Машини и инструменти за обработка на кабели и проводници

Инструменти, материалиСтатииСп. Инженеринг ревю - брой 1, 2015

ПОДОБНИ СТАТИИ

Oт сигурността на кабелните връзки в съвременните електрически силови, телекомуникационни и други кабелни мрежови инсталации зависи качеството и сигурността на предоставяната услуга.

За да бъдат здраво свързани помежду си или към различни други компоненти на мрежите, кабелите и проводниците се нуждаят от предварителна подготовка, както и от специални инструменти и оборудване за обработка и съединяване. На пазара се предлага богата гама от ръчни, полуавтоматични и автоматични инструменти и машини за обработка на кабели и проводници.

Те са предназначени за извършване на различни действия като рязане, оголване, кримпване или кербоване, съединяване чрез заваряване (сплайсване), терминиране, монтаж на кабелни обувки и др.

Достъпните решения варират от компактни преносими механични инструменти, през настолни машини до изцяло автоматизирани линии за обработка на кабели с различни сечения и приложения: едножилни и многопроводни, медни, алуминиеви и други проводници, гъвкави, гумирани, усукани, силови и комуникационни кабели, коаксиални и оптични кабели, кабели със стъклено-полимерни и полимерни изолации, плоски кабели и др.

Свързване на кабели и проводници
Кабелните връзки трябва да са изключително прецизни, за да осигуряват безпроблемно протичане на сигнала или напрежението и голяма механична здравина, устойчивост на вибрации и негативни въздействия на околната среда като влага например.

За тази цел след срязването на кабелите и проводниците на свободните краища се поставят специални накрайници (кабелни обувки, кабелни гилзи) или конектори, които да улеснят свързването към други кабели, клеми, куплунги или комуникационни устройства. Една от най-разпространените технологии за свързване на кабели и поставяне на накрайници е кримпването, при което чрез оказване на натиск съответният терминиращ елемент се свързва трайно с кабела или проводника.

В зависимост от сечението на проводника е необходима и различна сила на притискане. Най-често за тази цел се използват ръчни клещи, но за кабели с големи сечения (над 200 mm) се прилага т. нар. кербоване или кримпване с по-голям натиск посредством преси и други пневматични или автоматизирани устройства.

При необходимост от извършване на рязане, оголване и кримпване на кабели често се използват комбинирани инструменти, които извършват трите операции, като пестят време и средства на техниците.

Механични инструменти
Ръчните инструменти за обработка на кабели и проводници са преносими устройства, които най-често изискват механична сила за осъществяване на съответното действие – рязане, кримпване, оголване и зачистване на изолацията, поставяне на накрайници и др. В практиката обикновено се използват клещи или ножици, които – в зависимост от обработваните кабели, могат да са с изолация или без изолация. Действието им се основава на конвенционална лостова система, подобно на традиционните клещи и ножици.

Обикновено тези инструменти имат специфичен профил на главата с различна геометрия – квадратен, многоъгълен и пр., който при натиск деформира накрайника така, че да се прикрепи трайно към кабела.

За целта се избират накрайници с подходящ размер, които да са малко по-големи от сечението на кабела. В зависимост от дължината на дръжките на клещите и ножиците се прилага различен натиск. Обикновено дръжките са с ергономичен дизайн и с гумени или пластмасови покрития, които осигуряват удобство и безопасност при работа.

Невинаги обаче прилаганата механично сила е достатъчна за ефективното поставяне на накрайник или съединяване. В такива случаи се използват хидравлични, пневматични или електрически инструменти за обработка на кабели.

Пневматични и хидравлични инструменти
Пневматичните и хидравлични инструменти за обработка на кабели и проводници биват ръчни и настолни. Обикновено те се използват за кабели с по-големи сечения, тъй като системата с хидравличен флуид или сгъстен въздух (с налягане до над 6 bar) е в състояние да окаже в пъти по-голям натиск върху проводника в сравнение с механичната сила.

