złączach z uwagi na zastosowanie półprzewodzących krążków wypełniających otwór osiowy śruby.
  6. Powtarzalny z punktu widzenia wymaganej siły docisku system połączeń kabli z uwagi na nieobrotową końcówkę śruby i zmniejszenie poprzez to sił tarcia.
  7. Możliwość łączenia żył elastycznych klasy 5, dla których brak jest aktualnie osprzętu śrubowego do ich łączenia.

Nowy system połączeń dla całego typoszeregu kabli elektroenergetycznych z żyłami miedzianymi i aluminiowymi klasy 1, 2 i 5 w całym zakresie wymiarowym 10-1000 mm2 chroniony jest zgłoszeniem patentowym P.416173, P.429945, wzorem użytkowym W.126648 oraz wzorem przemysłowym 007717764.

Jak powstawała PIRANIA?

Wszystkie prace związane z wdrożeniem nowego systemu były podzielone na trzy etapy.

W pierwszym etapie opracowane zostały projekty wszystkich elementów systemu połączeń.

W pełnym projektowanym asortymencie, przeniesione zostały do środowiska 3D (Autodesk Inventor), gdzie zostały również zoptymalizowane pod kątem analizy numerycznej, a następnie zaimportowane do programu obliczeniowego.

Zostały wykonane symulacje obejmujące zarówno sprężyste (ANSYS), jak i sprężysto-plastyczne (Deform 2D/3D) odkształcenia poszczególnych modeli numerycznych, co pozwoliło na kompleksową analizę wytężenia każdego z elementów składowych systemu i jednocześnie odwzorowanie odkształcenia żył kabla podczas rzeczywistego wykonywania procesu połączenia. Prace te zostały wykonane przez Zespół Projektowy z Akademii Górniczo Hutniczej w Krakowie.

W drugim etapie pracowały trzy podmioty:

  • ERKO: nagrzewanie w cyklach prądowych systemów połączeń dla powstałych prototypów, pomiar rezystancji przejścia układów połączeń, badanie własności wytrzymałościowych gwintów.
  • AGH: ocena nowego systemu z punktu widzenia własności mechanicznych, jakości wewnętrznej i powierzchniowej oraz odporności reologicznej.
  • IEN: ocena nowego systemu z punktu widzenia własności elektrycznych systemu połączeń kabli wg PN-EN 61238-1:2004.

W trzecim etapie prac zostały przeprowadzone badania własności końcowych, prowadzone głównie w laboratorium firmy ERKO na przystosowanej do tego celu specjalistycznej aparaturze pomiarowej. Wybrane partie produkcyjne podlegały badaniom weryfikującym, realizowanym w formule podzlecenia na AGH i IEN. Instytucje te dodatkowo prowadziły doraźny nadzór technologiczny i weryfikowały doświadczalnie końcową technologię wytwarzania nowego typu systemu połączeń kabli w warunkach rzeczywistych.

Dzięki powyższym etapom prac i badań powstała gama złączek i końcówek PIRANIA – innowacyjny system połączeń kabli elektroenergetycznych klasy 1, 2 i 5 Cu i Al.

Złączki i końcówki posiadają Certyfikaty Instytutu Energetyki w Warszawie i są zgodne z normami:

  • Złączki ZSNP do 1kV IEC 61238-1-1:2018 (ed. 1.0) class A1, PN-EN 61238-1:2004
  • Końcówki KSNP do 6 kV   PN-EN  IEC 61238-1-3: 2020-1 klasa A, IEC 61238-1-1:2018 (ed. 1.0) class A1
  • Złączki ZSSP do 36 kV, PN-EN  IEC 61238-1-3: 2020-1 klasa A1, IEC 61238-1-1:2018 (ed. 1.0) class A1
  • Końcówki KSSP do 36 kV  PN-EN  IEC 61238-1-3: 2020-1 klasa A1, IEC 61238-1-1:2018 (ed. 1.0) class A1

Zobacz także: ERKO buduje nowy zakład przemysłowy

ERKO

Zapisz się na bezpłatny newsletter