Содержание

Силовые кабели. Виды и структура. Характеристики и маркировки

Силовые кабели предназначены для передачи переменного тока от энергетических и коммунальных предприятий к потребителю. Преимущественно рассчитаны на напряжение до 10-35 кВ, но есть марки, которые выдерживают напряжение до 220 и 330 кВ. К силовому кабелю могут подключаться стационарные объекты и передвижные установки.

Структура силового кабеля

Устройство силового кабеля зависит от сферы его применения, но есть четыре основных элемента, без которых не обходится ни одна марка. Современные силовые кабели состоят из следующих частей:

  • Токопроводящих жил.
  • Изоляции каждой жилы.
  • Оболочки.
  • Наружного защитного покрова.

Общая изоляция называется поясной. Количество токопроводящих жил варьируется от одной до пяти. Они могут быть круглыми, треугольными и секторными, состоящими из одиночной проволоки или нескольких переплетенных проволок. Их прокладывают параллельно в кабеле или скручивают.

Зачастую присутствует нулевая жила, которая выполняет функцию нулевого проводника, и провод заземления для защиты от утечек тока. Применяют также экран, который ослабляет влияние электромагнитных полей, и делает симметричным поле, возникающее вокруг проводника. В дополнение к этому экран повышает прочность изоляции и защищает от внешнего воздействия среды.


Там где возникает повышенный риск механического повреждения, применяют бронированные кабели.

Они покрыты стальными лентами или оплеткой, противостоящей зубам грызунов, случайному воздействию ручного инструмента, пережатию горными породами и прочее. Чтобы ленты не повредили внутреннюю оболочку, делают специальную подушку под броню.

Жилы силового кабеля бывают алюминиевыми или медными. Алюминиевые жилы площадью поперечного сечения до 35 мм кв. включительно делают из одиночной проволоки. Если площадь сечения составляет 300-800 мм кв., то используют несколько алюминиевых проволок. В промежуточном значении площади (до 300 мм кв.) применяют как одну, так и несколько проволок.

С медью ситуация обстоит немного иначе. Однопроволочные жилы делают до площади 16 мм кв., а многопроволочные – 120-800 мм кв. Если же площадь сечения составляет 25-95 мм кв., то используют как несколько, так и одну проволоку.

У нулевой жилы площадь поперечного сечения уменьшена. Ее размещают между другими жилами, маркируют синим цветом при трехфазном токе.

Почему медный кабель лучше

Основное преимущество алюминиевого кабеля или провода состоит в его невысокой цене. Алюминий – недорогой и доступный проводник, который используют для протяженных линий электропередач.

Но все же домашнюю проводку рекомендуется делать из медных проводов, и для этого есть несколько причин:

  • Медь более пластична, поэтому не ломается при частых перегибах.
  • Алюминиевые контакты часто ослабевают и плавятся из-за повышенного контактного сопротивления, медные контакты значительно надежнее в этом плане.
  • Удельное сопротивление меди меньше, а значит электрическая проводимость больше, и медный провод может выдерживать большие нагрузки, чем алюминиевый при одинаковом сечении.

Все это является причиной замены алюминиевых проводов медными при сечении до 16 мм кв. Провода с большим сечением тоже можно менять, но цена такой замены будет высокой из-за высокой стоимости меди.

Основные характеристики

В зависимости от назначения и особенностей производства, силовые кабели отличаются по ряду параметров:

  • Количеству жил (1-5).
  • Материалу жилы (медь, алюминий).
  • Площадью поперечного сечения.
  • Типу изоляции.

В соответствии с этими характеристиками будет меняться рабочее напряжение, на которое рассчитан кабель, диапазон температур его применения и срок службы.

Так, кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена можно использовать при температурах в диапазоне -50…+50 °C. Его срок службы достигает 30 лет. Рассчитан на работу под напряжением до 330 кВ.

Силовые кабели с бумажной изоляцией применяют для электросетей с номинальным напряжением до 35 кВ, с резиновой изоляцией – для сетей постоянного тока напряжением до 10 кВ, с ПВХ оболочкой – для сетей переменного тока с номинальным напряжением до 6 кВ.

Разновидности изоляции

На каждую жилу накладывается изоляция, чтобы не допустить электрического пробоя. Помимо этого существует поясная изоляция, наложенная поверх всех вместе применяемых в кабеле жил.

Устаревший способ изоляции – бумага с пропиткой. Современные силовые кабели снабжают преимущественно полимерной изоляцией и резиновой.

Пропитку бумажного кабеля делают из синтетических изоляционных смол или вязкого состава канифоли и масла с добавлением других составляющих. У таких кабелей есть ограничения по применению на участках трассы с большим перепадом высот, поскольку при нагревании смола стекает вниз. Для прокладки на вертикальных участках можно применять кабеля с бумажной изоляцией и пропиткой повышенной вязкости.

Для прокладки сетей переменного тока напряжением до 1кВ и постоянного, напряжением до 10 кВ, можно применяют силовые кабели с резиновой вулканизированной изоляцией. Резину накладывают сплошным полотном или в виде лент.

Полимерная изоляция представляет собой слой поливинилхлорида (ПВХ) или сшитого полиэтилена (СПЭ). В целях пожарной безопасности используют специальное покрытие, не поддерживающее горение.

Применение полиэтилена делает кабель более легким и гибким. Он устойчив к влиянию ультрафиолета, низких температур, выдерживает нагревание до +90 °C. Силовые кабели с полиэтиленовой изоляцией можно прокладывать на сложных трассах. Благодаря простой прокладке себестоимость монтажных работ снижается.

Маркировка

Чтобы было удобно определять назначение каждой жилы кабеля, предусмотрена цветовая маркировка изоляции. Увидев провод определенного цвета, электрик сразу понимает, куда его можно подсоединить.

В разных странах маркировка может немного отличаться, но существуют Международные стандарты, и мировые производители стараются их придерживаться.

В однофазных сетях жила с нулевой фазой и заземляющая жила также обозначаются синим и желто-зеленым цветом. Фазную жилу обычно делают коричневого или черного цвета, но встречаются и другие варианты (красный, белый, серый и т.д.).

В соответствии с ГОСТом предусмотрена буквенная маркировка.
  • В самом начале маркировки стоят 4 или 3 буквы. Если первая буква А – то применяется алюминиевая жила. Если буквы А нет, то жила медная.
  • Следующая буква указывает на материал изоляции всего кабеля. В – винил (поливинилхлорид), Р – резина.
  • Затем идет буква, указывающая на изоляцию каждой жилы. Расшифровка такая же, как для изоляции кабеля.
  • Третья (или четвертая) буква указывает на особенности внешней оболочки. А – асфальтовая оболочка, Б – бронированные свойства, Г – голый, незащищенный кабель.
  • После заглавных могут идти маленькие буквы «нг». Они означают, что кабель негорючий. Шв говорит о том, что наружный покров – ПВХ шланг, Шп – полиэтиленовый шланг.

Зная все обозначения, можно без проблем расшифровать загадочную маркировку ВВГ-нг, АВБ или что-то подобное.

Цифры обозначают следующее:

  • Количество жил.
  • Площадь сечения в мм кв.
  • Напряжение в вольтах.

У изделий иностранного производства своя буквенная маркировка. Согласно немецкому стандарту буквой N обозначают силовой кабель, Y – изоляция из ПВХ, HX – изоляция из сшитого полиэтилена, С – медный экран, RG – броня.

Известные марки

Строение жил большинства кабелей одинаковое. Они могут состоять из нескольких тонких переплетенных проволок или из одной цельной проволоки большего диаметра. В случае переплетения конструкция получается более гибкой, при равном диаметре сечения и материале проводящие свойства не отличаются.

Важную роль играет изоляция, поскольку от ее свойств зависит, в каких условиях можно эксплуатировать кабели.

