Firma ERKO jako jeden z kluczowych dostawców branży elektrotechnicznej wyróżnia się dbałością o najwyższą jakość oferowanych wyrobów. W trosce o zapewnienie konkurencyjności oferowanych produktów ERKO tworzy własne, innowacyjne rozwiązania technologiczne i konstrukcyjne. W odpowiedzi na stale rosnące potrzeby współczesnego rynku zespół badawczo-rozwojowy ERKO opracował nowatorski system połączeń kabli elektroenergetycznych PIRANIA.
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 napraw sieci elektrycznych i energetycznych, w tym morskich i lądowych farmach wiatrowych zasilanych w trudnych warunkach.
Śrubowe złączki i końcówki są wygodniejsze w użyciu od złączek w systemie zaprasowywania, w związku z czym są chętniej wybierane przez instalatorów. Doskonale sprawdzają się jako alternatywa złączek zaciskanych mechanicznie, gdyż posiadają liczne zalety, do których należą m.in. uniwersalność, wysoka jakość połączenia oraz szybkość i łatwość montażu.
Działanie złączek i końcówek śrubowych PIRANIA
Firma ERKO opracowała i wprowadziła nową generację złączek i końcówek śrubowych pod nazwą PIRANIA. System wyróżnia się specjalną konstrukcją zespołu dociskowego żyły kabla do korpusu złączki i końcówki. Idea nowatorskiej technologii polega na tym, że po dokręceniu śruby do żyły kablowej następuje (przy odpowiedniej sile docisku) zerwanie śruby na ostatnim od strony korpusu złączki dnie bruzdy gwintu – zawsze, niezależnie od rodzaju żyły. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu śruby rurowej w kształcie stożka oraz wykorzystaniu generujących się samoczynnie osiowych sił rozciągających śrubę na odcinku pomiędzy korpusem złączki a łbem śruby. Gwint korpusu złączki ma odpowiednią długość, dzięki czemu śruba po zerwaniu jest zawsze zlicowana z jego powierzchnią zewnętrzną.
Innowacyjność technologii PIRANIA
System PIRANIA jest innowacyjny na skalę ogólnoświatową. Do wyjątkowych cech systemu należy m.in. powtarzalność miejsca zerwania się śruby, dzięki specjalnej konstrukcji zespołu dociskającego. Niezależnie od rodzaju i wymiarów żyły, w systemie PIRANIA śruba zawsze zrywa się na równo z powierzchnia zewnętrzną korpusu złączki. Niepodważalną zaletą systemu jest przede wszystkim uniwersalność pozwalająca na znaczne zmniejszenie liczby wymaganych kompletów zestawów złączek oraz zespołów dociskających w porównaniu z rozwiązaniami tradycyjnymi. Możliwe jest zastosowanie pojedynczej złączki do przewodów o różnej budowie żyły i szerokim zakresie przekrojów.
Innowacyjny system gwarantuje również brak uszkodzeń żył kablowych podczas procesu montażu złączki z uwagi na zastosowanie nieobracającej się końcówki śruby o kształcie dedykowanym do kształtu i budowy żyły. Specjalny kształt końcówki śruby zapewnia także wyższą odporność na relaksację sił docisku, a zastosowanie półprzewodzących krążków wypełniających otwór osiowy śruby znacząco ogranicza wyładowania niezupełne w złączach. Połączenia wykonywane przy użyciu systemu połączeń PIRANIA są powtarzalne z punktu widzenia wymaganej siły docisku z uwagi na nieobrotową końcówkę zastosowanej śruby.
Niewątpliwie cechą szczególną technologii PIRANIA jest możliwość łączenia żył elastycznych klasy 5, dla których brak jest aktualnie osprzętu śrubowego, umożliwiającego wykonanie trwałych połączeń.
Alternatywa dla systemu zaprasowywania
Końcówki i złączki śrubowe cechuje prostota i łatwość montażu, szczególnie w trudno dostępnych miejscach. Do montażu złącz śrubowych instalator potrzebuje jedynie klucza imbusowego lub nasadki i uchwytu uniwersalnego do podtrzymywania złączki i końcówki.
Obecnie na rynku dostępnych jest wiele rodzajów końcówek i złączek śrubowych, niewiele różniących się korpusami, jednak z zupełnie odmiennymi rodzajami śrub i gwintów. Popularne śruby wykonane są często z mosiądzu lub aluminium, z pokryciem cyny lub bez. Kontrola momentu oraz wysokości zerwania śruby w tym przypadku 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. Takie rozwiązanie jest 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. W niektórych rozwiązaniach możliwe jest dokręcenie źle zerwanej śruby, co skutkuje jednak negatywnym wpływem na jakość łącza. W przypadku braku takiej możliwości konieczne jest opiłowanie wystającej śruby, co również nie jest korzystne ze względu na zanieczyszczenie łącza opiłkami, które mogą przebić mufę.
Bardzo istotne jest zapewnienie długotrwałego i stabilnego połączenia łączonych elementów, gdyż połączenia śrubowe muszą wytrzymać od 25 do nawet 50 lat. Ponieważ śruba stykowa bezpośrednio styka się z elementem przewodzącym prąd elektryczny, dochodzi do zmieniających się
w czasie oddziaływań prowadzących do chemicznego lub mechanicznego uszkodzenia przewodzących powierzchni stykowych. Śruba zrywalna z kolei ma za zadanie wytworzenie jak największej efektywnej powierzchni stykowej między dwoma metalowymi elementami stykowymi – między korpusem złączki czy końcówki a żyłą roboczą kabla. Dzięki odkształceniu plastycznemu tych elementów następuje dodatkowo zniszczenie istniejących warstw obcych, jak np. warstwa tlenkowa. Warto zwrócić uwagę na prawidłowość: im więcej uzyskanych powierzchni stykowych, tym mniejsza rezystancja zestykowa.
Zalety technologii śrubowej
- Możliwość zastosowania jednej złączki do przewodów o różnej budowie żyły i szerokim zakresie przekrojów
- Oszczędność w dziedzinie utrzymania zapasów magazynowych (wystarczy zamówić np. 2 typy złączek zamiast 10)
- Uniwersalność
- Szybkość montażu
- Szeroki zakres przekrojów (pokrywane są jednym elementem połączeniowym)
- Prosty i szybki montaż (wykonywany małymi i lekkimi narzędziami)
Jak powstawała PIRANIA?
Prace zespołu badawczo-rozwojowego ERKO nad stworzeniem systemu PIRANIA trwały trzy lata i podzielone były 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. Wykonano 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 badań udział brały trzy podmioty:
- ERKO odpowiedzialne za nagrzewanie w cyklach prądowych systemów połączeń dla powstałych prototypów, pomiar rezystancji przejścia układów połączeń oraz badanie własności wytrzymałościowych gwintów.
- AGH zajmujące się oceną nowego systemu z punktu widzenia własności mechanicznych, jakości wewnętrznej i powierzchniowej oraz odporności reologicznej.
- IEN poddające nowy system ocenie 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 na skalę światową 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
Więcej na temat innowacyjnego systemu połączeń PIRANIA
