Design cablu de alimentare

Cum funcționează cablurile de alimentare

Cablurile de alimentare constau din următoarele elemente de bază: conductoare, izolație, mantale și capace de protecție. Pe lângă elementele principale, structura cablului poate include scuturi, împământare de protecție și umpluturi.

Cablurile de alimentare diferă: după tipul de metal al firelor - cabluri cu fire de aluminiu și cupru, după tipul de materiale care izolează firele purtătoare de curent, cabluri cu izolație din hârtie, plastic și cauciuc, după tipul de protecție a izolarea firelor de cablu de influența mediului extern - cabluri din metal, plastic și manta de cauciuc, conform metodei de protecție împotriva deteriorării mecanice - blindate și neblindate, în funcție de numărul de miezuri - unu, două, trei -, patru și cinci nuclee.

Fiecare model de cablu are propria sa denumire și marcă. Marca cablului constă din literele inițiale ale cuvintelor care descriu construcția cablului.

Orez. 1.Secțiuni transversale ale cablurilor de alimentare: cabluri a-două fire cu conductoare rotunde și segmentate, cabluri b-trei conductori cu izolație de centură și mantale separate, cabluri c-patru fire cu un conductor zero de cerc, sector și formă triunghiulară, 1 — fir conductor, 2 — conductor neutru, 3 — izolație miez, 4 — ecran pe miez conductor, 5 — izolație centură, 6 — umplutură, 7 — ecran pe izolație miez, 8 — manta, 9 — bara de protecție, 10 — protecție exterioară acoperi

Elementele structurale ale cablurilor de alimentare și scopul acestora.

Miezurile conductoare sunt conductoare de curent electric... Cablurile de alimentare au un conductor principal și unul neutru. Conductorii principali sunt utilizați pentru a transmite energie electrică, iar conductorii neutri sunt utilizați pentru a trece diferența de curent de fază la sarcină neuniformă.

Conductoarele cablurilor de alimentare sunt realizate din aluminiu și cupru, cu un singur fir și cu mai multe fire. După formă, venele sunt realizate rotunde, sectoriale sau segmentare (vezi Fig. 1).

Conductoarele de aluminiu ale cablurilor de până la 35 mm2 inclusiv sunt realizate cu un singur fir, 50-240 mm2 - cu un singur fir sau cu mai multe fire, 300-800 mm2 - cu mai multe fire.

Firele de cupru de până la 16 mm2 inclusiv sunt realizate cu un singur fir, 25 — 95 mm2 — cu un singur fir sau cu mai multe fire, 120 — 800 mm2 — cu mai multe fire.

Conductorul neutru sau conductorul de pământ de protecție, de regulă, are o secțiune transversală redusă în comparație cu conductoarele principale. Poate fi rotund, sectorial sau triunghiular și este situat în centrul cablului sau între conductoarele sale principale (vezi Fig. 1).

Un conductor de pământ de protecție este utilizat pentru a conecta părțile metalice nealimentate ale unei instalații electrice la un circuit de pământ de protecție.

Izolația asigură rezistența dielectrică necesară a conductoarelor între ele și învelișului împământat (împământare). Se utilizează hârtie, cauciuc și izolație din plastic (PVC și polietilenă).

Izolația aplicată miezului cablului se numește conductor izolat, iar plasată deasupra conductoarelor izolate răsucite sau paralele ale unui cablu cu mai multe fire se numește izolație de talie.

Izolație cablu de hârtie impregnate cu compuși de impregnare vâscoși (colofoniu uleios sau sintetice electroizolante).

Dezavantajul cablurilor cu o compoziție de impregnare vâscoasă este posibilitatea extrem de limitată de a le așeza pe trasee înclinate, și anume, diferența de înălțime între armăturile lor de capăt nu trebuie să depășească: pentru cablurile impregnate cu vâscos de până la 3 kV, blindate și fără armătură într-un manta de aluminiu — 25 m , fara blindaj in manta de plumb — 20 m, blindata in manta de plumb — 25 m, pentru cabluri cu impregnare vascoasa 6 kV, blindate si fara armura in manta de plumb — 15 m, din aluminiu — 20 m, pentru cabluri cu impregnare vascoasa 10 kV , blindata si neblindata in carcasa de plumb si aluminiu — 15 m.

Cablurile cu un compus de impregnare vâscos, a cărui parte liberă a fost îndepărtată, se numesc cabluri cu impregnare slabă. Se folosesc la așezarea pe trasee verticale și înclinate, fără a limita diferența de nivel, dacă acestea sunt cabluri neblindate și blindate în manta de aluminiu pentru tensiuni de până la 3 kV și cu o diferență de nivel de până la 100 m — pentru orice alte cabluri cu izolație impregnată epuizată.

