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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA
Conexão e terminação de fios e cabos. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Trabalho elétrico Para se sentir confiante e seguro em seu apartamento, você deve verificar se a seção transversal dos fios da fiação elétrica corresponde à carga real máxima, bem como a corrente dos fusíveis de proteção ou do disjuntor. Na maioria das vezes, a falha de contato ocorre na junção dos fios. A operacionalidade e a durabilidade da fiação elétrica dependem em grande parte de quão bem os fios estão conectados uns aos outros e os fios estão conectados aos contatos dos componentes elétricos. Portanto, é aconselhável conhecer os métodos que garantem uma conexão confiável antes de iniciar o trabalho. O principal objetivo de cada conexão é um contato confiável e durável em um circuito elétrico. Ao conectar os fios, deve-se ter em mente que a resistência da conexão não deve exceder a resistência do próprio fio; além disso, é necessário garantir resistência mecânica suficiente nas juntas, especialmente naquelas partes da corrente onde não está excluído o estiramento acidental. De acordo com a natureza da conexão, eles são classificados em sobrenatural (solda, solda, crimpagem) e destacável (em parafusos, terminais de parafuso, pinos ou trançados). Como já mencionado, os fios mais comuns para fiação elétrica são os condutores de alumínio e são relativamente baratos. Porém, são os condutores de alumínio os mais difíceis de conectar, pois em sua superfície está sempre presente uma película de óxido (dura e refratária), que se forma como resultado da reação de oxidação do alumínio com o oxigênio. O filme de óxido é um condutor muito ruim de corrente elétrica, então as conexões destacáveis aquecem visivelmente. Obviamente, antes de conectar os fios, o filme pode ser removido por decapagem, mas ele se forma instantaneamente. Além disso, o fio de alumínio tem um baixo limite de escoamento; esta desvantagem é especialmente evidente em conexões aparafusadas (grampos de parafuso): o alumínio é simplesmente é espremido por baixo do grampo, o contato é significativamente enfraquecido. O filme de óxido também complica muito a implementação de conexões permanentes: ao soldar, evita que o núcleo adira à solda e, ao soldar, forma inclusões indesejadas no fundido. Além disso, o óxido de alumínio funde a uma temperatura de pelo menos 2000 ° C (isso é 3 vezes mais alto que o ponto de fusão do alumínio puro). Fios com condutores de cobre, bem como com condutores feitos de ligas de cobre (latão, bronze), são melhor conectados por solda. Vamos considerar cada um dos tipos de conexões separadamente. Conecte as conexões A maneira mais fácil de conectar os fios entre si é uma torção simples. Para implementá-lo, é necessário liberar as pontas do fio de 3 a 5 cm de comprimento do isolamento e limpá-las com brilho com uma pequena lima ou lixa. É necessário torcer os núcleos com muita força, bobina a bobina. As pontas restantes após a torção são cuidadosamente cortadas com uma lima e as voltas extremas são pressionadas com um alicate. A torção dos fios também pode ser realizada pelo método da bandagem: as pontas descarnadas são presas em um torno de mão e enroladas com fio descarnado macio (para a bandagem, é melhor usar fio de cobre com diâmetro de 0,6-1,5 mm; neste caso, o diâmetro do fio da bandagem não deve ser maior que o diâmetro dos núcleos torcidos). A parte do meio da bandagem deve ser separada: se mais tarde for necessário soldar essa conexão, a solda penetrará melhor na junção dos fios. Após a conexão, as pontas dos fios são dobradas em ângulo reto e outras 8 a 10 voltas do curativo são aplicadas na parte superior. As pontas das veias remanescentes da torção são serradas com uma lima. O método de torção simples ou de bandagem é aplicável apenas para conectar fios entre si, é impossível conectar o fio aos contatos dos componentes elétricos por torção. A maneira mais conveniente (e também bastante confiável) de conectar fios a componentes elétricos é conectar usando grampos de contato, que podem ser parafusos e molas. A técnica para fazer conexões com grampos de contato é a seguinte. Se condutores de alumínio de fio único e cobre trançado estiverem envolvidos na conexão, os terminais de parafuso são equipados com uma arruela moldada ou uma arruela de asterisco, que evita que o núcleo seja espremido por baixo da fixação; e para conectar fios com núcleo de alumínio - também uma arruela de pressão dividida, que fornece pressão constante no núcleo (Fig. 18).