Наиболее известны силовые кабели АВВГ и ВВГ. Первый имеет алюминиевые жилы, изоляцию и внешнюю оболочку из ПВХ. Его можно использовать для сетей номинальным напряжением 0,6-1 кВт, частотой 50 Гц, прокладывать в помещениях и в земле, коллекторах, траншеях. Второй снабжен медными жилами, область применения такая же. Марка ВВГнг отличается устойчивостью к горению. ВВГп представляет собой плоскую модификацию, удобную для монтажа.

NYM – усовершенствованный аналог силового кабеля ВВГ с заполнением из мелованной резины, которая противостоит горению. Однако от прямого воздействия солнечного света кабели надо защищать, поскольку ПВХ неустойчиво к влиянию ультрафиолета.

Широко известна марка гибкого круглого кабеля КГ. Его делают с медными жилами, резиновой изоляцией каждой жилы и общей. Первый слой изоляции может быть из ПЭТ (полиэтилен). Применяют для подключения переносных электрических установок, сварочных аппаратов, садовой и снегоуборочной техники и других мобильных электрических устройств.

К бронированному виду кабелей относится марка ВБбШв. Жилы могут быть как медными, так и алюминиевыми (в этом случае добавляется буква А). Диапазон сечения жил 1,5…240 мм кв. Применяется для прокладки под землей к зданиям и сооружениям, монтируется внутри помещений, разрешена прокладка в местах повышенной взрывоопасности.

 Похожие темы:

 

electrosam.ru

Конструкция и область применения различных типов кабеля

Основными элементами всех типов кабелей, проводов и шнуров являются токопроводящие жилы, изоляция, экраны, оболочка и наружные покровы. Неизолированные провода изоляции не имеют. В зависимости от назначения и условий эксплуатации кабелей и проводов экран и наружные покровы могут отсутствовать.

Кабель - одна или более изолированных жил (проводников), заключенных, как правило, в металлическую или неметаллическую оболочку, поверх которой в зависимости от условий прокладки и эксплуатации может накладываться защитный покров, в состав которого может входить броня.

Провод - одна неизолированная или одна и более изолированные жилы, поверх которых в зависимости от условий прокладки и эксплуатации может быть неметаллическая оболочка, обмотка и (или) оплетка волокнистыми материалами или проволокой.

Шнур - гибкий кабель с ограниченным числом токопроводящих жил небольшого сечения.

 

Токопроводящие жилы

Несмотря на большое многообразие конструкций кабельных жил и применяемых проводниковых материалов, для кабелей и проводов общего применения разработан ряд типовых конструкций медных и алюминиевых токопроводящих жил стандартных рядов сечений, требования к которым приведены в ГОСТ 22483-77.

Изоляция кабелей, проводов и шнуров

Для кабелей и проводов применяют резиновую, пластмассовую, пропитанную бумажную, фторопластовую и другие виды изоляции.

Резиновая изоляция изготавливается на основе натуральных или синтетических каучуков. Используются следующие типы установленных ГОСТом изоляционных резин: РТП-0, РТИ-1, РТИ-2, РНИ, классифицируемые в зависимости от содержания каучука. На основе каучука и кремнийорганических спиртов производится кремнийорганическая резина, обладающая более высокими электрофизическими свойствами. Например, она длительно устойчива к воздействию температур в диапазоне от -60 до +200º С.

Толщина резиновой изоляции составляет 1 мм у жил небольшого сечения (площадью до 1,5 мм2) и 3 мм у жил большого диаметра.

Изоляция из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ) представляют собой смеси из поливинилхлорида с пластификаторами, стабилизаторами и иными добавками, которые придают ПВХ пластикатам эластичность, облегчают его обработку, однако ухудшают его электроизоляционные свойства, нагревостойкость, химическую стойкость. Он не поддерживает горения, весьма устойчив у воздействию воды, нефтепродуктов , кислот и щелочей. Однако при увеличении температуры от 20 до 70º С его удельное электрическое сопротивление уменьшается в 100 раз, поэтому кабели марки КОВЭ с изоляцией из поливинилхлоридного пластика изготовляют только напряжение до 220В. ПВХ пластикаты выпускают в соответствии с ГОСТ 5960-72.

Полиэтиленовая изоляция изготавливается на основе полиэтиленов низкой и высокой плотности. Полиэтилен низкой плотности получают полимеризацией этилена при высоком давлении, а полиэтилен высокой плотности — при низком давлении с применением металлоорганических катализаторов. Недостатком полиэтилена является способность разрушатся с течением времени при наличии надреза на его поверхности, а также  под действием света.

Изоляция из фторопласта (политетрафторэтилена) обладает высокими механическими и диэлектрическими свойствами. Фторопласт используется в диапазоне температур от -90 до +250º С. Фторопласт исключительно стоек к большинству химических веществ.

Изоляционная резина на основе бутилкаучука по сравнению с резиной типа РТИ-1 обладает большим сопротивлением тепловому строению, большой стойкостью к действию влаги, кислот и щелочей. Кабели с такой изоляцией допускают нагрев до 85 º С и имеют более стабильные электроизоляционные свойства в широком диапазоне температур.

Изоляция из кремнийорганической резины длительно устойчива против воздействия температур от -60 до +200º С. Её механические и электрические характеристики выше, чем у резины типа РТИ-1, и стабильнее при изменении температуры. Поэтому такую изоляцию применяют для нагревостойких проводов, а так же для некоторых монтажных кабелей и проводов.

Оболочки

Для защиты изоляции жил от воздействия света, влаги, различных химических веществ, а также  для предохранения её от механических повреждений кабель снабжают оболочками. Наиболее распространены металлические оболочки из алюминия, свинца и стали.

Алюминиевые оболочки - выполняются гладкими и гофрированными. На поверхности оболочки не допускается риски, вмятины, раковины, посторонние включения. Допускается пайка дефектов на строительной длине кабеля не более чем в трех местах. Алюминиевые оболочки в 2-2,5 раза прочнее свинцовых и имеют повышенную вибростойкость. Их могут использовать в качестве экранов для защиты кабелей от внешних электрических влияний.

Свинцовые оболочки уступают алюминиевым и по герметичности, и по механической прочности, и по стойкости к вибрации, и по весу. Однако они имеют существенное преимущество по отношению к алюминиевым: высокая стойкость в условиях воздействия агрессивных сред (пары щелочи, концентрированные щелочные растворы).

Кабели с невлагоемкой (пластмассовой или резиновой) изоляцией не нуждаются в металлической оболочке и поэтому их изготавливают в пластмассовой или резиновой оболочке.

Широкое применение имеют также комбинированные - металлопластмассовые оболочки (оболочки из полиэтилена с алюминиевыми и стальными лентами), заменяющие свинцовые оболочки.

Защитные покрытия

Кабели в металлических и неметаллических оболочках в зависимости от условий монтажа и эксплуатации изготавливаются с небронированными и бронированными стальными лентами или с оцинкованными стальными проволоками с различными наружными защитными покровами.

Защитный покров кабелей состоит из подушки, брони и наружного покрова.

Подушка — предназначена для  предохранения его оболочки от повреждения

стальными лентами или проволоками и защиты её от коррозии.

Броня - предназначена для предохранения кабелей от механических повреждений

(от поедания животными).

Наружный покров - предназначены для предохранения кабелей от проникновения влаги и от механических повреждений.

Защитные покровы могут быть пластмассовые, волокнистые наружные и легкие защитные покрытия.

Кабели, провода и шнуры с резиновой изоляцией для предохранения изоляции от воздействия света и нефтяных продуктов оплетают хлопчатобумажной изоляцией.

Гибкие шнуры оплетают швейной ниткой в три сложения или глянцевой пряжей темных цветов или комбинированной из двух цветов. В зависимости от условий эксплуатации оплетка хлопчатобумажной пряжей может быть пропитана атмосферостойкими или противогнилостными составами.