Pentru așezarea pe trasee verticale și înclinate abrupte, fără a limita diferența de nivel, cablurile sunt realizate cu izolație din hârtie impregnată cu o compoziție specială pe bază de cerezină sau poliizobutilenă. Această compoziție are o vâscozitate crescută, drept urmare, atunci când un cablu așezat vertical sau de-a lungul unui traseu înclinat abrupt este încălzit, acesta nu curge în jos. Prin urmare, cablurile cu o astfel de izolație pot fi așezate la orice înălțime, la fel ca cablurile cu izolație din plastic și cauciuc.

Izolația de cauciuc este realizată dintr-un strat dens de cauciuc sau din benzi de cauciuc cu vulcanizare ulterioară. Cablurile de alimentare cu izolație din cauciuc sunt utilizate în rețelele pentru curent alternativ până la 1 kV și curent continuu până la 10 kV.

Cabluri de alimentare cu izolație din plastic au izolație din plastic din clorură de polivinil sub formă de strat continuu sau din compoziții de polietilenă. Se mai folosesc cabluri de polietilenă auto-stingătoare (auto-stingătoare) și vulcanizate.

Ecranele sunt folosite pentru a proteja circuitele externe de influența câmpurilor electromagnetice ale curenților care trec prin cablu și pentru a asigura simetria câmpului electric în jurul miezurilor cablului. Ecranele sunt realizate din hârtie semiconductoare și folie de aluminiu sau cupru.

Înlocuitorii sunt necesari pentru a elimina golurile libere dintre elementele structurale ale cablului, pentru a le compacta, pentru a da forma necesară și stabilitatea mecanică structurii cablului. Ca materiale de umplutură se folosesc mănunchiuri de benzi de hârtie sau fire de cablu, fire de plastic sau cauciuc.

Învelișuri pentru cabluri de alimentare... Învelișurile pentru cabluri incombustibile (nitriți) din aluminiu, plumb, oțel ondulat, plastic și cauciuc protejează interiorul cablului de deteriorarea cauzată de umiditate, acizi, gaze etc.

Mantaua din aluminiu a cablurilor de alimentare pentru tensiuni de până la 1 kV este permisă a fi utilizată ca al patrulea conductor (neutru) în rețelele de curent alternativ cu patru fire cu un neutru solid împământat, cu excepția instalațiilor cu atmosfere explozive și a instalațiilor în care curentul în conductorul neutru în condiții normale este mai mult de 75% din curentul în firul de fază.

Capacele de protecție ale cablurilor de alimentare... Deoarece mantalele cablurilor pot fi deteriorate și chiar distruse de influențe chimice și mecanice, acestea sunt acoperite cu capace de protecție.

Capacele de protecție protejează mantaua cablurilor de influențele externe (coroziune, deteriorări mecanice). Acestea includ perna, husa de armură și husa exterioară. În funcție de construcția cablului, se folosesc una, două sau trei mantale de protecție.

O pernă aplicată pe ecran sau pe carcasă pentru a le proteja de coroziune și deteriorări cauzate de benzi sau bare de protecție. Perna este realizată din straturi de fire de cablu impregnate, clorură de polivinil, poliamidă și alte benzi echivalente, hârtie creponată, compus bituminos sau bitum.

Pentru a le proteja de deteriorarea mecanică, mantalele cablurilor sunt înfășurate, în funcție de condițiile de funcționare, cu o curea de oțel sau o armătură de sârmă... Sârma de armătură este realizată din fire rotunde sau plate.

Armura benzilor plate de oțel protejează cablurile numai de deteriorarea mecanică.Armura din sârmă de oțel absoarbe, de asemenea, forțele de tracțiune. Aceste forțe apar în cabluri atunci când cablurile sunt așezate vertical la înălțimi mari sau de-a lungul traseelor ​​înclinate abrupte.

Pentru a proteja armura cablului de coroziune, aceasta este acoperită cu un capac exterior format dintr-un strat de cablu sau fire de sticlă impregnat cu o compoziție de bitum, iar în unele structuri, pe straturile de fire se aplică clorură de polivinil presată sau bitum de furtun de polietilenă.

În mine, încăperi explozive și cu pericol de incendiu, nu este permisă utilizarea cablurilor blindate de proiectare convențională din cauza prezenței unei „perne” între manta și armura cablului care conține bitum combustibil. În aceste cazuri, trebuie folosite cabluri cu o „pernă” incombustibilă și un capac exterior din fire de fibre de sticlă.