对于绝缘导线的连接,其基本步骤为剥切绝缘层、线芯连接(焊接或压接)、恢复绝缘层。
3.7.2.1 剥切绝缘层
在导线连接前,需要把导线端部的绝缘层剥去,剥去绝缘层的长度,依照接头方法和导线截面不同而不同。剥切方法通常有单层剥法、分段剥切法和斜削法三种。单层剥法适用于塑料电导线;分层剥法适用于绝缘层较多的导线,如橡皮线、铅皮线等;斜削法就是像削铅笔一样;导线绝缘层剥切后的形状如图3-58所示。
图3-58 导电线绝缘层剥切后的形状
(a)单层剥法;(b)分段剥切法;(c)斜削法
剥切时,不要割伤线芯,否则会降低导线的机械强度,会因截面减少而增加电阻。
3.7.2.2 线芯连接(焊接或压接)
(1)单芯铜导线连接。
1)直接连接。单芯铜导线直线连接有绞接法和缠卷法。
①绞接法适用于4.0mm2及以下的单芯线连接。将两线互相交叉,用双手同时把两芯线互绞2~3圈后,扳直与连接线成90°,将每个芯线在另一芯线上缠绕5圈,剪断余头,如图3-59所示。
图3-59 直线连接的绞接法
②缠卷法有加辅助线和不加辅助线两种,适用于6.0mm2及以上的单芯线直接连接。将两线相互并合,加辅助线(填一根同径芯线)后,用绑线在并合部位中间向两端缠卷,长度为导线直径的10倍。然后将两线芯端头折回,在此向外再单卷5圈,与辅助线捻绞2圈,余线剪掉,如图3-60所示。
图3-60 单芯线直线缠绕接法
2)分支连接。单股铜导线的T字分支连接如图3-61所示,将支路芯线的线头紧密缠绕在干路芯线上5~8圈后剪去多余线头即可。对于较小截面的芯线,可先将支路芯线的线头在干路芯线上打一个环绕结,再紧密缠绕5~8圈后剪去多余线头即可。
单股铜导线的十字分支连接如图3-62所示,将上下支路芯线的线头紧密缠绕在干路芯线上5~8圈后剪去多余线头即可。可以将上下支路芯线的线头向一个方向缠绕,也可以向左右两个方向缠绕。
3)并接连接。
①处将芯线捻绞2圈,留余线适当长剪断、折回压紧,防止线端部插破所包扎的绝缘层,如图3-63所示。
②单芯线并接三根及以上导线时,将连接线端相并合,在距绝缘层15mm处用其中一根芯线,在其连接线端缠绕5圈剪断。把余线头折回压在缠绕线上,如图3-64所示。
③不同直径的导线并接头,若细导线为软线时,则应先进行挂锡处理。先将细线在粗线上距离绝缘层15mm处交叉,并将线端部向粗线端缠卷5圈,将粗线端头折回,压在细线上,如图3-65所示。
图3-61 单股铜导线的T字分支连接
图3-62 单股铜导线的十字分支连接
图3-63 两根单芯线并接头
图3-64 三根及以上单芯线并接头
图3-65 不同线径导线接头
4)压接连接。单芯铜导线塑料压线帽压接,可以用在接线盒内铜导线的连接,也可用在夹板配线的导线连接。单芯铜导线塑料压线帽,用于1.0~4.0mm2铜导线的连接,是将导线连接管(镀银紫铜管)和绝缘包缠复合为一体的接线器件,外壳用尼龙注塑成型。
使用压线帽进行导线连接时,在导线的端部剥削绝缘后,根据压线规格、型号分别露出线芯长度13mm、15mm、18mm插入压线帽内。如填不实,再用1~2根同材质、同线径的线芯插入压线帽内填补,也可以将线芯剥出后回折插入压线帽内,使用专用阻尼式手握压力钳压实。
(2)多芯铜导线连接。
1)直线连接。先将剖去绝缘层的芯线头散开并拉直,然后把靠近绝缘层约1/3线段的芯线绞紧,接着把余下的2/3芯线分散成伞状,并将每根芯线拉直,如图3-66(a)所示。把两个伞状芯线隔根对叉,并将两端芯线拉平,如图3-66(b)所示。以7芯铜导线为例,把其中一端的7股芯线按2根、3根分成3组,把第一组两根芯线扳起,垂直于芯线紧密缠绕,如图3-66(c)所示。缠绕两圈后,把余下的芯线向右拉直,把第二组的两根芯线扳直,与第一组芯线的方向一致,压着前两根扳直的芯线紧密缠绕,如图3-66(d)所示。缠绕两圈后,也将余下的芯线向右扳直,把第三组的三根芯线扳直,与前两组芯线的方向一致,压着前四根扳直的芯线紧密缠绕,如图3-66(e)所示。缠绕三圈后,切去每组多余的芯线,钳平线端,如图3-66(f)所示。除芯线缠绕方向相反,另一侧的制作方法与前述相同。