Провода с резиновой изоляцией для защиты от воздействия масла, бензина и других растворителей, а также озона применяют с покрытием оплетки проводов лаками на основе эфиров целлюлозы. Для защиты хлопчатобумажной пряжи от плесневых грибов лаки применяют с антисептиком оксидефинилом или соединениями фенола.

На рисунке 1.1  показаны типичные конструкции силовых кабелей. Силовые кабели состоят из следующих основных элементов: токопроводящих жил, изоляции, оболочек и защитных покровов. Помимо основных элементов в конструкцию силовых кабелей могут входить экраны, нулевые жилы, жилы защитного заземления и заполнители.

Рисунок  1.1 - Сечения силовых кабелей :

а) - двужильные силовые кабели с круглыми и сегментными жидами;

б) - трехжильные силовые кабели с поясной изоляцией и с отдельными оболочками;

в) - четырехжильные силовые кабели с нулевой жилой секторной, круглой и треугольной формы

1 - токопроводящая жила; 2 - нулевая жила; 3 - изоляция жилы; 4 - экран на токопроводящей жиле

5 - поясная изоляция; 6 – заполнитель; 7 - экран на изоляции жилы; 8 – оболочка; 9 - бронепокров;

10 - наружный защитный покров.

Токопроводящие жилы предназначены для прохождения электрического тока, они бывают основными и нулевыми. Основные жилы применяются для выполнения основной функции силового кабеля- передачи по ним электроэнергии. Нулевые жилы предназначены для протекания разности токов фаз (полюсов) при неравномерной их нагрузке. Они присоединяются к нейтрале источника тока.

Жилы защитного заземления являются вспомогательными жилами силового кабеля и предназначены для соединения не находящихся под рабочим напряжением металлических частей электроустановки, к которой подключен силовой кабель, с контуром защитного заземления источника тока.

Изоляция служит для обеспечения необходимой электрической прочности токопроводящих жил силового кабеля по отношению друг к другу и к заземленной оболочке (земле).

Экраны используются для защиты внешних цепей от влияния электромагнитных полей токов, протекающих по силовому кабелю, и для обеспечения симметрии электрического поля вокруг жил кабеля.

Заполнители предназначены для устранения свободных промежутков между конструктивными элементами силового кабеля в целях герметизации, придания необходимой формы и механической устойчивости конструкции кабеля.

Оболочки защищают внутренние элементы кабеля от увлажнения и других внешних воздействий.

Защитные покровы предназначены для защиты оболочки силового кабеля от внешних воздействий. В зависимости от конструкции кабеля в защитные покровы входят подушка, бронепокров и наружный покров.

Силовые кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена и оболочкой из полиэтилена показаны на рисунке 1.2

Рисунок 1.2 - Конструкция кабеля типа ПвПг

1- Токопроводящая медная жила; 2- Полупроводящий слой по жиле; 3- Изоляция; 4-Полупроводящий слой по изоляции; 5-Водонабухающая полупроводящая лента; 6- Экран из медных проволок; 7- Медная лента; 8-Водонабухающая лента; 9 - Оболочка из полиэтилена.

Таблица 1.1  Марки, элементы конструкции и области применения

Типы оболочек:

  • П - оболочка из полиэтилена;
  • Пу - оболочка из полиэтилена, усиленная ребрами жесткости;
  • В - оболочка из ПВХ-пластиката;
  • Внг - оболочка из ПВХ-пластиката пониженной горючести.

Типы герметизации:

  • г - продольная герметизация экрана водонабухающими лентами;
  • 2г - поперечная герметизация алюминиевой лентой, сваренной с оболочкой, в сочетании с продольной герметизацией водонабухающими лентами.
Введение< Предыдущая   Следующая >Тепловой пробой твердых диэлектриков

xn----8sbnaarbiedfksmiphlmncm1d9b0i.xn--p1ai

Конструкция кабеля. Основные конструктивные элементы кабельных изделий.

Все кабельные изделия можно подразделить на три группы — непосредственно кабели, провода и шнуры.

Провода — это либо только неизолированная жила, либо жила и изоляция. Шнуры можно определить как провода повышенной гибкости.

Основными элементами кабелей являются токопроводящие жилы, изоляция, электрические экраны и защитные покровы, в том числе влагозащитные оболочки.

Токопроводящие жилы предназначены для направления потока ЭМ энергии или информации.
Для токопроводящих жил используется медная, алюминиевая и стальная проволока, а также проволока из сплавов низкого и высокого сопротивления. Диаметры кабельной проволоки могут быть от нескольких микрометров до 10 мм.

Основные требования к материалам токопроводящих жил: высокие электропроводность, механические характеристики и коррозионная стойкость, а также технологичность, экономичность и недефицитность. Высокая электропроводность и размер (площадь сечения) жил — это параметры, которые оказывают решающее влияние на допустимый ток нагрузки при передаче энергии или на затухание сигналов (потери) в информационных кабелях.

Значение электропроводности определяет выбор сечений токопроводящих жил. Высокие механические характеристики проводниковых материалов обеспечивают работоспособность кабельных изделий при растяжении, изгибе, кручении, вибрации. Высокая коррозионная стойкость обусловливает их сохранность при воздействии климатических и химических факторов. Под технологичностью проводниковых материалов понимают возможность получения проволок большой строительной длины, а также их надежного соединения путем пайки или сварки. Ввиду того что кабельная промышленность является одним из основных потребителей цветных металлов, экономичность и недефицитность проводниковых материалов также имеют важное значение.

Медь имеет наибольшую электропроводность среди всех металлов (исключая серебро). Она также обладает хорошей способностью к прокатке и волочению, что обеспечивает возможность получения проволоки большой длины (практически любой). Для предохранения медной проволоки от коррозии при повышенных температурах (более 100 °С) применяют защитные покрытия (лужение оловом или свинцово-оловянистыми сплавами), а при высоких температурах используют посеребренную или никелированную проволоку.

Алюминий по электропроводности уступает лишь меди (и серебру), и по этой причине (а также из-за его сравнительной дешевизны, легкости и неограниченных запасов в природе) он является основным материалом, заменяющим дефицитную медь.

Механические характеристики алюминия невысоки. Низкая по сравнению с медью стойкость алюминиевых проволок к многократным перегибам ограничивает область их применения условиями неподвижной (фиксированной) прокладки.

На воздухе алюминий покрыт (вследствие химической коррозии) тончайшей оксидной пленкой, которая препятствует дальнейшему окислению металла. Эта пленка является диэлектриком, что создает трудности при сращивании тонкой алюминиевой проволоки и приводит к недостаточной надежности таких соединений.

Одним из основных недостатков алюминиевой проволоки является ее сравнительно низкая технологичность. Механическая прочность этой проволоки при малых диаметрах соизмерима с усилиями, возникающими на технологическом оборудовании в процессе изготовления кабельных изделий, поэтому для кабельных изделий с алюминиевыми жилами используется проволока диаметром свыше 0,67 мм. Тонкая алюминиевая проволока (диаметром до 0,55 мм) используется только для изготовления эмалированных обмоточных проводов с наиболее простым технологическим циклом.

Из-за худшей электропроводности сечение алюминиевой проволоки должно быть в 1,68 раза больше, чем медной (для сохранения того же значения электрического сопротивления), или ее диаметр должен быть в 1,3 раза больше. По этой причине алюминиевые жилы используются для кабельных изделий, у которых изоляция и защитные покровы выполняются из недефицитных и недорогих материалов. При использовании, например, в качестве изоляции или защитных покровов таких дефицитных материалов, как фторопласты или свинец, применение алюминиевых жил экономически нецелесообразно,

В некоторых случаях для токопроводящих жил применяется стальная проволока (в неизолированных проводах воздушных линий передачи или воздушных линий связи, полевых проводах связи, кабелях для геофизических работ, миниатюрных кабельных изделиях и др.). Чаще стальную проволоку применяют в сталемедных или сталеалюминиевых токопроводящих жилах, в которых медная или алюминиевая проволока несет электрическую нагрузку, а стальная — обеспечивает повышенную механическую прочность.

