Cechy konstrukcyjne drutów i kabli

Elementy konstrukcyjne

Każdy przewodnik elektryczny składa się z następujących części, nie zawsze ze wszystkich naraz, może składać się tylko z kilku:

1. Żyła przewodząca. Służy do przewodzenia prądu przy minimalnym możliwym ogrzewaniu. Główne wymagania dla żył: dobra elastyczność, odporność na korozję, wysoka przewodność elektryczna i oczywiście niski koszt.
2. Izolacja Bariera, która powinna zapewnić największą możliwą odporność na energię elektryczną przechodzącą przez rdzeń. Warstwa izolacyjna powinna mieć najwyższe możliwe właściwości dielektryczne, a jednocześnie w możliwie największym zakresie temperatur. Ponadto izolacja musi być elastyczna.
3. Screen. Konieczna jest ochrona przewodzącego rdzenia przed wszelkiego rodzaju zewnętrznymi zakłóceniami elektromagnetycznymi. Warunkiem zaprojektowania warstwy ekranującej jest 100% powłoka izolacyjna podczas gięcia.
4. Izolacja paska Służy do dodatkowej ochrony przewodów i kabli przed awarią.
5. Shell. Chroni przewodnik przed uszkodzeniami mechanicznymi, zjawiskami atmosferycznymi, a także wnikaniem wilgoci.
6. Pokrowiec ochronny. Dodatkowa osłona stosowana w pracy produktów kablowych w trudnych warunkach.

Konstrukcja kabli i przewodów składa się z tych pojedynczych elementów. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o odmianach i cechach każdego elementu, bardziej szczegółowy przegląd znajduje się poniżej.

Przegląd parametrów

Rdzeń przewodzący

Żyły kabli, drutów i sznurów są wykonane zgodnie z prądem GOST 22483-2012, który z kolei jest standardem i określa rezystancję prądu stałego 1 km rdzenia w temperaturze + 20 ° C. Aby zidentyfikować opór elektryczny, musisz znać przekrój, materiał produkcji i klasę drutu. Rozważymy każdy parametr w kolejności, abyś zrozumiał, jak wpływa on na projekt przewodów elektrycznych i kabli.

Gatunek drutu może wynosić od 1 do 6. Im wyższy gatunek, tym lepsza elastyczność przewodu. Na przykład klasy 1 i 2 są wykorzystywane do produkcji wyrobów kablowych, które będą wykorzystywane wyłącznie do układania stacjonarnego. Aby połączyć mechanizmy mobilne, musisz użyć kabli o klasie elastyczności od 3 do 6.

Jeśli chodzi o materiał produkcyjny, jest to bardzo ważny parametr.Miedź przewodzi prąd lepiej i jest bardziej odporna na uszkodzenia mechaniczne. Jednak wadami drutów miedzianych są wyższy koszt i podatność na korozję, szczególnie przy wysokiej wilgotności i temperaturze. Aluminium jest tańsze i mniej podatne na korozję, ale jest bardziej kruche i tworzy film tlenkowy, który zwiększa odporność na kontakt. Plusy i minusy okablowania aluminiowego Zbadaliśmy w osobnym artykule.

Izolacja

Warstwę izolacyjną mogą reprezentować następujące materiały:

1. Związek polichlorku winylu (PVC). Najczęstszy rodzaj izolacji, która w temperaturze pokojowej (+ 20 ° C) ma wysoką rezystancję. Wadami związku PCW są niewystarczająca elastyczność w porównaniu z gumą oraz fakt, że rezystancja izolacji drutu jest znacznie zmniejszona w temperaturze + 70 ° C i wyższej. Zalety mieszanki PVC: niska cena, dobra odporność na wiele chemikaliów, wilgoć i niska palność.
2. Usieciowany polietylen (SPE). Służy do produkcji kabli pod wysokim napięciem ułożonych pod ziemią. Konstrukcja usieciowanych kabli polietylenowych ma dobrą elastyczność, niską higroskopijność (absorpcję wilgoci) i możliwość ogrzewania do +130 ° C. Wady kabli SPE to złożoność produkcji, konieczność korzystania z urządzeń zagranicznych, dlatego koszt produktu jest znacznie wyższy niż analogów.
3. Polietylen Może być niskiej gęstości (LDPE) i wysokiej (HDPE). Zalety: właściwości dielektryczne są 300 razy wyższe niż w przypadku izolacji z PVC, niska higroskopijność, odporność na odczynniki chemiczne. Jednak wadami polietylenu jest spadek właściwości dielektrycznych drutu wraz ze wzrostem temperatury, słabą elastycznością i jednocześnie wysokimi kosztami. Konstrukcja kabli z izolacją z polietylenu jest dobrze ugruntowana do układania stacjonarnego okablowania w obiektach przemysłowych.
4. Guma izolacyjna. Ze względu na swoją elastyczność najczęściej służy do łączenia mechanizmów i urządzeń mobilnych. Elastyczny, tani, ma wysokie właściwości dielektryczne. Jednak traci swoją izolację elektryczną w temperaturach powyżej + 80 ° C, jest podatny na uszkodzenia spowodowane promieniowaniem ultrafioletowym i, co najważniejsze, nie jest odporny na spalanie.
5. Impregnowana papierowa izolacja (BPI). Konstrukcja izolowanych papierowo kabli składa się z taśm z papieru kablowego impregnowanych specjalnym lepkim lub niepłynącym związkiem. Wymagania dotyczące produkcji tego rodzaju taśm kablowo-papierowych nie powinny pokrywać się podczas układania jedna na drugiej. Dopuszcza się nie więcej niż trzy dopasowania, a nawet dwa, jeśli najniższa taśma styka się z warstwą ekranującą lub rdzeniem przewodzącym. Zastosowanie kabli z izolacją BPI - układanie linii wysokiego napięcia w ziemi. Zalety - niskie koszty i wysokie właściwości izolacji elektrycznej. Wady - absorpcja wilgoci, wysokie zagrożenie pożarowe, niska odporność na uszkodzenia mechaniczne i płynność izolacji wraz ze wzrostem temperatury, dlatego zaleca się stosowanie przewodu wyłącznie do montażu poziomego.
6. Guma silikonowa. Ma wysoką odporność na ciepło, parametry izolacji elektrycznej, dobrą wytrzymałość i elastyczność. Jednocześnie jest nieco odporny na chemikalia, konstrukcja drutu ulega zniszczeniu podczas ścierania i jest dość droga. Z reguły stosuje się go w warunkach o podwyższonej temperaturze.
7. Politetrafluoroetylen (PTFE). Ma dobrą odporność na uszkodzenia mechaniczne nawet w temperaturach do + 250 ° C, a jednocześnie jest dobrze odporny na działanie chemikaliów. Wadami tego rodzaju ochrony są wysokie koszty i toksyczność.

