При проходженні електричного струму деталі контактного з'єднання нагріваються і внаслідок нагрівання розширюються. Особливо значне нагрівання і розширення відбуваються при короткому замиканні. Розширення не однаково по всьому контактному з'єднанню, так як його деталі мають різні коефіцієнти лінійного розширення.
Болти з'єднань мідних і алюмінієвих шин працюють в несприятливих умовах, оскільки коефіцієнт лінійного розширення сталевого болта менше, ніж мідної або алюмінієвої шини: крім того, болти при короткому замиканні завжди нагріваються значно менше, ніж шини.
У режимі короткого замикання на болти діють додаткові сили, які, складаючись з силою затяжки болта, можуть привести до залишковим деформацій і ослаблення контактного з'єднання при зниженні температури. Чим більше товщина пакета шин, тим більші механічні напруги виникають в стягають болтах. Ці напруги можуть бути знижені застосуванням тарілчастих пружин.
Тарілчасті пружини електротехнічного призначення виготовляються по ГОСТ 17279-71 двох типів:
- Ш пружини для підтримки контактного тиску в з'єднаннях шин,
- К - пружини для підтримки контактного тиску в з'єднаннях кабельних наконечників з висновками електрообладнання, що мають зменшену контактну площину в порівнянні з шинами
Основні параметри пружин наведені на рис.1.
Мал. 1. Тарілчаста пружина.
Допускається виконувати з'єднання без застосування тарілчастих пружин, але з установленням з боку алюмінію потовщеною шайби під головку болта або під гайку. Розміри нормальних (ГОСТ 11371-78) і збільшених (ГОСТ 6958-78) шайб наведені в довідкових таблицях.
Довжина перекриття (нахлеста) з'єднуються в контактному з'єднанні при одному або чотирьох болтах рідко перевищує ширину шини, а при двох болтах складає від 1,5 до 2 розмірів ширини шини.
Зменшення перехідного опору контактного з'єднання досягається підвищенням тиску і зниженням жорсткості.
Рис 2. Контактна з'єднання шин з поздовжнім розрізом.
Для зменшення жорсткості контактного з'єднання на шинах роблять поздовжні розрізи шириною 3 4 мм, довжиною 50 мм (рис. 2).
Мідь луджена - 0,5 - 10,0
Мідь, латунь, бронза нелудженому - 0,6 12,0
Сталь луджена - 10,0 - 15,0
Сталь нелудженому - 60,0
Довжина болтів вибирається таким чином, щоб після складання і затягування з'єднань залишалося не менше двох ниток вільної різьблення.
Затягування болтів контактних з'єднань виробляють гайковим ключем, забезпечуючи значення крутних моментів, наведені в довідкових таблицях.
Затягування болтів на з'єднаннях з тарілчастими пружинами виробляють в два прийоми. Спочатку болт затягують до повного стиснення тарельчатой пружини, потім з'єднання послаблюють поворотом ключа в зворотну сторону на 1/4 обороту для болтів Мб і М12 і на 1/6 обороту для інших болтів.
Мал. 3. З'єднання мідної жили з плоским висновком з міді або сплаву алюмінію: а - для болтів до М8, б - для всіх розмірів болтів, 1 - висновок, 2 - наконечник, 3 - шайба, 4 - болт, 5 - шайба пружинна, 6 - гайка, 7 - жила.
Приєднання плоских провідників до плоских висновків з міді або алюмінієвого сплаву (рис. 3) проводиться за допомогою сталевих болтів (ГОСТ 7798-70), гайок (ГОСТ 5915-70) і шайб (ГОСТ 11371-78), а до висновків з алюмінію - із застосуванням засобів стабілізації контактного тиску: тарілчастих пружин або кріпильних виробів з мідних або алюмінієвих сплавів з коефіцієнтом лінійного розширення (18-21) х 10-6 ° с-1 (рис. 4).
При складанні з'єднання з тарілчастими пружинами з боку алюмінієвого виведення ставлять збільшену, а з боку мідної лапки наконечника - нормальну шайбу. У з'єднаннях з тарілчастими пружинами гайки не застосовують.
Мал. 4. З'єднання мідної жили з плоским висновком з алюмінію: а - із застосуванням тарілчастих пружин, б - із застосуванням кріпильних деталей з кольорових металів, 1 - висновок, 2 - мідний наконечник, 3 - шайба пружинна, 4 - болт сталевий, 5 - гайка сталева, 6 - шайба сталева збільшена, 7 - пружина тарілчаста, 8 - жила мідна, 9 - болт з кольорового металу, 10 - гайка з кольорового металу, 11 - шайба з кольорового металу.