Общей особенностью всех видов стальной проволоки, применяемой в кабельной технике, является необходимость защитных покрытий, что объясняется весьма низкой стойкостью стальной проволоки к любым видам коррозии.

Проволока из медных сплавов высокой проводимости применяется для упрочнения токопроводящих жил малых сечений. При этом она имеет более низкую проводимость по сравнению с проволокой из меди. В качестве таких сплавов применяют бронзу — сплав меди с оловом и другими металлами (хромом, бериллием, кадмием и др.), латунь — сплав меди с цинком, а также низколегированные сплавы меди (с общим количеством добавок таких элементов, как хром, цирконий, олово, титан, не более 1%).

Проволока из сплавов высокого сопротивления применяется в качестве токопроводящих жил обмоточных проводов, предназначенных для намотки магазинов сопротивлений, электроизмерительных приборов, реостатов, нагревательных приборов и нагревательных кабелей. Это такие сплавы, как манганин (сплав марганца, никеля и меди), константан (сплав никеля и меди с присадкой марганца) и нихром.

Изоляция предназначена для создания электрически прочного диэлектрического промежутка между токопроводящими жилами и между жилами и другими заземленными элементами (экранами, металлическими оболочками). Кроме того, очень часто изоляция должна обладать большой геометрической стабильностью размеров, что важно для кабелей связи, особенно радиочастотных. Материал, толщина и форма изоляции определяют максимальное значение рабочего напряжения данного кабельного изделия.

Электрические экраны применяются для создания в изоляции радиального электрического поля или защиты передаваемых информационных сигналов от ЭМ помех.

Защитные покровы, обычно состоящие из влагозащитной оболочки и наружных защитных покровов, предназначены для защиты всех элементов кабелей от механических, климатических и химических воздействий.

Влагозащитные оболочки предотвращают проникновение влаги внутрь изоляции; они могут быть металлическими (свинцовыми, алюминиевыми, стальными гофрированными), пластмассовыми (из полиэтилена и поливинилхлоридного пластиката) или резиновыми. Металлические оболочки обеспечивают полную защиту изоляции от влаги и поэтому применяются в тех случаях, когда материал изоляции обладает способностью впитывать влагу (бумага, пористые материалы и т.п.), или при специальных требованиях повышенной надежности. Полимерные оболочки хотя и имеют очень низкие коэффициенты влагопроницаемости (особенно полиэтилен), тем не менее допускают проникновение влаги внутрь кабеля. Эта влага за годы эксплуатации диффундирует через оболочку, что приводит сначала к ухудшению качества изоляции (снижению сопротивления, увеличению относительной диэлектрической проницаемости (е) и тангенса угла диэлектрических потерь (tg 5), увеличению диэлектрических потерь), а затем к ее пробою в силовых кабелях или существенному ухудшению передачи сигналов в кабелях связи. По этой причине полимерные влагозащитные оболочки применяются в тех кабелях, изоляция которых достаточно влагостойка, т. е. в разнообразных кабелях со сплошной полиэтиленовой или поливинилхлоридной изоляцией.

Поверх металлических оболочек (особенно свинцовых) при прокладке кабелей в землю или под воду накладываются броневые покровы — стальные ленты или повив круглых стальных оцинкованных проволок (при подводной прокладке), а поверх брони — антикоррозийные защитные покровы (различные комбинации слоев пропитанной бумаги, кабельной пряжи, полимерных лент и битума).

Следует иметь в виду тот факт, что основные различия кабелей разного типа определяются той их частью, которая находится под влагозащитной оболочкой (изолированные жилы, экраны) и которую часто называют сердечником кабеля. Структура же защитных покровов (влагозащитные оболочки, броня, антикоррозийные покровы) в основном одинаковая для кабелей разного назначения и определяется условиями прокладки и эксплуатации (хотя некоторые отличительные особенности для некоторых кабелей имеются).

www.eti.su

Силовой кабель: строение проводника, назначение, типы

Силовой кабель предназначен для передачи электрической энергии от трансформаторных подстанций к транспортным и коммунальным объектам, производственным предприятиям. Кабели силовые состоят из токопроводящих жил, покрытых защитной герметичной изоляцией, а также оболочек и наружных защитных покровов. Кроме того, конструкция провода может включать жилы защитного заземления, экраны и заполнители.

Маркировка проводов представляет собой аббревиатуру, которая включает до 6 элементов:

  1. Материал жилы (указывается только для алюминиевых изделий).
  2. Тип изделия.
  3. Степень гибкости.
  4. Материал изоляции.
  5. Материал оболочки.
  6. Пожарная безопасность.

Например, КВБбШвнг – кабель (К) с изоляцией жил из ПВХ (В) и броней из двух стальных лент (Б), без подушки (б), с защитным покровом шлангового типа из ПВХ (Шв), с пониженной горючестью (нг).

Разновидности изделий

Классификация силовых кабелей выполняется по нескольким критериям:

  1. По роду металла, из которого изготовлены токопроводящие жилы. Чаще всего используется медь, реже – алюминий.
  2. По материалу изоляции жил: бумага, пропитанная вязкими пропиточными составами, резина, пластмасса.
  3. По типу оболочки: металлическая, резиновая, пластмассовая.
  4. По типу защиты от внешних повреждений: бронированные и небронированные.
  5. По количеству токопроводящих жил: одножильные и многожильные (2-5 жил).
  6. По величине напряжения: кабели низкого, среднего и высокого напряжения.

Классификации условны, но они позволяют систематически представить сведения о той или иной части проводниковой продукции, насчитывающей более 1000 конструкций и марок.

Элементы конструкции силовых проводников и их назначение

Устройство силовых кабелей дает представление об условиях их использования. Поговорим подробнее о том, из каких частей состоят силовые проводники.

Токопроводящие и нулевые (заземляющие) жилы

Главным элементом силового кабеля является токопроводящая жила, именно по ней проходит электрический ток. Кроме токопроводящих жил внутри провода присутствует также нулевая жила, необходимая для прохождения разности токов фаз при неравномерной нагрузке на сеть.

Нулевая или заземляющая жила зачастую имеет меньшее сечение, чем токопроводящие жилы. Она располагается в центре кабеля или между основными жилами, ее форма – круглая, треугольная или секторная. Жила защитного заземления обеспечивает соединение не находящихся под напряжением металлических элементов электрической установки с защитным заземляющим контуром. Такое устройство силового кабеля делает процесс эксплуатации электроустановок максимально безопасным.


Токопроводящие жилы могут быть однопроволочными или многопроволочными, по форме они бывают круглыми, сегментными или секторными. Последний вариант используется для экономии места внутри кабеля большого сечения. Секторные жилы могут быть монолитными или состоящими из множества плотно уложенных проволок.

По материалу изготовления токопроводящие жилы подразделяются на:

  1. Медные. С однопроволочными жилами диаметром до 16 мм2, с однопроволочными или многопроволочными – с сечением 25-95 мм2 и с многопроволочными диаметром 120-800 мм2. Медные провода могут быть жесткими или гибкими. У первых из них жилы сплошные, круглого сечения. Гибкие провода состоят из собранных пучок медных проволок.
  2. Алюминиевые. С однопроволочными жилами диаметром до 35 мм2, с однопроволочными или многопроволочными – с сечением 50-240 мм2 и с многопроволочными с диаметром 300-800 мм2. Алюминиевые проводники не бывают гибкими, так как алюминий отличается повышенной ломкостью. По этой же причине проводники из данного металла не могут иметь сечение меньше 1 мм2. На бытовых объектах использование проводников с алюминиевыми жилами диаметром меньше 16 мм2 запрещено ПУЭ.

В некоторых случаях мастера делают выбор силового кабеля, ориентируясь на стоимость изделия, и приобретают провода с алюминиевыми жилами. Однако цена – практически единственное преимущество алюминия. Медь – более дорогой материал, но более удобный и эффективный в использовании.

