Элементы конструкции кабелей с полимерной изоляцией

Введение

Кабели это наиболее практичное и удобное средство для передачи электриче­ства, однако сфера их применения этим не ограничивается. Развитие кабельной про­мышленности привело к появлению разнообразных конструкций кабелей и расши­рению типов применяемых в них материалов.

Элементы конструкции кабелей с полимерной изоляцией

Электрические кабели с изоляцией на основе полимерных материалов по-суще-ству состоят из металлических проводников с малым сопротивлением (для переда­чи электрического тока), покрытых полимерной изоляцией (изолирующей провод­ники один от другого, а также от окружающей среды) и оболочки, которая создается с учетом требуемых технических характеристик и предполагаемых условий экс­плуатации. В состав кабеля могут включаться и другие компоненты проводящий и изолирующий экран, металлический экран (в основном для получения однородного радиального поля), армирующая металлическая проволока или лента для механиче­ской защиты, лента для защиты от воды, металлическая оболочка для предотвраще­ния проникновения влаги. На рис. 16.1 показана конструкция типичного кабеля с полимерной защитой.

Рис. 16.1 Типичная конструкция высоковольтного кабеля с изо­лирующей полимерной оболочкой, изготовленной экструзией:

7 — многожильный проводник; 2     полупроводящий экран провод­ника; 3 — экструдированная изоляция; 4      полупроводящий ди­электрический экран; 5     экранирующая медная лента; 6 — внут­ренняя оболочка; 7 — проволочная броня; 8 — внешняя оболочка

Металлические проводники

С точки зрения экономии и универсальности в качестве материала проводников в электрических кабелях предпочтительны медь (удельное сопротивление при 20 °С: 1,724-1,727 Ом м х КГ8) и алюминий (удельное сопротивление при 20 °С: 2,803-2,826 Ом м х 10 8), хотя в гибких высокоэла­стичных кабелях используется только медный провод­ник. Для компенсации различия в проводимости пло­щадь поперечного сечения проводника алюминиевого кабеля должна быть увеличена почти в 1,6 раза по срав­нению с медью. Стандарты Международной электро­технической комиссии (1ЕС) 28 и 111 регламентируют электрические характеристики меди и алюминия соот­ветственно. Для предотвращения вредной химической реакции меди и полимера металл покрывают оловом, особенно в случае кабелей с эластомерной изоляцией. Для высокотемпературных применений луженая медь (с оловянным покрытием) может быть заменена медью с никелевым или серебряным покрытием. Если важна прочность проводника, вместо меди может применять­ся медно-кадмиевый сплав, при этом несколько снижа­ется проводимость.

Чаще используются три основных вида проводни­ка: сплошной, плетеный и гибкий. Сплошные медные проводники предпочтительны до площади поперечного сечения 16 мм2 плетеные медные проводники для 25 мм2 и выше. Обычно сплошные цилиндрические и плетеные алюминиевые проводники от 25 мм2 и выше, секторные проводниюг от 50 мм2 и выше используются в соответст­вии со стандартом ВШ УОЕ 0295. Гибкость кабеля может быть достигнута скруткой проводников и применением большого числа, проводов меньшего диаметра. «Повив-ной скруткой» называют традиционную технологию, при которой один провод или группа проводов в центре образуют сердцевину и последующие полные слои прово­дов накладываются сверху один на другой. Обычно направление размещения в сло­ях противоположное, но в некоторых специальных случаях оно может быть одина­ковым (например, однонаправленная скрутка). В гибких проводниках отдельные провода просто скручены вместе, все в одном направлении и с одинаковым шагом повива. Поскольку имеются ограничения на общее число проводов, которые могут быть скручены вместе, образуя единый удовлетворительный пучок, для проводни­ков большего сечения небольшие отдельные пучки сплетаются вместе в слои (обра­зуя жилу пучковой).