Antes da conexão, o fio é descarnado da maneira usual em uma seção correspondente a três diâmetros do terminal de parafuso mais 2-3 mm. Para garantir um contato confiável, os condutores de alumínio podem ser limpos com lixa fina lubrificada com vaselina. Se o núcleo for de vários fios, então, em sua extremidade, os fios individuais são torcidos em um flagelo apertado. Em seguida, a extremidade do núcleo é dobrada em um anel (com diâmetro igual ao diâmetro do parafuso de fixação) usando um alicate de ponta redonda ou alicate. É melhor dobrar o anel no sentido horário, isso evitará que ele se desenrole quando o parafuso for apertado. O parafuso ou porca de fixação é apertado até que a arruela de pressão esteja totalmente comprimida, após o que é apertada mais meia volta. Atualmente, os componentes elétricos são equipados com fixadores de parafuso do tipo grampo e pressão: ao fazer essas conexões, a extremidade descascada e descascada do fio não é dobrada em um anel e a extremidade reta do núcleo é inserida no grampo e pressionada com um parafuso. As conexões do tipo braçadeira tipo mola são utilizadas principalmente em luminárias com lâmpadas fluorescentes para conexão de fios aos soquetes das lâmpadas. Seu design é uma placa elástica feita de bronze de alta qualidade, que pressiona firmemente o núcleo do fio no corpo da braçadeira. Este projeto de conexão elimina completamente um conector espontâneo e, para liberar o fio, se necessário, basta inserir uma agulha de tricô de aço (ponta fina de chave de fenda) na braçadeira, dobrar a placa de mola e soltar o fio. Todas as partes utilizadas para conexão com fios de alumínio devem ter revestimento galvanizado anticorrosivo. O mesmo requisito se aplica às peças de aço. Um fio de alumínio com seção transversal de 2,5 mm2 é conectado a fios de reforço de cobre (por exemplo, com fios de candelabro), sólidos e trançados, usando braçadeiras de candelabro. Primeiro, os fios a serem conectados são limpos com lixa (cobre da maneira usual e alumínio - sob uma camada de vaselina) e lubrificados com pasta de quartzo-vaselina. Após a decapagem, os fios são presos à barra e prensados com parafusos com arruelas elásticas. A conexão é inserida na base da braçadeira do candelabro e fechada com uma tampa. Ao adquirir componentes elétricos com grampos de parafuso, é necessário prestar atenção ao tipo de grampos, porque alguns dispositivos de instalação elétrica (uma série de cartuchos roscados para lâmpadas incandescentes, cartuchos para lâmpadas fluorescentes e starters, interruptores de pequeno porte de passagem e embutidos) são equipados com grampos que fornecem conexões apenas com fios de cobre. Conexões permanentes Todos os métodos de conexões destacáveis são convenientes principalmente porque, se necessário, eles podem ser facilmente desmontados e restaurados novamente. No entanto, conexões desse tipo nem sempre fornecem alta confiabilidade e durabilidade do contato. Portanto, nos casos em que é necessário garantir a resistência especial da conexão, ela é produzida de forma integral: por solda, solda ou crimpagem. Este método de conectar fios, como a solda, é amplamente utilizado para conectar contatos elétricos - tanto em fios quanto em eletrodomésticos para conectar os condutores de elementos elétricos. A soldagem é frequentemente usada em equipamentos eletrônicos. No entanto, o uso de solda não se aplica a contatos submetidos a estresse mecânico ou calor. No processo de soldagem, além dos fios de fios e das superfícies de contato às quais os fios são fixados, também estão envolvidos soldas e fluxos. A solda é uma liga de chumbo-estanho na forma de um fio ou bastão que, ao soldar, desempenha o papel de um material de conexão. Soldas de dois graus são produzidas para soldar fios comuns: POS-30 ou POS-40; eles diferem entre si no conteúdo de estanho em porcentagem em peso (respectivamente 30 e 40%). A temperatura de fusão das soldas para POS-30 é de 225 °C e para POS-40 - 234 °C. Para soldar dispositivos semicondutores, são utilizadas soldas com adição de bismuto, gálio, cádmio; Os aditivos dão fusibilidade às soldas, seu ponto de fusão não excede 150 °C. Se as peças de cermet estiverem envolvidas na soldagem, uma mistura de pó