Алюминий имеет более низкую электропроводность, чем медь, поэтому замена медного кабеля алюминиевым сопровождается увеличением сечения проводников. Кроме того, алюминий более мягкий и склонный к окислению. По этим причинам необходимо периодически проводить стабилизацию болтовых соединений в сетях с алюминиевыми кабелями, в противном случае контакты будут ослабевать.

Соединение силовых кабелей из алюминия и меди в единую линию можно проводить только с использованием специальных смазок, а также луженых или анодированных площадок, иначе можно получить гальваническую пару.

Изоляция жил

Если посмотреть на силовой кабель в разрезе, то можно увидеть, что каждая жила покрыта изоляцией. Такое покрытие обеспечивает электрическую прочность токопроводящих жил по отношению к заземленной оболочке и друг к другу. Используются следующие виды изоляции:

  1. Бумажная. Конструкция силовых кабелей, предусматривающая наличие бумажного изоляционного покрытия, была широко распространена в прошлом, но сейчас почти не используется. Бумага наматывалась на жилы в несколько слоев, после чего пропитывалась специальным защитным составом. Такие провода использовались для подключения электроустановок высокой мощности, но имели целый ряд недостатков. Состав, которым обрабатывалась бумага, выходил наружу через щели, которые появлялись в кабелях при эксплуатации. В отверстия проникали воздух, влага и земля. Это приводило к ухудшению изоляции. Кроме того установка концевых и соединительных муфт на магистралях представляла определённые сложности. Сейчас вместо проводников с бумажным покрытием используются изделия с оболочками из сшитого полиэтилена. Данный материал лишён недостатков маслопропитанной бумаги. Кроме того, на него гораздо проще устанавливать муфты, замена силового кабеля выполняется с меньшими трудозатратами.
  2. Резиновая. Этот материал отличается большой гибкостью, поэтому кабеля с резиновой оболочкой жил применяются для подключения устройств, провода которых перемещаются в процессе эксплуатации. Но у резины есть важный недостаток – на открытом воздухе и под воздействием высоких температур она затвердевает, а потом трескается и ломается. Поэтому после того, как выполнена разделка силового кабеля, жилы нужно дополнительно защитить термоусаживаемыми трубками или ПВХ-покрытием.
  3. Пластмассовая (поливинилхлоридная или полиэтиленовая). Самый распространенный тип оболочки. Отличается прекрасными изоляционными свойствами, долговечностью и доступной стоимостью.

Изоляция, наложенная на жилу, называется изоляцией жилы, а изоляция, расположенная поверх многожильного кабеля, называется поясной изоляцией. Чаще всего она изготавливается из того же материала, что и изоляция проводников. Поясной изолирующий слой может сверху покрываться броней из оцинкованных или стальных лент, а затем еще одной изоляционной оболочкой. Броня в обязательном порядке соединяется с заземляющим контуром.

Экраны, заполнители и оболочки

Кроме токопроводящих жил силовой кабель содержит заполнители, оболочки и различные защитные элементы:

  1. Экраны. Они необходимы для защиты наружных цепей от воздействия электромагнитных полей, проходящих по проводнику. Экраны изготавливаются из алюминиевой или медной фольги, полупроводящей бумаги.
  2. Заполнители. Они используются для заполнения свободных промежутков между элементами кабеля. Заполнители обеспечивают герметизацию изделия, его механическую устойчивость. Также они придают необходимую форму конструкции. Заполнители представляют собой жгуты из кабельной пряжи, пластмассы, бумажных лент или резины.
  3. Оболочки. Все виды силовых кабелей покрываются алюминиевыми, стальными гофрированными, свинцовыми, негорючими резиновыми или пластмассовыми оболочками, которые предохраняют проводники от разрушения газами, кислотами, влагой и другими агрессивными веществами. Алюминиевая оболочка проводов на напряжение до 1 кВт также может использоваться в качестве нулевой жилы в четырехпроводных сетях переменного тока с нейтралью, заземленной глухим способом.
  4. Защитные покровы. Чтобы подключение силового кабеля было безопасным, у изделия должен быть специальный покров, защищающий его от коррозии, механических и химических повреждений. К защитным покровам относятся подушка, бронепокров и наружный покров. Подушка изготавливается из полиамидных или поливинилхлоридных лент, пропитанной кабельной пряжи, битума или крепированной бумаги. Подушка накладывается сверху на оболочку или экран провода, и защищает конструкцию от коррозии и повреждения проволоками или лентами брони. Бронепокров бывает ленточным или проволочным. Ленточная броня защищает оболочки проводника только от механических повреждений, а проволочная также способна воспринимать растягивающие усилия (они возникают, если осуществляется вертикальная или крутонаклонная прокладка силового кабеля).

В зависимости от разновидности провода может использоваться 1, 2 или 3 покрова.

Разновидности силовых кабелей

Существует множество разновидностей силовых проводников, но наиболее распространенными видами являются следующие:

  1. КВВГ. Это провод с медными жилами (их количество – от 1 до 5), а также с изоляцией и оболочкой из ПВХ. Внешняя защита отсутствуют. Если выполняется ремонт силового кабеля в квартире или жилом доме, то для замены старой проводки чаще всего используется именно этот проводник. Он может использоваться при широком диапазоне температур (от -50 до +50 градусов) и высокой влажности, прочен на изгиб и разрыв, устойчив к воздействию химических веществ. Радиус изгиба составляет не меньше 10 диаметров наружного сечения провода. Популярной разновидностью этого изделия является ВВГнг – проводник с негорючей оболочкой.
  2. Изделие с изоляцией жил из ПВХ и наружной оболочкой из негорючего ПВХ, между слоями изоляции располагается наполнитель из мелованной резины, придающей проводу повышенную термостойкость и прочность. Жилы медные, многопроволочные, их количество – от 2 до 5. Радиус изгиба – 4 диаметра. NYM может использоваться при температуре от -40 до +70 и при высокой влажности воздуха. Более удобен в работе и устойчив, чем ВВГ, но бывает только круглого сечения, поэтому его неудобно закладывать в бетон или штукатурку (ВВГ бывает и плоским). Этот кабель плохо выдерживает воздействие солнечных лучей, поэтому его нужно укрывать. Ещё один недостаток – высокая стоимость.
  3. КГ. Проводник с жилами повышенной гибкости (их количество – от 1 до 6), с резиновой изоляцией и внешней оболочкой. Применяется при температуре от -60 до +50. Зарекомендовал себя как изделие, которое может работать на открытом воздухе при любых погодных условиях. Используется в основном для подключения переносных устройств (генераторов, сварочных аппаратов). Существует КГнг с негорючей изоляцией.

Популярным кабелем для прокладки под землей является бронированный проводник КВБбШв с медными жилами.

normdom.ru

1. Конструкция силовых кабелей

1.1. Основные элементы

Силовые кабели состоят из следующих основных элементов: токопроводящих жил (ТПЖ), изоляции, оболочек и защитных покровов. Помимо основных элементов в конструкцию силовых кобелей могут входить экраны, нулевые жилы, жилы защитного заземления и заполнители.

Токопроводящие жилы предназначены для прохождения электрического тока, они бывают основными и нулевыми. Основные жилы применяются для выполнения основной функции кабеля – передачи по ним электроэнергии. Нулевые жилы предназначены для протекания разности токов фаз (полюсов) при неравномерной их нагрузке. Они присоединяются к нейтрали источника тока.

Жилы защитного заземления являются вспомогательными жилами кабеля и предназначены для соединения не находящихся под рабочим напряжением металлических частей электроустановки, к которой подключен кабель, с контуром защитного заземления источника тока.

Изоляция представляет собой слой диэлектрика (пропитанной бумаги, пластмассы, резины и т. д.), наложенный на токопроводящую жилу. Служит для обеспечения необходимой электрической прочности токопроводящих жил кабеля по отношению друг к другу и к заземленной оболочке (земле).

