Konstrukční vlastnosti vodičů a kabelů

Strukturální prvky

Jakýkoli elektrický vodič sestává z následujících částí, ne vždy ze všeho najednou, může pouze z několika:

1. Vedení žíly. Slouží k vedení proudu s minimálním možným ohřevem. Hlavní požadavky na žíly: dobrá flexibilita, odolnost proti korozi, vysoká elektrická vodivost a samozřejmě nízké náklady.
2. Izolace. Bariéra, která by měla poskytovat největší možný odpor vůči elektrické energii procházející jádrem. Izolační vrstva by měla mít nejvyšší možné dielektrické vlastnosti, zatímco v největším možném teplotním rozsahu. Kromě toho musí být izolace ohebná.
3. Obrazovka. Je nutné chránit vodivé jádro před všemi druhy vnějšího elektromagnetického rušení. Návrhovým požadavkem na stínící vrstvu je 100% izolační ohyb.
4. Izolace pásů. Slouží k další ochraně vodičů a kabelů před poruchami.
5. Shell. Chrání dirigent před mechanickým poškozením, atmosférickými jevy i pronikáním vlhkosti.
6. Ochranný kryt. Další plášť používaný při provozu kabelových produktů v obtížných podmínkách.

Konstrukce kabelů a vodičů se skládá z těchto jednotlivých prvků. Pokud se chcete dozvědět více o odrůdách a vlastnostech každé komponenty, podrobnější přehled je uveden níže.

Přehled parametrů

Vodivé jádro

Žíly kabelů, vodičů a kabelů jsou vyráběny v souladu s aktuálním GOST 22483-2012, což je standard a určuje stejnosměrný odpor 1 km jádra při teplotě + 20 ° C. K identifikaci elektrického odporu potřebujete znát průřez, materiál výroby a třídu vodičů. Každý parametr budeme brát v úvahu, abyste pochopili, jak to ovlivňuje návrh elektrických vodičů a kabelů.

Stupeň drátu může být od 1 do 6. Čím vyšší je stupeň, tím lepší je flexibilita vodiče. Například stupně 1 a 2 se používají pro výrobu kabelových produktů, které budou použity výhradně pro pevnou instalaci. Pro připojení mobilních mechanismů musíte použít kabely s třídou flexibility 3 až 6.

Pokud jde o materiál výroby, jedná se o velmi důležitý parametr.Měď vede proud lépe a je odolnější vůči mechanickému poškození. Nevýhodou měděných drátů je však vyšší cena a náchylnost ke korozi, zejména při vysoké vlhkosti a teplotě. Hliník je levnější a méně náchylný ke korozi, ale je křehčí a tvoří oxidový film, který zvyšuje kontaktní odpor. Výhody a nevýhody hliníkové kabeláže Zkoumali jsme v samostatném článku.

Izolace

Izolační vrstvu mohou představovat následující materiály:

1. Polyvinylchloridová sloučenina (PVC). Nejběžnější typ izolace, který má při pokojové teplotě (+20 ° C) vysoký odpor. Nevýhodou PVC směsi je nedostatečná flexibilita ve srovnání s pryží a skutečnost, že izolační odpor drátu je výrazně snížen při teplotě + 70 ° C a vyšší. Výhody polyvinylchloridové plastové směsi: nízká cena, dobrá odolnost vůči mnoha chemikáliím, vlhkost a nízká hořlavost.
2. Zesítěný polyetylen (SPE). Používá se pro výrobu kabelových produktů vysokého napětí uložených v podzemí. Konstrukce zesíťovaných polyethylenových kabelů má dobrou flexibilitu, nízkou hygroskopičnost (absorpci vlhkosti) a možnost zahřátí na +130 ° C. Nevýhodou kabelů SPE je složitost výroby, potřeba používat cizí zařízení, a proto jsou náklady na produkt mnohem vyšší než analogové.
3. Polyetylen. Může to být nízká hustota (LDPE) a vysoká (HDPE). Výhody: dielektrické vlastnosti jsou 300krát vyšší než vlastnosti izolace z PVC, nízká hygroskopičnost, odolnost vůči chemickým činidlům. Nevýhodou polyethylenu je však snížení dielektrických vlastností drátu se zvyšující se teplotou, špatnou flexibilitou a současně vysokou cenou. Konstrukce kabelů s polyethylenovou izolací je dobře zavedena pro pokládku stacionárních kabelů v průmyslových zařízeních.
4. Izolační pryž. Díky své flexibilitě se nejčastěji používá k připojení mobilních mechanismů a zařízení. Flexibilní, levný, má vysoké dielektrické vlastnosti. Ztrácí však své elektrické izolační vlastnosti při teplotách nad +80 ° C, je náchylný k poškození ultrafialovým zářením a co je nejdůležitější, není odolný proti hoření.
5. Izolace impregnovaného papíru (BPI). Konstrukce papírem izolovaných kabelů sestává z kabelových papírových pásek impregnovaných speciální viskózní nebo nekapající směsí. Požadavky na výrobu tohoto typu kabelových a papírových pásek by se neměly shodovat při položení na sebe. Nejsou povoleny více než tři zápasy nebo dokonce dvě, pokud je nejnižší páska v kontaktu s stínící vrstvou nebo vodivým jádrem. Použití kabelů s izolací BPI - položení vedení vysokého napětí do země. Výhody - nízké náklady a vysoké elektrické izolační vlastnosti. Nevýhody - absorpce vlhkosti, vysoké nebezpečí požáru, nízká odolnost proti mechanickému poškození a izolační tekutost se zvyšující se teplotou, proto se doporučuje použít vodič výhradně pro horizontální instalaci.
6. Silikonový kaučuk. Má vysokou tepelnou odolnost, elektrické izolační parametry, dobrou pevnost a flexibilitu. Zároveň je mírně odolný vůči chemikáliím, konstrukce drátu se během oděru zničí a je poměrně drahá. Používá se zpravidla v podmínkách se zvýšenou teplotou.
7. Polytetrafluorethylen (PTFE). Má dobrou odolnost proti mechanickému poškození i při teplotách do + 250 ° C, zatímco je dobře odolný proti chemickému napadení. Nevýhody tohoto typu ochrany jsou vysoké náklady a toxicita.