é usada como solda. Os fluxos no processo de soldagem desempenham o papel de isoladores das superfícies soldadas da formação de um filme de óxido durante o aquecimento; além disso, reduzem a tensão superficial da solda. Os fluxos devem atender aos seguintes requisitos: - na faixa de temperaturas de fusão da solda, os fluxos devem manter a estabilidade de sua composição química (não se decompor em componentes) e atividade; - não devem entrar em reação química com metal e solda; - produtos de interação de fundentes com um filme de óxido devem ser facilmente removidos por lavagem ou evaporação; - Os fluxos devem ter uma fluidez suficientemente alta. Os fluxos universais (adequados para soldar fios de alumínio e cobre com peças feitas de vários metais) são resina e ácido de solda. Para soldar fios de aço, um fluxo da seguinte composição seria mais adequado: 3 partes de ácido clorídrico corroído e 1 parte de uma solução aquosa saturada de amônia. À venda existem ligas na forma de barras ou arame, nas quais a solda e o fluxo são combinados. Antes da soldagem, as pontas dos fios são liberadas do isolamento e cuidadosamente limpas com lixa até que apareça brilho. Para obter uma conexão mais forte, é preferível estanhar as pontas dos núcleos (cobrir com uma camada de solda derretida). Em seguida, as pontas são torcidas juntas. Existem muitas maneiras de torcer os núcleos para soldar (Fig. 19-22). O uso de um ou outro método depende do material do núcleo, sua seção transversal e a finalidade funcional da conexão.
Antes da soldagem, os condutores de cobre podem ser torcidos de qualquer maneira, e os condutores de alumínio são preferíveis com uma ranhura (neste método, quase toda a superfície dos condutores em contato é coberta com solda, por isso é protegido de forma mais confiável da formação de um filme de óxido. Ao soldar fios com uma seção transversal grande, é melhor usar torção de bandagem ou uma combinação de torção de bandagem e torção de ranhura, pois é difícil torcer firmemente e com firmeza fios de seção grande juntos. A superfície do fio da bandagem também deve ser estanhada com solda derretida. Se for necessário conectar fios trançados por solda, depois de descascar os fios de cada fio, eles são torcidos juntos em tranças e só depois são torcidos (Fig. 22). A técnica de soldagem não é particularmente difícil. Consiste nas seguintes etapas: 1. Aqueça o ferro de solda. O grau de aquecimento pode ser verificado mergulhando a ponta do ferro de solda em amônia sólida: se a amônia chiar e sair fumaça azul, o ferro de solda está quente o suficiente e você pode começar a soldar; não superaqueça o ferro de solda; 2. No processo de aquecimento, geralmente forma-se incrustação na ponta do ferro de solda, por isso deve-se limpá-la com uma lima; 3. A parte de trabalho do ferro de solda é primeiro imersa no fluxo e depois na solda, de modo que gotas de solda derretida permaneçam em sua ponta. Não é necessário tirar gotas muito grandes de solda, basta uma quantidade que a solda cubra os fios de todos os lados durante a soldagem e ao mesmo tempo as voltas da bandagem ou torção fiquem visíveis por baixo da camada; 4. As superfícies dos núcleos torcidos são aquecidas com ferro de solda, preenchendo os espaços entre eles com solda fundida; 6. Quando o local de solda esfriar, um cotonete embebido em acetona remove os resíduos de fluxo e produtos de sua reação com o filme de óxido. Se uma torção de fios grossos for soldada, para obter uma conexão forte, é necessária uma grande quantidade de solda, que não pode ser transportada de uma só vez na ponta do ferro de solda. Nesse caso, a soldagem é mais fácil de realizar de uma maneira um pouco diferente: os fios torcidos dos fios são aquecidos com um ferro de solda, depois um bastão de solda é levado diretamente para a ponta do ferro de solda, a solda derrete e flui para a própria torção. Como já dissemos, a soldagem de condutores de alumínio é bastante difícil devido ao filme de óxido que se forma instantaneamente na superfície do alumínio, mesmo depois de ter sido totalmente decapado. Para facilitar o processo de soldagem, você pode usar um dos dois métodos.: - em primeiro lugar, os condutores de alumínio podem ser pré-limpos com lixa