Экраны используются для защиты внешних цепей от влияния электромагнитных полей токов, протекающих по кабелю, и для обеспечения симметрии электрического поля вокруг жил кабеля.

Заполнители предназначены для устранения свободных промежутков между конструктивными элементами кабеля в целях герметизации, придания необходимой формы и механической устойчивости конструкции кабеля.

Оболочки защищают внутренние элементы кабеля от увлажнения и других внешних воздействий.

Защитные покровы предназначены для защиты оболочки кабеля от внешних воздействий. В зависимости от конструкции кабеля в защитные покровы входят подушка, бронепокров и наружный покров.

1.2. Классификация и маркировка силовых кабелей

Силовые кабели удобно классифицировать по номинальному напряжению, на которое они рассчитаны; классификационными признаками могут служить также вид изоляции и конструктивные особенности кабелей (см. рис. 1.1).

Все силовые кабели по номинальному рабочему напряжению можно условно разделить на две группы. В группу низкого напряжения кабелей включены кабели, предназначенные для работы в электрических сетях с изолированной нейтралью переменного напряжения 1, 3, 6, 10, 20 и 35 кВ частотой 50 Гц. Эти же кабели могут быть использованы в сетях переменного напряжения с заземленной нейтралью и в сетях постоянного напряжения. Такие кабели выпускаются в России с бумажной пропитанной, пластмассовой и резиновой изоляцией, причем наиболее перспективным видом изоляции является пластмассовая.

Рис. 1.1. Классификация силовых кабелей

Кабели с пластмассовой изоляцией более просты в изготовлении, удобны при монтаже и в эксплуатации. Производство силовых кабелей с пластмассовой изоляцией в настоящее время значительно расширяется. Силовые кабели с резиновой изоляцией выпускаются в ограниченном количестве. Кабели низкого напряжения в зависимости от назначения выпускаются в одножильном, двухжильном, трехжильном и четырехжильном исполнении (рис. 1.2–1.4).

а) б)

Рис. 1.2. Двухжильные кабели с круглыми (а) и сегментными (б) жилами

Одножильные и трехжильные кабели предназначены для работы в сетях напряжением 1–35 кВ, двух- и четырехжильные кабели используются в сетях напряжением до 1 кВ.

а) б)

Рис. 1.3. Трехжильные кабели с круглыми (а) и секторными (б) жилами

Четырехжильный кабель предназначен для четырехпроводных сетей переменного напряжения. Четвертая жила в нем является заземляющей или зануляющей, поэтому ее сечение, как правило, меньше сечения основных жил. Однако при прокладке кабелей во взрывоопасных помещениях и в некоторых других случаях сечение четвертой жилы выбирается равным сечению основных жил.

Рис. 1.4. Четырехжильные кабели

В группу кабелей высокого напряжения включены кабели, предназначенные для работы в сетях переменного напряжения 110, 220, 330, 380, 500, 750 кВ и выше, а также кабели постоянного напряжения кВ и выше. Основная масса кабелей высокого напряжения в России в настоящее время изготовляется с пропитанной маслом бумажной изоляцией – это маслонаполненные кабели низкого и высокого давления. Высокая электрическая прочность изоляции этих кабелей обеспечивается избыточным давлением масла в них. Однако за рубежом получили также распространение газонаполненные кабели, в которых используется газ, как в виде изолирующей среды, так и для создания избыточного давления в изоляции. Кабели высокого напряжения с пластмассовой изоляцией являются наиболее перспективными, однако проблема создания таких кабелей на напряжения 110 кВ и выше в настоящее время еще полностью не решена.

Маркировка силовых кабелей обычно включает буквы, указывающие на материал, из которого изготовлены жила, изоляция, оболочка, и тип защитного покрова. Маркировка кабелей высокого напряжения отражает также особенности его конструкции.

Медные токопроводящие жилы в маркировке кабелей не отмечаются специальной буквой, алюминиевая жила обозначается буквой А, стоящей в начале маркировки. Следующая буква марки кабеля указывает на материал изоляции, причем бумажная пропитанная изоляция не имеет буквенного обозначения, полиэтиленовая изоляция обозначается буквой П, поливинилхлоридная – буквой В, а резиновая изоляция – буквой Р. Далее следует буква, соответствующая типу защитной оболочки: А – алюминиевая, С – свинцовая, П – полиэтиленовый шланг, В – оболочка из поливинилхлорида, Р – резиновая оболочка. Последние буквы указывают на тип защитного покрова.

Например, кабель марки СГ имеет медную жилу, бумажную пропитанную изоляцию, свинцовую оболочку, защитные покровы отсутствуют. Кабель марки АПАШв имеет алюминиевую жилу, изоляцию из полиэтилена, алюминиевую оболочку и шланг из поливинилхлоридного пластиката. Маслонаполненные кабели в своем обозначении содержат букву М (в отличие от газонаполненных – буква Г), а также букву, указывающую на характеристику давления масла в кабеле и связанные с этим особенности конструкции. Например, кабель марки МНС – это кабель маслонаполненный, низкого давления, в свинцовой оболочке с упрочняющим и защитным покровом или кабель марки МВДТ – маслонаполненный кабель высокого давления в стальном трубопроводе.

studfiles.net

Конструкция и классификация силовых кабелей — МегаЛекции

11. Силовые кабели имеют основные, общие для всех типов конструктивные элементы – токопроводящие жилы, изоляцию и оболочку. Кроме основных элементов в конструкцию кабеля могут входить защитные покровы, экраны, жилы защитного заземления, заполнители и др.

12.

13. Рисунок. Конструкция силового кабеля марки СБ: 1 – токопроводящая жила; 2 – изоляция жилы из пропитанной бумаги; 3 – поясная изоляция; 4 – свинцовая оболочка; 5 – подушка; 6 – броня; 7 – наружный покров.

14. Классифицируют, или другими словами различают, силовые кабели обычно по конструктивным особенностям: по материалу, из которого изготовлены токопроводящие жилы; по материалу, из которого изготовлена изоляция жил; по способу защиты от механических повреждений; по количеству жил и т.д. Кроме того, силовые кабели классифицируют по напряжению – до и выше 1000 В.+

15. Рассмотрим далее более подробно элементы конструкции силовых кабелей.

Элементы конструкции силовых кабелей и их назначение

Кабель представляет собой сложное электротехническое изделие, имеющее большое количество элементов (токопроводящие жилы, изоляцию, оболочку, экраны, защитные покровы покровы и т.д.). Рассмотрим их назначение.

Токопроводящие жилы

Токопроводящие жилы это основной элемент конструкции силового кабеля, предназначенный для прохождения электрического тока. Кабели имеют основные и вспомогательные жилы. К основным, т.е. предназначенным для выполнения основной функции кабельного изделия, относятся фазные токопроводящие жилы и нулевые жилы, к вспомогательным – жилы заземления.

Фазные жилы используются для передачи электрической энергии от источника к электроприемнику.

Нулевые жилы – предназначены для присоединения к нейтрали источника и прохождения разности токов фаз при неравномерной нагрузке по фазам. Нулевые жилы выполняют функцию нулевого рабочего проводника (N).

Жилы заземления – предназначены для соединения не находящихся под рабочим напряжением металлических частей электротехнического устройства, к которому подключен кабель, с контуром защитного заземления, с целью повышения уровня электробезопасности. Жилы заземления выполняют функцию нулевого защитного проводника (РЕ).



Нулевые жилы и жилы заземления могут изготавливаться меньшего сечения, чем фазные.

Таблица – Номинальные сечения жил многожильных кабелей с пластмассовой изоляцией (ГОСТ 31996-2012).