Якщо тарілчасті пружини або болти і гайки з кольорових металів необхідних розмірів відсутні під'єднання можна виконувати із застосуванням збільшеної шайби за умови, що перехідний опір і температура нагріву з'єднання виявляться в заданих межах.
Мал. 5. Приєднання двох наконечників до плоского висновку.
У тих випадках, коли контактні з'єднання експлуатується в приміщенні з відносною вологістю більше 80% і температурою не нижче 20 ° С або в хімічно активному середовищі, воно виконується за допомогою перехідних мідно-алюмінієвих пластин. Безпосереднє з'єднання мідної жили з алюмінієвим висновком може виконуватися в тому випадку, коли алюмінієвий висновок має захисне металопокриття.
Мал. 6. Перехідні деталі для підключення до висновків більше двох наконечників.
При виконанні приєднання, до плоского висновку двох жил кабелю наконечники слід розташовувати по обидва боки плоского затиску (рис. 5) для того, щоб забезпечити найменшу перехідний опір і зберегти більш рівномірний Токораспределение. Якщо до висновку потрібно під'єднати більше двох наконечників або отвір висновку не відповідає отвору наконечника, використовують перехідні деталі. До перехідної деталі наконечники приєднуються симетрично (рис. 6).
Приєднання плоских мідних провідників і наконечників до штирьовим контактним висновків обладнання виконується за допомогою стандартних гайок з міді і її сплавів. З'єднання при номінальних токах до 30 А виконують за допомогою сталевих гайок, покритих оловом, нікелем або кадмієм.
Мал. 7. Приєднання наконечника до штирові висновками: 1 - наконечник, 2 - гайка мідна збільшена, 3 - гайки сталеві, 4 - штирьовий висновок, 5 - жила.
Мал. 8. З'єднання двох наконечників з штирьовим висновком: 1 - наконечники, 2 гайки, 3 штирьовий висновок.
Алюмінієві плоскі провідники при токах до 250 А приєднуються так само, як мідні, а при токах від 250 до 400 А для приєднання застосовують збільшені наполегливі гайки (рис. 7).
Приєднання двох наконечників до штирові висновками (рис. 8) необхідно виконувати симетрично, а при приєднанні більше двох наконечників використовують перехідні деталі.
При токах понад 400 А слід використовувати мідно-алюмінієві наконечники або підсилювати (плакованих) кінці шин.
Підключення круглих провідників до плоских і штирьовим висновків проводиться після формування їх у вигляді кільця з допомогою шайб-зірочок. Лапки шайб-зірочок при закручуванні гвинта або гайки не повинні торкатися поверхні виведення або наполегливої гайки, щоб колечко жили було надійно притиснуто до затиску.
Кільце дроти укладається під головку болта або гайки так, щоб воно при закручуванні болтів або гайок вичавлювати з-під них (рис. 9). У тих випадках, коли алюмінієва однодротова жила оконцованнимі кільцевим наконечником (пістоном), шайба-зірочка не застосовується.
Мал. 9. З'єднання алюмінієвої жили перерізом до 10 мм2 з висновками: а - плоским, б - штирьовим, 1 - гвинт, 2 - шайба пружинна, 3 - шайба-зірочка, 4 - жила, вигнута в кільце, 5 - затиск плоский, 6 - штирьовий висновок, 7 - гайка.
Мал. 10. З'єднання мідної жили перетином до 10 мм2 з висновками: а, б - плоским, в, г - штирьовим, 1 - гвинт, 2 - шайба пружинна, 3 шайба, 4 - однодротова жила, вигнута в кільце, 5 - плоский зажим , 6 - штирьовий затиск, 7 - гайка, 8 - жила, оконцоваііая плоским кільцевим наконечником.
Мідні жили перерізом до 10 мм2 з'єднуються з плоскими і штирові висновками за допомогою гвинтів, шайб, пружинних шайб і гайок (рис. 10). При приєднанні жив, закінчуватися наконечником (пістоном), шайба не використовується.
Мал. 11. З'єднання алюмінієвої багатопроволкової жили з циліндричним затискачем: а - із застосуванням штифтового наконечника, б - після сплаву кінця жили в моноліт з добавкою легуючих присадок, 1 - корпус, 2 - притискна гвинт, 3 - штифтової наконечник, 4 - жила багатодротяна, 5 - кінець жили, сплавлений в моноліт.
З гвинтовими зажимами для втичні приєднання алюмінієві або мідні багатодротяна жили можуть з'єднуватися після оконцевания штифтовим наконечником або після сплаву кінця жили в моноліт з добавкою легуючих присадок.