Obrazovka

Další součástí konstrukce kabelů a vodičů je stínící vrstva, jejímž účelem je ochrana vodiče před elektromagnetickým rušením. Obrazovka se nejčastěji používá v řídicích kabelech a vedeních vysokého napětí.

Hlavní typy obrazovek:

• z metalizovaného papíru (pokud návrh umožňuje izolaci BPI);
• měděný drát (pro PVC a gumu);
• pozinkovaný ocelový drát (brnění + jeřáb);
• vodivá guma (s pryžovou izolací).

Stínící vrstva může být aplikována jak na celý svazek jader, tak na každé zvlášť. Zpravidla je flexibilní a navíc umožňuje chraňte drát před mechanickým poškozením, nicméně, kvůli přítomnosti obrazovky v designu, běžný metr produktu bude stát více.

Shell

Tento konstrukční prvek elektrických kabelů a vodičů chrání před negativními účinky slunečního záření, vlhkosti, agresivních látek a samozřejmě mechanického poškození.

U kabelových výrobků s impregnovanou papírovou izolací se používá olověné nebo hliníkové pouzdro. Pokud je izolační vrstva představována PVC plastem nebo pryží, pak skořepinou může být buď PVC nebo hadicová guma.

Olověné pouzdro má dobrou flexibilitu a odolnost proti chemickému napadení, může být pájeno na poli. Nevýhodou je, že olovo má nízký bod tání, takže při vystavení teplu a vibracím se mohou ve skořápce objevit praskliny až do úplného prasknutí. Bojují s těmito nedostatky přidáním antimonu a měděných přísad do návrhu.

Hliník je více než 2krát silnější než olovo, odolný vůči vibracím a může působit jako brnění a dokonce jako obrazovka. Jedinou špatnou věcí je, že hliníkový plášť kabelu má špatnou odolnost vůči korozi půdy a také stojí více.

PVC plastová směs je levná, mírně poškozená chemikáliemi, má mechanickou pevnost a zároveň docela těsná. Má však nízkou flexibilitu, nízkou odolnost vůči mechanickému namáhání a lehké stárnutí.

Hadicová guma ve srovnání s obvyklými dobře přijímá zatížení tahem, rázy a kroucením. Kromě toho může být odolný vůči oleji, nízkým teplotám a vznícení. Nevýhody - je zničeno současným vystavením kyslíku a slunečnímu záření, zatímco špatná odolnost proti chemickému útoku.

Ochranný kryt

Posledním prvkem v konstrukci kabelů a elektrických vodičů je ochranný kryt, který se může skládat z polštáře, vrstvy brnění a vnějšího krytu.

Účelem polštáře je dodatečná ochrana izolační vrstvy před poškozením ocelovými páskami nebo kovovým drátem, které zase představují brnění. Polštář může být vyroben z:

• krepový papír (má vysoké protažení k rozbití);
• plastové pásky (alternativa krepového papíru);
• živičná kompozice (lepí se dohromady).

Vrstva pancéřování je potřebná k ochraně struktury vodiče před jakýmkoli druhem mechanického namáhání. Ocelové pásky neabsorbují tahové síly a mohou být dále chráněny proti korozi. Zejména dvě vrstvy ocelových pásek poskytují dobrou ochranu proti mechanickému poškození. Drát zabraňuje kroucení pramene a funguje dobře v tahu. Nechrání před mechanickým poškozením.

Vnější kryt by měl kabelu poskytovat těsnost a odolnost vůči různým atmosférickým jevům. Může být představována kabelovou přízí ze skleněných vláken, dodatečně impregnovanou bitumenem nebo potahem z plastu (směs PVC nebo polyethylen).

Typicky může být uvedený vnější kryt zahrnut do konstrukce kabelů vysokého napětí s izolací BPI. Lehké vnější potahy jsou vlastní vodičům: bavlněná příze, laminát, šicí nebo lněné vlákno.Prýmek může být také ošetřen antimykotickou nebo povětrnostní kompozicí nebo dokonce lakem, který bude chránit před vlhkostí.

To je vše, co jsme vám chtěli říct o tom, z čeho se skládá kabel a drát. Nakonec doporučujeme sledovat video, ve kterém jsou jasně ukázány všechny jednotlivé strukturální prvky, pořadí jejich umístění:

Jak vidíte, konstrukce vodičů a kabelů může být docela komplikovaná, takže nebude obtížné vybrat si vhodnou verzi dirigenta pro vaše vlastní podmínky!

Bude zajímavé si přečíst:

• Barevné značení drátu
• Co jsou kabelové průchodky
• Typy terminálových bloků