Тип жилы Номинальное сечение жилы, мм2
однопроволочная
многопроволочная

Токопроводящие жилы силовых кабелей изготавливают обычно из алюминия или меди, однопроволочными или многопроволочными, в соответствии с ГОСТ 22483-2012 [скачать/просмотреть]. По форме сечения жилы выполняют круглыми или фасонными (обычно секторными или сегментными, бывают также прямоугольные).

Рисунок. Сечение жил кабелей: а – круглого сечения; б – сегментное сечение; в – секторное сечение.

Для кабелей с бумажной (ГОСТ 18410-73 [скачать/просмотреть]) и пластмассовой (ГОСТ 31996-2012 [скачать/просмотреть], ГОСТ 16442-80 [скачать/просмотреть]) изоляцией круглая форма жил применяется у одножильных кабелей всех сечений, у многожильных кабелей сечением до 16 мм2 включительно, а также у многожильных кабелей всех сечений, имеющих отдельные оболочки. Токопроводящие жилы многожильных кабелей с поясной бумажной или пластмассовой изоляцией сечением 25мм2и более изготавливаются секторной или сегментной формы.

Кабели с резиновой изоляцией изготавливаются только с круглой формой жил (ГОСТ 433-73 [скачать/просмотреть]).

Таблица – Область применения различных форм токопроводящих жил силовых кабелей до 1 кВ

Изоляция кабеля Тип жилы Номинальное сечение жилы, мм2
круглой формы фасонной формы
медной алюминиевой медной алюминиевой
бумажная однопроволочная 6-50 6-240 25-50 25-240
многопроволочная 25-800 70-800 25-400 70-240
пластмассовая однопроволочная 1,5-50 2,5-300 - 25-400
многопроволочная 16-1000 25-1000 25-400
резиновая однопроволочная 1-50 2,5-240 -
многопроволочная 16-240 70-400 -

От материала и конструкции жил кабеля зависят его многие важные характеристики. Медные токопроводящие жилы кабеля обладают меньшим электрическим сопротивлением, чем алюминиевые, следовательно, потери мощности в таких кабелях (при одинаковом сечении и значении тока) будут ниже, а пропускная способность по току выше (при одинаковом сечении). Кроме того, медные жилы обладают лучшими механическими свойствами по сравнению с алюминиевыми, тоже можно сказать и о многопроволочных жилах в сравнении с однопроволочными. Такие жилы (медные и многопроволочные) лучше воспринимают изгибающие и растягивающие усилия, воздействующие на кабель в процессе эксплуатации. Однако кабель с медными жилами дороже и имеет бόльшую массу, чем кабель с алюминиевыми жилами.

Таблица – Сравнение характеристик силовых кабелей с медными и алюминиевыми жилами*

Параметр Материал жил
медь алюминий
Сопротивление жилы сечением 150 мм2при t = 20°С, Ом/км 0,124 0,206
Допустимая токовая нагрузка кабеля сечением 150 мм2 при прокладке в земле
Масса трехжильного кабеля СБ/АСБ сечением 150 мм2, кг/км
Стоимость трехжильного кабеля СБ/АСБ сечением 150 мм2, руб/м** 1336,5 668,25

* - характеристики кабелей взяты из каталога ЗАО «Завод «Южкабель»;+

** - цены указаны ориентировочно по данным интернет-источников 2016 года.

Изоляция

Изоляция кабеля обеспечивает необходимую электрическую прочность токопроводящих жил по отношению друг к другу и к заземленной оболочке (земле). В кабелях применяется чаще всего бумажная, пластмассовая и резиновая изоляция.

Изоляция, наложенная на жилу кабеля, называется изоляцией жилы (иногда называют фазной изоляцией). Изоляция, наложенная поверх изолированных скрученных или параллельно уложенных жил многожильного кабеля, называется поясной.

Рисунок. Кабель марки АПвВГ с изоляцией жил из вулканизированного полиэтилена и поясной изоляцией из ПВХ пластиката: 1 – токопроводящая жила; 2 – изоляция жилы; 3 – поясная изоляция; 4 – наружная оболочка.

От типа изоляции кабеля зависят его многие эксплуатационные характеристики. Например, бумажная пропитанная изоляция имеет высокие изолирующие свойства, но уже при температуре ниже нуля теряет свою эластичность, становится хрупкой и может легко повредится при монтаже кабеля. Кроме того, у кабелей с бумажной изоляцией есть ограничения по разнице уровней на трассе прокладки, это связано с возможным стеканием пропиточного состава и осушением участков изоляции. Изоляция выполненная из сшитого полиэтилена обладает высокой стойкостью к тепловым нагрузкам, поэтому кабели с такой изоляцией имеют более высокую пропускную способность по току. Резиновая изоляция обладает хорошей эластичностью, поэтому она обычно применяется в гибких кабелях, для питания передвижных механизмов и переносного электроинструмента.

Таблица – Сравнение характеристик силовых кабелей с различными типами изоляции

Параметр Материал изоляции
пропитанная бумага резина ПВХ пластикат полиэтилен вулканизированный полиэтилен
Длительно допустимая температура нагрева жил, °С
Длительно допустимые токовые нагрузки при прокладке в воздухе, %
Минимальная температура при прокладке без предварительного прогрева, °С -15 -15 -15 -15
Сопротивление изоляции кабеля на напряжение 1 кВ при температуре 20 °С, не менее МОм•км

Оболочка

Кабельная оболочка – непрерывная металлическая или неметаллическая трубка, расположенная поверх сердечника (сердечник - совокупность изолированных жил, возможно, с поясной изоляцией и экраном) и предназначенная для защиты его от влаги и других внешних воздействий (кислот, газов и т. п.). Чаще всего у силовых кабелей оболочка изготавливается алюминиевой, свинцовой, пластмассовой или резиновой. Алюминиевая и свинцовая оболочки (ГОСТ 24641-81 [скачать/просмотреть]) встречаются чаще всего у кабелей с бумажной изоляцией (ГОСТ 18410-73 [скачать/просмотреть]), пластмассовые оболочки – у кабелей с пластмассовой изоляцией (ГОСТ 31996-2012 [скачать/просмотреть]), резиновые оболочки – у кабелей с резиновой изоляцией (ГОСТ 433-73 [скачать/просмотреть]).

Рисунок. Кабель марки ААШв алюминиевой оболочкой: 1 – токопроводящая жила; 2 – изоляция жилы; 3 – поясная изоляция; 4 –оболочка; 5 – защитный покров.

Алюминиевую оболочку силовых кабелей на напряжение до 1 кВ допускается использовать в качестве нулевой жилы в четырехпроводных сетях переменного тока с глухозаземленной нейтралью (за исключением установок со взрывоопасной средой и установок, в которых ток в нулевом проводе при нормальных условиях составляет более 75 % тока в фазной жиле). Свинцовые оболочки бронированных кабелей проложенных в земле используют в качестве естественных заземлителей. Алюминиевые оболочки кабелей использовать в качестве заземлителей не допускается.+

Алюминиевая оболочка по сравнению со свинцовой имеет более высокую допустимую механическую нагрузку, вибростойкость, однако более подвержена разрушению от коррозии.

Экраны

Экраны применяют в кабелях напряжением выше 1 кВ для защиты внешних цепей от влияния электромагнитных полей токов, проходящих по кабелю, и для обеспечения симметрии электрического поля вокруг жил кабеля. Чаще всего экраны выполняют из медных лент и медной проволоки.

Рисунок. Одножильный кабель марки АПвЭАкП с экраном из медных проволок и медной ленты: 1 – токопроводящая жила; 2 – полупроводящий слой; 3 – изоляция; 4 – полупроводящий слой; 5 – слой кабельной обмотки; 6 – экран; 7 – слой кабельной обмотки; 8 – подушка; 9 – броня; 10 – наружная оболочка.

У одножильных кабелей экран накладывают поверх изоляции жил, а у многожильных кабелей общий экран – поверх всех изолированных жил кабеля или свой экран – поверх каждой изолированной жилы в отдельности.