fortemente lubrificada com vaselina. Partículas abrasivas de lixa removerão o filme de óxido e a vaselina impedirá sua reforma; - em segundo lugar, para evitar a formação de uma película de óxido, o estanhamento das pontas dos núcleos antes da torção deve ser feito sob uma camada de óleo de costura ou breu derretido, acrescentando-lhes um pouco de limalhas de aço. Uma ponta de ferro de solda fricciona o núcleo sob pressão, enquanto limalhas de aço descascam o filme de óxido e uma camada de óleo ou resina isola o núcleo da interação do alumínio com o oxigênio atmosférico. Após a soldagem dos fios de aço, os produtos da interação do fluxo com o filme de óxido são removidos com pano oleoso e resfriados. A camada de solda, como nos outros casos, deve cobrir toda a torção. Mas a conexão mais confiável e durável dos fios de alumínio e cobre é fornecida pela soldagem. Embora esse método seja mais complicado e demorado em comparação com outros tipos de conexões e também exija equipamentos especiais, ainda está disponível em casa (ao colocar e consertar fiação elétrica e eletrodomésticos por conta própria). A essência da soldagem é o aquecimento de contato das pontas dos fios com um eletrodo de carbono até formar uma bola fundida, que se forma no ponto de contato dos fios com o eletrodo. O uso do método de soldagem ao conectar condutores de alumínio ou cobre é limitado por sua seção transversal: condutores de alumínio podem ser soldados se sua seção transversal não exceder 10 mm2 e cobre - com seção transversal de 4 mm2. Para a produção de trabalhos de soldagem, é utilizado um autotransformador de laboratório de 9 ampères (LATR), um pouco modificado para realizar esta operação. É necessário remover o controle deslizante que regula a tensão do transformador e enrolar o enrolamento secundário sobre o enrolamento principal (primário). O enrolamento secundário deve ser isolado da rede com várias camadas de papel transformador especial e várias camadas de fita isolante à base de algodão ou tecido envernizado. Após esse reequipamento, a tensão na saída do transformador deve ser de pelo menos 6-10 V e a potência deve ser de pelo menos 0,5 kW. O eletrodo e as pontas dos fios a serem soldados são conectados nas pontas do enrolamento secundário do transformador. Na ausência de um dispositivo LATR, ele pode ser feito (enrolado) de forma independente. Como o núcleo do transformador, pegue o ferro do transformador em forma de W; a seção transversal do circuito magnético deve ser de pelo menos 25 cm2. O número de voltas para os enrolamentos primário e secundário é fácil de calcular usando as seguintes fórmulas:
onde W1 e W2 são o número de voltas dos enrolamentos primário e secundário; U1 e U2 - tensão na entrada e saída do transformador; S - seção do circuito magnético do transformador de ferro em forma de W. Considere um exemplo específico: é necessário enrolar um transformador com seção transversal de circuito magnético de 30 cm2, que pode ser usado em uma tensão de rede de 220 V; a tensão de saída deve ser de 10 V. Nessas condições, W1 = 40 x 220/30 = 293,33, ou seja, 293; W2 \u40d 10 x 30 / 13,33 \u13d 293, ou seja, 13. Assim, o enrolamento primário do transformador deve consistir de 0,8 voltas e o secundário - de 1. Desde que um fio com diâmetro de 15-20 mm deva ser usado para o enrolamento primário, a seção transversal total dos fios do enrolamento secundário deve ser de pelo menos 2-3 mmXNUMX. É mais conveniente enrolar o enrolamento simultaneamente com três fios paralelos com um diâmetro de XNUMX mm. Para a fabricação do eletrodo, pode-se utilizar a escova de carvão do antigo motor do comutador ou o revestimento de grafite da haste do carrinho. Um pequeno orifício é escavado na escova ou liner, no qual o fluxo é colocado e que contribui para a formação de uma bola a partir do fundido. O eletrodo acabado com fluxo é fixado com segurança nas braçadeiras. Na soldagem desses equipamentos, é necessário um auxiliar, pois, ao manipular dois contatos ao mesmo tempo, é impossível ligar e desligar o transformador sozinho. Mas se, além do transformador, você fizer um grampo (Fig. 23), que fixará simultaneamente o eletrodo de carbono e os fios conectados, o assistente será supérfluo.
A preparação dos fios para a realização de uma conexão permanente por soldagem é semelhante à preparação para a soldagem, embora tenha uma característica: a torção dos fios para soldagem deve ser realizada apenas de forma paralela, e as pontas dos fios remanescentes da torção devem ter o mesmo comprimento, proporcionando a ambos os fios um contato confiável com o eletrodo de carbono (Fig. 24).
O fluxo também está envolvido no processo de soldagem. Seu objetivo é o mesmo da soldagem - proteger o derretimento do oxigênio atmosférico. O fluxo para soldagem consiste em 5 partes de cloreto de potássio, 3 partes de cloreto de sódio e 2 partes de criolita; pode ser usado como fluxo de soldagem e bórax comum (tetraborato de sódio). O processo de soldagem é realizado na seguinte ordem: o eletrodo de carbono é acionado (é mais seguro fazer isso ao ar livre), o fluxo é derramado no orifício do eletrodo de carbono, a torção do fio é abaixada na massa do fluxo e pressionada contra o eletrodo, o transformador é ligado. Sob a ação de uma corrente elétrica, o eletrodo de carbono começa a aquecer, o fluxo derrete e envolve os fios a serem soldados, impedindo o acesso de oxigênio a eles e evitando assim a oxidação do metal dos fios. Quando o ponto de fusão do metal é atingido, os veios derretem e se fundem em uma bola. O transformador está desligado. Para que o transformador seja desligado a qualquer momento, é utilizado em seu projeto um interruptor de passagem (geralmente utilizado nos fios das luminárias de chão), que é desviado com um fio separado e mantido na mão. Depois que o local de solda finalmente esfriou e endureceu (é impossível abrir o contato dos núcleos e do eletrodo antes desse tempo, pois pode ocorrer uma queimadura grave com respingos de metal fundido), ele é limpo de fluxo, envernizado e isolado. Onde o transformador de soldagem deve ser instalado durante a soldagem? Com base em considerações sobre a qualidade do trabalho de soldagem, o transformador deve estar localizado próximo ao local de trabalho, ou seja, o comprimento dos fios que conectam o transformador ao eletrodo de carbono e os fios a serem soldados devem ser mínimos. Quanto mais distante o transformador estiver do local onde é feita a soldagem, maior será a perda de tensão devido ao comprimento da linha elétrica e, conseqüentemente, a qualidade da junta soldada é prejudicada. Sem experiência em soldagem, se for necessário conectar fios (ou fios com uma peça), é por meio da soldagem que não se deve ter pressa em fazer uma operação responsável de imediato - a princípio é melhor dominar a tecnologia de soldagem em cortes desnecessários de fios. A conexão e terminação dos fios por crimpagem é realizada da seguinte forma. Fios e cabos são liberados do isolamento em uma seção igual em comprimento ao tubular parte do terminal (metade do comprimento da luva de conexão) mais 2 mm para fios e 10 mm para cabos. A ponta do fio liberada do isolamento é coberta com uma camada de vaselina ou pasta e limpa com uma escova de metal para dar brilho. Em seguida, limpe a ponta do fio da vaselina contaminada e cubra-a novamente com vaselina limpa. A extremidade descascada do núcleo é inserida na ponta ou luva de conexão, limpa e preenchida com pasta de zinco-vaselina ou quartzo-vaselina, de modo que o núcleo entre na ponta até parar e na luva de conexão - metade de seu comprimento. Depois disso, eles são pressionados em dois lugares, ou seja, são crimpados. Para fios com seção transversal de 16-50 mm2, são utilizadas pinças do tipo PK-1, para fios com seção transversal de 16-240 mm2, é utilizada uma prensa hidráulica do tipo RGP-7M; Depois de remover as rebarbas e inspecionar as mangas ou terminais prensados, a seção do núcleo do fio ou cabo entre o terminal e o isolamento ou a luva e o isolamento é cuidadosamente limpa de resíduos de pasta, revestida com um verniz à prova de umidade de secagem ao ar (por exemplo, asfalto) para proteção contra corrosão e envolvido com fita isolante. De cima, a fita isolante é coberta com uma camada do mesmo verniz. A conexão e ramificação de condutores de alumínio de fio único pré-torcido com seção transversal de 2,5-10 mm2 pode ser feita por crimpagem (sem mangas e pasta) usando pinças KSP-4. Com este método, para obter um bom contato, é necessário limpar cuidadosamente as extremidades de conexão e mantê-las limpas e a limpeza dos elementos de crimpagem das pinças durante o processo de crimpagem. Fios de fio único de alumínio são conectados a braçadeiras de cobre de motores elétricos e aparelhos elétricos da mesma forma que os produtos de instalação. Este foi o último dos métodos de conexão de fios (ou fios e componentes elétricos) que são utilizados na instalação e reparo de fiação elétrica (aparelhos elétricos). E agora algumas regras (ou dicas) comuns a todos os métodos de conexão: - o isolamento das pontas dos fios para torção deve ser removido de forma que a torção consista em pelo menos cinco voltas; - como o isolamento é removido nas junções dos núcleos e fios e o metal fica exposto, existe a possibilidade de que com o tempo o metal possa sofrer corrosão (interagindo com a umidade do ar), o que afetará a resistência e a qualidade da conexão, por isso é recomendável proteger a torção e as seções descarnadas adjacentes do fio com uma camada de verniz betuminoso, betume ou tinta a óleo; - seções de fios sem isolamento após fazer conexões (por qualquer método) devem ser isoladas de forma confiável, e vários núcleos de dois ou mais fios de núcleo são isolados separadamente; o isolamento não deve cobrir apenas a própria junção, mas também capturar a trança de fio em ambos os lados. Em ambientes úmidos e úmidos, é melhor usar cloreto de polivinila em vez de fita isolante emborrachada para isolar as junções dos fios. - ligações e ramificações de fios devem ser feitas somente nos locais apropriados caixas com tampa de fechamento. A propósito, nas caixas de junção e junção, os fios podem ser apertados com conexões aparafusadas, para isso, porcas ou parafusos são pressionados na base das caixas (Fig. 25);
- independentemente do método de conexão, eles devem estar localizados em locais onde o impacto sobre eles de estiramento e outras cargas mecânicas seja excluído; - as caixas de derivação e junção devem estar localizadas em locais de fácil acesso para trabalhos de reparo (por exemplo, as caixas de derivação não devem ser mascaradas sob ladrilhos cerâmicos ou uma camada de gesso, devem ser instaladas de forma que a tampa fique nivelada com a parede); - como os condutores de alumínio são muito instáveis à fratura, é recomendável conectá-los por meio de solda; - todas as partes e contatos conectados aos fios de alumínio devem ter um revestimento galvânico anticorrosivo. Autor: Korshevr N.G.
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