图3-66 7芯铜线的直线连接
2)分支连接。以7芯铜导线为例,把分支芯线散开钳平,将距离绝缘层1/8L处的芯线绞紧,再把支路线头7/8的芯线分成4根和3根两组,并排齐;然后用螺钉旋具把干线的芯线撬开分为两组,把支线中4根芯线的一组插入干线两组芯线之间,把支线中另外3根芯线放在干线芯线的前面,如图3-67(a)所示。把3根芯线的一组在干线右边紧密缠绕3~4圈,钳平线端;再把4根芯线的一组按相反方向在干线左边紧密缠绕,如图3-67(b)所示。缠绕4~5圈后,钳平线端,如图3-67(c)所示。
7芯铜线的直线连接方法同样适用于19芯铜导线,只是芯线太多可剪去中间的几根芯线;连接后,需要在连接处进行钎焊处理,这样可以改善导电性能和增加其力学强度。19芯铜线的T形分支连接方法与7芯铜线也基本相同。将支路导线的芯线分成10根和9根两组,而把其中10根芯线那组插入干线中进行绕制。
3)人字连接。多芯铜导线的人字连接,适用于配电箱内导线的连接,在一些地区也用于进户线与接户线的连接。多芯铜导线人字连接时,按导线线芯的接合长度,剥去适当长度的绝缘层,并各自分开线芯进行合拢,用绑线进行绑扎,绑扎长度应为双根导线直径的5倍,如图3-68所示。
图3-67 7芯铜线的T形连接
图3-68 多芯铜导线人字连接
4)用接线端子连接。铜导线与接线端子连接适用于2.5mm2以上的多股铜芯线的终端连接。常用的连接方法有锡焊连接和压接连接。铜导线和端子连接后,导线芯线外露部分应小于1~2mm。锡焊连接是把铜导线端头和铜接线端子内表面涂上焊锡膏,双根导线放入熔化好的焊锡锅内挂满焊锡,将导线插入端子孔内,冷却即可。
铜导线与端子压接可使用手动液压钳及配套的压模进行压接。剥去导线绝缘层的长度要适当,不要碰伤线芯。清除接线端子孔内的氧化膜,将芯线插入,用压接钳压紧。
(3)铜导线锡焊连接。
1)电烙铁锡焊。如果铜芯导线截面面积不大于10mm2,它们的接头可用150W电烙铁进行锡焊。可以先将接头上涂一层无酸焊锡膏,待电烙铁加热后,再进行锡焊即可。
2)浇焊。对于截面面积大于16mm2的铜芯导线接头,常采用浇焊法。首先将焊锡放在化锡锅内,用喷灯或电炉使其熔化,待表面呈磷黄色时,说明焊锡已经达到高热状态,然后将涂有无酸焊锡膏的导线接头放在锡锅上面,再用勺盛上熔化的锡,从接头上面浇下,如图3-69所示。因为起初接头较凉,锡在接头上不会有很好的流动性,所以应持续浇下去,使接头处温度提高,直到全部缝隙焊满为止。最后用抹布擦去焊渣即可。
(4)铝导线的连接。
1)单股铝导线压接。由于铝极易氧化,而铝氧化膜的电阻率很高,严重影响导线的导电性能,所以,铝芯导线直线连接不宜采用铜芯导线的方法进行,一般采用压接管压接法连接。单芯铝线压接适用于10mm2及以下的单芯铝线。将导线的绝缘层剥削掉,清除导线氧化膜并涂中性凡士林油膏。压接用的铝套管的槽中心线要在同一直线上。
当采用圆形套管压接时,将铝芯线分别在铝套管两端插入,各插到套管一半处,用压接钳压接成型,如图3-70所示。
图3-69 铜芯导线接头的浇焊
图3-70 单线圆管压接
当采用椭圆形套管时,应使两线对接后,线头分别露出套管两端4mm,然后用压接钳压接成形,如图3-71所示。
单股铝线分支连接时,可采用椭圆形铝套管压接,如图3-72所示。