Рисунок. Кабель марки ПвЭоВ с общим медным экраном поверх всех жил: 1 – токопроводящая жила; 2 – полупроводящий слой; 3 – изоляция; 4 – полупроводящий слой; 5 – заполнитель; 6 – слой кабельной обмотки; 7 – экран; 8 – слой кабельной обмотки; 9 – наружная оболочка.

Рисунок. Кабель марки АПвЭП с экраном поверх каждой жилы в отдельности: 1 – токопроводящая жила; 2 – полупроводящий слой; 3 – изоляция; 4 – полупроводящий слой; 5 – слой кабельной обмотки; 6 – экран; 7 – заполнитель; 8 – наружная оболочка.
Заполнители

Заполнители необходимы для устранения свободных промежутков между конструктивными элементами кабеля с целью герметизации, придания необходимой формы и механической устойчивости конструкции кабеля. В качестве заполнителей применяют жгуты из бумажных лент или кабельной пряжи, из пластмассы или резины.

Рисунок. Кабель марки ПвЭоП с междужильным заполнителем из полиэтиленовых жгутов: 1 – токопроводящая жила; 2 – полупроводящий слой; 3 – изоляция; 4 – полупроводящий слой; 5 – заполнитель; 6 – слой кабельной обмотки; 7 – экран; 8 – слой кабельной обмотки; 9 – наружная оболочка.

Защитные покровы

Защитный кабельный покров – элемент, наложенный на изоляцию, оболочку или экран кабельного изделия и предназначенный для дополнительной защиты от внешних воздействий (коррозии, механических повреждений и т.п.).

К защитным покровам относятся следующие элементы конструкции кабеля: кабельная броня, кабельная подушка, наружный кабельный покров.

Подушка – внутренняя часть защитного покрова, наложенная под броней с целью предохранения находящегося под ней элемента (например, оболочки) от коррозии и механических повреждений лентами или проволоками брони. Подушка выполняется из слоев пропитанной кабельной пряжи, поливинилхлоридных, полиамидных и других равноценных лент, крепированной бумаги, битумного состава или битума.

Броня представляет собой часть защитного покрова (или защитный покров вцелом) в виде металлических лент или одного или нескольких повивов металлической проволоки. Она предназначена для защиты от внешних механических и электрических воздействий. Броня чаще всего изготавливается стальной, но применяют также и алюминиевую броню.

Рисунок. Кабель марки ПвЭБП с броней из двух стальных оцинкованных лент: 1 – токопроводящая жила; 2 – полупроводящий слой; 3 – изоляция; 4 – полупроводящий слой; 5 – слой кабельной обмотки; 6 – экран; 7 – подушка; 8 – броня; 9 – наружная оболочка.

Рисунок. Кабель марки ПвЭАкП с броней из алюминиевой проволоки: 1 – токопроводящая жила; 2 – полупроводящий слой; 3 – изоляция; 4 – полупроводящий слой; 5 – слой кабельной обмотки; 6 – экран; 7 – слой кабельной обмотки; 8 – подушка; 8 – броня; 10 – наружная оболочка.

Броня из плоских металлических лент защищает кабели только от механических повреждений. Броня из металлических проволок помимо этого воспринимает также и растягивающие усилия. Эти усилия возникают в кабелях: при их вертикальной прокладке на большую высоту или при прокладке по крутонаклонным трассам, при прокладке кабелей в насыпных, болотистых и пучинистых грунтах, а также в воде.

Наружный кабельный покров является внешней частью защитного кабельного покрова, который накладывается поверх брони для защиты её от коррозии и механических воздействий. Наружный покров изготавливают: из битума; из слоя кабельной или стеклянной пряжи, пропитанной битумным составом; а также из ПВХ пластиката или полиэтилена.

В некоторых конструкциях кабелей в качестве защитного покрова или его наружной части используется защитный шланг, который представляет собой выпрессованную трубку из пластмассы или резины, расположенную поверх металлической оболочки или брони кабельного изделия.

Рисунок. Кабель марки АВБбШв с защитным шлангом из ПВХ пластиката: 1 – токопроводящая жила; 2 – изоляция жилы; 3 – поясная изоляция; 4 – броня; 5 – слой битума; 6 – защитный шланг.


Рекомендуемые страницы:


Воспользуйтесь поиском по сайту:

megalektsii.ru

Устройство электрических кабелей и кабельных линий

Силовые кабели применяются для реализации подземной или подводной передачи и распределения электрической энергии как в сетях до 1000 В, так и в сетях выше 1000 В. Также очень часто кабельные сети применяются внутри производстве зданий и на территории заводов и предприятий.

Одно из самых крупных преимуществ кабельных линий – это почти полная их независимость от атмосферных явлений и долговечность. Более того, совершенно нет необходимости загромождать территории предприятий или улицы городов электрическими опорами и проводами, необходимыми для сооружения воздушных электрических сетей.

Силовые кабели применяются для передачи электрической энергии с напряжением до 220 кВ, однако при напряжениях выше 35 кВ воздушные линии все же имеют больше преимуществ. Это связано с определенными конструктивными трудностями, которые возникают при изготовлении силовых кабелей высокого напряжения.

Силовые кабели любого напряжения состоят из защитных и изоляционных оболочек, а также токопроводящих жил.

Токоведущие жилы

Их изготавливают из алюминия или меди. По форме сечения они могут быть сегментными, круглыми или секторными. В зависимости от количества токоведущих жил силовые кабели делят на одно-, двух-, трех- и четырехжильные. Соответственно существуют и стандартные сечения токоведущих жил, для отечественной продукции: 1,5; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240; 300; 400; 500 и 600 мм2. В зависимости от напряжения, силовые кабели имеют различные ряды сечений, например, кабели трехжильные на напряжение 6 кВ изготавливают с сечениями жил от 10 до 240 мм2, при 10 кВ – от 16 до 240 мм2, при 35 кВ – от 70 до 150 мм2. Четырехжильные кабели, которые предназначаются для эксплуатации только в сетях с напряжением до 1000 В, имеют сечение жил от 4 до 185 мм2. Четвертую жилу называют нулевой, и она имеет сечение равное приблизительно  от 1/3 (для крупных сечений силовых кабелей) до ½ сечения основных токоведущих жил.

Изолирующие оболочки

Их назначение – изоляция токоведущих жил друг от друга (межфазная изоляция) и от земли (поясная изоляция). Изолирующие оболочки могут изготавливаться из резины, бумаги, пропитанной маслоканифольным составом, пластика.

Защитные оболочки

Их назначение – защита изолирующих оболочек от разрушений при проникновении влаги и различного рода механических повреждений. Защитные оболочки образуют защитный герметичный слой вокруг изолирующих оболочек и выполняются из свинца, алюминия, пластмасс или других защитных материалов. Для защиты свинцовой оболочки от различных химических воздействий ее обматывают пропитанной в кабельной массе (канифоль, растворенная в минеральном масле) бумагой, а поверху накрывают оболочкой из джута. Защита от механических повреждений осуществляется с помощью брони, которая состоит из стальных проволок или лент. Защита брони от влияние различных веществ находящихся в почве осуществляют с помощью еще одной джутовой оболочки.

Ниже показано строение кабеля:

Где: — 1) токоведущая жила, 2) межфазная изоляция (изолирующая оболочка), 3) защитная оболочка.

Кабели, в зависимости от их защитных оболочек и конструкций могут прокладываться в земляных траншеях, по потолкам и стенам, конструкциям внутри зданий и сооружений, в туннелях, блоках, каналах. Например, во внутренних помещениях и каналах, а также туннелях, прокладывают кабели с свинцовой, алюминиевой,  пластмассовой внешней оболочкой, бронированные или небронированные, но без внешней джутовой оболочки. В земляных траншеях прокладывают силовые кабели, которые защищаются броней и джутовой оболочкой, а также могут прокладываться некоторые виды кабелей имеющих пластмассовую оболочку.

elenergi.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *