Tidsbesparande skarvningsteknik

Funktionen hos skruvförbindningar förenklar betydligt arbetet med att skarva kablar jämfört med andra skarvningssystem. Ett fåtal storlekar av skruvförbindningar täcker ett stort ledarareaområde. Själva tekniken är enkel, och reducerar risken för felmontage till ett minimum.

Skruvförbindningar är inget nytt. Men under de senaste åren har tekniken snabbt utvecklats mot bland annat enklare skruvförbindningar. Första generationen som kom på 1980-talet konstruerades för endast 1 kV kablar. De hade 1 - 4 skruvar som måste dras med momentnyckel.

Stort framsteg
Det stora framsteget kom då "knäckbara" skruvar infördes. Dessa var konstruerade med en inbyggd och förbestämd brottfunktion som gjorde momentnyckeln överflödig. Brottfunktionen innebär att vid montering går skruven av vid ett givet åtdragningsmoment. Detta var ett stort framsteg både när det gäller kortare monteringstid och minskad felrisk på grund av felkalibrerade momentnycklar.

Täcker flera ledarareor
Framgångarna ledde till ökad press på tillverkarna att konstruera skruvförbindningar också för högre spänningar. Utmaningen var att hålla de elektriska fältstyrkorna på tillräckligt låg nivå (dvs undvika skarpa kanter). Lösningen var rundare former och skruvar med flera brottställen. Skruvarna "knäcker" då ungefär i jämnhöjd med hylsan, inga utstickande delar alltså. Vid 1 kV har detta ingen större betydelse. De större tillverkarna patenterade sina skruvkonstruktioner. En av de större fördelarna med dagens skruvförbindningar är att de täcker flera ledarareor och material, och tillsammans med en lämplig isolationslösning resulterar skruvförbindningarna i ett enkelt och användarvänligt skarvsystem.

Hög styrka
Skruvförbindningar har konstruerats för att uppfylla samma krav som aktuella kablar när det gäller strömbelastning och mekanisk draghållfasthet. Förbindningen tillverkas av en aluminiumlegering med hög såväl mekanisk som elektrisk styrka, faktiskt ännu bättre än vid motsvarande system baserat på ren aluminium. Hylsans insida har tvärgående rillor som vid montering skall bryta oxidskiktet. För att uppnå optimalt kontakttryck, krävs att skruvarna är förskjutna med en viss vinkel i förhållande till varandra.

Elektriska krav
Det viktigaste kravet på en elektrisk kontakt är att förbindningen under drift har en lägre temperatur än ledaren. För att uppnå detta måste kontaktresistansen vara låg och den termiska ledningsförmågan vara hög. Detta leder till att oxidskiktet måste avlägsnas före montering, eller att konstruktionen är sådan att oxidskiktet bryts av förbindningen under montering. Man kan använda stålborste för att ta bort oxidskiktet. Ett kontaktfett har strukits på skruvarna vilket leder till att man får en effektiv kontaktyta.

Teknisk information
De i Norge mest använda skruvförbindningarna är testade enligt IEC 61238-1, men i Sverige används ofta skruvförbindningar testade enligt DIN-standard.
Testerna görs för att bedöma om förbindningarna klarar de förhållanden som kan uppstå under drift. IEC-testet består bland annat av ett belastnings-cykeltest, där ledartemperaturen ökas till 120-140ºC med hjälp av en belastningsström, varefter ledaren får svalna till 30ºC. Denna cykel upprepas 1000 gånger. En cykel tar ca 1 timme.
Efter 200 cykler genomförs ett kortslutningsprov, där ledartemperaturen ökas till 250-270ºC.
Efter kortslutningsprovet genomförs de återstående 800 cyklerna.
Den mekaniska hållfastheten skall för aluminiumledare vara 40 N/mm2, max 20 kN, och för kopparledare 60 N/m2, max 20 kN. För en aluminiumledare på 50 mm2 motsvarar detta en hållfasthet på 40x50 = 2 000 N = 2 kN.