При ръчните инструменти хидравличният или пневматичен механизъм обикновено е вграден в едната от дръжките, като усилва многократно прилаганата сила (от 40-50 до над 200 kN). Тези инструменти осигуряват възможност за прецизност и повторяемост на действията с висока скорост, като в допълнение пестят време. В общия случай те са с тегло до 7-8 kg, което позволява лесното им ръчно транспортиране и използване.

Обикновено се предлагат цели комплекти за обработка, които включват основния инструмент с хидравличен или пневматичен механизъм и широк набор от накрайници (глави) и профили за различни дебелини и типове кабели и проводници.

Електрически инструменти
Електрическите инструменти за обработка на кабели и проводници обикновено са с вграден акумулатор или с кабел за свързване към източник на постоянно напрежение. Принципът им на работа е подобен на този на останалите ръчни инструменти, като принципно неудобство е зависимостта от източник на захранване.

Акумулаторните инструменти обикновено могат да бъдат използвани до няколко часа с едно зареждане в зависимост от честотата на извършваните действия. Натискът при рязане и кримпване, който оказват електрическите инструменти, най-често е от порядъка на 10-150 kN, а теглото им отново е до 7-8 kg.

Настолните електрически, хидравлични или пневматични преси за кабели обикновено се използват за серийни действия с критични изисквания към качеството и висока повторяемост. Обикновено те се активират чрез натискането на лост или бутон. Специални механизми за изправяне и обтягане на кабелите осигуряват прецизно рязане и позициониране на накрайниците.

Обработка на оптични кабели
Оптичните конектори са предназначени да бъдат свързвани и откачани много пъти, без това да повлияе на оптичната ефективност на връзката. Обикновено се използват конектори FC, SC, ST, LC, или MTRJ. Оптимална ефективност и качество на сигнала може да бъде постигната чрез спазване на стриктна процедура за терминиране на оптичната верига – задача, която изисква широк набор от инструменти за срязване, поставяне на конектор и сглобяване.

На пазара се предлагат цели комплекти от инструменти за обработка на оптични кабели, които позволяват на техниците лесно, бързо и прецизно инсталиране на кабелни мрежи. Всеки комплект съдържа инструменти за рязане, оголване, полиране, клещи за поставяне на конектори, инструменти за маркиране на кабелите, както и устройства за тестване "проводимостта" на кабелите и качеството на сигнала.

Сплайсване (заваряване) на кабели
При оптичните кабели механичното съединяване обикновено се избягва поради риска от затихване на сигнала или възникване на смущения. Ето защо за такива приложения се използват специализирани инструменти за заваряване (сплайсване) на оптичните влакна. Двата края на влакната се прикрепят към специални протектори и полимерната обвивка в краищата им се срязва и премахва.

Краищата се срязват перпендикулярно с голяма точност и се поставят в специални държачи в инструмента. Сплайсерът е оборудван със система за подравняване на краищата. Той генерира малка искра, която изгаря остатъците от изолацията и всякакви други замърсявания.

Следващият етап от процеса е повишаването на температурата в точката на заваряване чрез генериране на по-голяма искра. На този етап краищата на кабела се свързват трайно. Изисква се прецизен контрол на мястото на насочване на искрата и количеството отделена енергия, за да не се разтопи ядрото на оптичните влакна и да се смеси с изолацията.

Автоматизирани линии за обработка на силови кабели
Напълно автоматизираните линии за обработка на кабели и проводници обикновено се използват в индустриален мащаб и извършват комбинация от дейности за подготовка. Най-често те са организирани в работни станции за извършването на дадена задача – рязане, оголване, усукване, запояване или кримпване, в желаната последователност.

Автоматизираните линии са оборудвани с контролни системи, базирани на микропроцесорно управление, позволяващи въвеждане на конкретни параметри на обработка (сечение на кабела, дължина на срязване и оголване и др.), висока ефективност и прецизност. Автоматизираните линии са оборудвани с технологии за мониторинг на прилаганата сила, детекция на дефекти, инспекция на готовите кабели, сортиране и др.

Top