图3-71 单线椭圆管压接
图3-72 单线分支压接
铝导线在接线盒内压接时,待导线绝缘层剥去后,露出长度一般为30mm,将导线表面处理干净,把芯线插入适合线径的铝管内,使用专用端头压接钳把铝管和线芯压实两处,达到线管一体。
单芯铝导线塑料压线帽接线是将导线连接管(铝合金套管)和绝缘包扎复合为一体的接线器件,适用2.5mm2和4.0mm2铝导线的连接。在导线的端部剥削绝缘后露出长18mm线芯,插入压线帽内;若填不实可以再用1~2根同材质、同线径的线芯插入压线帽内,也可以将导线绝缘层剥削后露出适当长度的线芯后回折插入压线帽内,使用专用阻尼式手握压力钳压实。
塑料螺旋接线钮适用于6mm2及以下的单芯铝线。采用塑料绝缘螺旋接线钮连接时,导线剥去绝缘后,把连接芯线并齐捻绞,保留芯线约为15mm剪去前端,使之整齐,然后选择合适的接线钮,顺时针方向旋紧,要把导线绝缘部分拧入接线钮的导线空腔内。塑料螺旋接线钮的选用和做法,如图3-73所示。
2)多股铝导线压接。截面为16~240mm2铝导线可采用机械压钳或手动油压钳压接。铝压接管的铝纯度应高于99.5%。
图3-73 塑料螺旋接线钮的选用和做法
(a)剥线;(b)捻绞;(c)剪断;(d)旋紧
压接前,先把两根导线端部的绝缘层剥去。每端剥去长度为连接管长度的一半加上5mm,然后散开线芯,用钢丝刷将每根导线表面的氧化膜刷去,并立即在线芯上涂以石英粉和中性凡士林油膏,再把线芯恢复原来的绞合形状。同时,用圆锉除去连接管内壁的氧化膜和油垢,涂一薄层石英粉和中性凡士林油膏。中性凡士林油膏的作用是使铝表面与空气隔绝,不再氧化。石英粉(细度应为10000孔)的作用是帮助在压接时挤破氧化膜,二者的质量比为1∶1或1∶2(凡士林)。涂上石英粉和中性凡士林油膏后,分别将两根导线插入连接管内,插入长度为各占连接管的一半,并相应划好压坑的标记。根据连接导线截面的大小,选好压模装到钳口内。
压接时,可按图3-74所示的顺序进行,共压四个坑。先压管两端的坑,然后压中间两个坑。四个坑的中心线应在同一条直线上。压坑时,应该一次压成,中间不能停顿,直到上下模接触为止。压完一个坑后,稍停10~15min,待局部变形继续完成稳定后,就可松开压口,再压第二个口,依次进行。压接深度、压口数量和压接长度应符合产品技术文件的有关规定。压完后,用细齿锉刀锉去压坑边缘及连接端部因被压而翘起的棱角,并用砂布打光,再用浸蘸汽油的抹布擦净。
图3-74 直接连接压坑顺序
3)多股铝导线的分支线压接。压接操作基本与上述相同。压接时,可采用两种方法,一种是将干线断开,与分支线同时插入连接管内进行压接,如图3-75所示。为使线芯与线管内壁接触紧密,线芯在插入前除应尽量保持整圆外,线芯与管子空隙部分可补填一些铝线。铝接管规格的选择,可根据主线与分线总的截面面积考虑。
另一种方法是不断开主干线,而采用围环法压接,也就是用开口的铝环,套在并在一起的主线和支线上,将铝环的开口卷紧叠合后,再进行压接。
图3-75 多股铝导线分支连接
4)铝导线的焊接。电阻焊是用低电压大电流通过铝线连接处(或炭棒本身)的接触电阻产生的热量,将全部铝芯熔接在一起的连接方法。焊接时需要降压变压器(或电阻焊机)容量为1~2k VA,二次电压为6~36V。配用一种特殊焊钳,焊钳上用两根直径为8mm的炭棒作电极,焊钳引线采用10mm2的铜芯橡皮绝缘软线。
焊接前,应先按焊接长度接好线,把连接线端相并合,用其中一根芯线在其他连接线上缠绕3~5圈后顺直,按适当长度剪断,如图3-76所示。
接线后应随即在线头前端沾上少许用温开水调合成糊状的铝焊药,接通电源后,将两个电极碰在一起,待电极端都发红时(长约5mm),立即分开电极,夹在沾了焊药的线头上,待铝线开始熔化时,慢慢撤去焊钳,使其熔成小球,如图3-77所示。然后趁热浸入清水中,清除焊渣和残余焊药。
图3-76 单芯铝导线电阻焊接法
图3-77 铝导线电阻焊
另一种方法是将两电极相碰并稍成一个角度,待电极端部发红时,直接去接触导线连接的端头(线端应朝下),待铝线熔化后向上托一下焊钳,使焊点端部形成圆球状。如果连接线端面较大时,可把电极在线端做圆圈形移动,待全部芯线熔化时,再向上托一下,撤下电极后再将电极分开,这样导线端都可以形成蘑菇状。焊接后应将导线立即蘸清水除去导线上残余的焊渣和焊药。
气焊前将铝导线芯线剥开、顺直、合拢,用绑线把连接部分做临时缠绑。导线绝缘层处用浸过水的石棉绳包好。焊接时火焰的焰心距离焊接点2~3mm,当加热至熔点时,即可加入铝焊粉,借助焊药的填充和跳动,即可使焊接处的铝芯相互融合,而后焊枪逐渐向外端移动,直到焊完,然后立即蘸清水清除焊药。铝导线的气焊连接如图3-78所示。
图3-78 多芯铝导线气焊
熔焊连接的焊缝不应有凹陷、夹渣、断股、裂缝及根部未焊合的缺陷。焊缝的外形尺寸应符合焊接工艺评定文件的规定,焊接后应清除残余焊药和焊渣。
3.7.2.3 恢复绝缘层
当发现导线绝缘层破损或完成导线连接后,一定要恢复导线的绝缘。要求恢复后的绝缘强度不应低于原有绝缘层。所用材料通常是黄蜡带、涤纶薄膜带和黑胶带,黄蜡带和黑胶带一般选用宽度为20mm。
(1)直线连接接头的绝缘恢复。
1)首先将黄蜡带从导线左侧完整的绝缘层上开始包缠,包缠两根带宽后再进入无绝缘层的接头部分,如图3-79(a)所示。
2)包缠时,应将黄蜡带与导线保持约55°的倾斜角,每圈叠压带宽的1/2左右,如图3-79(b)所示。
3)包缠一层黄蜡带后,把黑胶布接在黄蜡带的尾端,按另一斜叠方向再包缠一层黑胶布,每圈仍要压叠带宽的1/2,如图3-79(c)、(d)所示。
图3-79 直线连接接头的绝缘恢复
(2)T形连接接头的绝缘恢复。
1)首先将黄蜡带从接头左端开始包缠,每圈叠压带宽的1/2左右,如图3-80(a)所示。2)缠绕至支线时,用左手拇指顶住左侧直角处的带面,使它紧贴于转角处芯线,而且要使处于接头顶部的带面尽量向右侧斜压,如图3-80(b)所示。
3)当围绕到右侧转角处时,用手指顶住右侧直角处带面,将带面在干线顶部向左侧斜压,使其与被压在下边的带面呈X状交叉,然后把带再回绕到左侧转角处,如图3-80(c)所示。
4)使黄蜡带从接头交叉处开始在支线上向下包缠,并使黄蜡带向右侧倾斜,如图3-80(d)所示。
5)在支线上绕至绝缘层上约两个带宽时,黄蜡带折回向上包缠,并使黄蜡带向左侧倾斜,绕至接头交叉处,使黄蜡带围绕过干线顶部,然后开始在干线右侧芯线上进行包缠。如图3-80(e)所示。
6)包缠至干线右端的完好绝缘层后,再接上黑胶带,按上述方法包缠一层即可,如图3-80(f)所示。
图3-80 T形连接接头的绝缘恢复
(3)十字形连接接头的绝缘恢复。对导线的十字分支接头进行绝缘处理时,包缠方向如图3-81所示,走一个十字形的来回,使每根导线上都包缠两层绝缘胶带,每根导线也都应包缠到完好绝缘层的两倍胶带宽度处。
图3-81 十字形连接接头的绝缘恢复
(4)注意事项。
1)在为工作电压为380V的导线恢复绝缘时,必须先包缠1~2层黄蜡带,然后再包缠一层黑胶带。
2)在为工作电压为220V的导线恢复绝缘时,应先包缠一层黄蜡带,然后再包缠一层黑胶带,也可只包缠两层黑胶带。
3)包缠绝缘带时,不能过疏,更不能露出芯线,以免造成触电或短路事故。
4)绝缘带平时不可放以在温度很高的地方,也不可以浸染油类。
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