Screen

Kolejnym elementem w budowie kabli i przewodów jest warstwa ekranująca, której celem jest ochrona przewodnika przed zakłóceniami elektromagnetycznymi. Najczęściej ekran jest stosowany w kablach sterujących i liniach kablowych wysokiego napięcia.

Główne typy ekranów:

• z papieru metalizowanego (jeśli projekt przewiduje izolację BPI);
• drut miedziany (do PCW i gumy);
• drut stalowy ocynkowany (zbroja + dźwig);
• guma przewodząca (z izolacją gumową).

Warstwę ekranującą można nakładać zarówno na cały pakiet rdzeni, jak i na każdy oddzielnie. Z reguły jest elastyczny i dodatkowo pozwala chronić drut przed uszkodzeniami mechanicznymiJednak ze względu na obecność ekranu w projekcie bieżący miernik produktu będzie kosztował więcej.

Shell

Ten element konstrukcyjny kabli elektrycznych i przewodów chroni przed negatywnym wpływem promieniowania słonecznego, wilgoci, agresywnych substancji i, oczywiście, uszkodzeń mechanicznych.

W przypadku produktów kablowych z impregnowaną papierową izolacją stosuje się ołowiany lub aluminiowy płaszcz. Jeśli warstwa izolacyjna jest reprezentowana przez tworzywo PCV lub gumę, wówczas skorupą może być, odpowiednio, PVC lub guma wężowa.

Ołowiana obudowa ma dobrą elastyczność i odporność na działanie chemikaliów, można ją lutować w terenie. Minusem jest to, że ołów ma niską temperaturę topnienia, więc pod wpływem ciepła i wibracji mogą wystąpić pęknięcia skorupy, aż do całkowitego pęknięcia. Walczą z tymi niedociągnięciami, dodając do projektu dodatki antymonu i miedzi.

Aluminium jest ponad 2 razy mocniejsze niż ołów, odporne na wibracje i może działać jak zbroja, a nawet ekran. Jedyną złą rzeczą jest to, że aluminiowa osłona kabla ma słabą odporność na korozję gleby, a także kosztuje więcej.

Mieszanka plastiku PVC jest tania, lekko uszkodzona przez chemikalia, ma wytrzymałość mechaniczną, a jednocześnie dość szczelna. Ma jednak słabą elastyczność, słabą odporność na obciążenia mechaniczne i lekkie starzenie.

Wąż gumowy, w porównaniu ze zwykłymi, dobrze przyjmuje obciążenia rozciągające, udarowe i skręcające. Ponadto może być odporny na olej, niskie temperatury i zapłon. Wady - jest niszczony przez równoczesną ekspozycję na tlen i promieniowanie słoneczne, a jednocześnie słabą odporność na atak chemiczny.

Pokrowiec ochronny

Cóż, ostatnim elementem w konstrukcji kabli i przewodów elektrycznych jest osłona ochronna, która może składać się z poduszki, warstwy pancerza i osłony zewnętrznej.

Zadaniem poduszki jest dodatkowe zabezpieczenie warstwy izolacyjnej przed uszkodzeniem przez taśmy stalowe lub drut metalowy, które z kolei stanowią zbroję. Poduszka może być wykonana z:

• papier krepowy (ma duże wydłużenie do zerwania);
• taśmy z tworzywa sztucznego (alternatywa dla bibuły);
• kompozycja bitumiczna (skleja się razem).

Warstwa pancerza jest potrzebna do ochrony struktury przewodnika przed wszelkiego rodzaju naprężeniami mechanicznymi. Taśmy stalowe nie pochłaniają sił rozciągających i można je dodatkowo zabezpieczyć przed korozją. W szczególności dwie warstwy taśm stalowych zapewniają dobrą ochronę przed uszkodzeniami mechanicznymi. Drut zapobiega skręceniu pasma i działa dobrze w napięciu. Nie chroni przed uszkodzeniami mechanicznymi.

Cóż, zewnętrzna pokrywa powinna zapewniać szczelność kabla, a także odporność na różne zjawiska atmosferyczne. Może to być reprezentowane przez przędzę kablową wykonaną z włókna szklanego, dodatkowo impregnowaną bitumem lub pokryciem wykonanym z tworzywa sztucznego (związek PVC lub polietylen).

Zazwyczaj określona osłona zewnętrzna może być uwzględniona w projekcie kabli wysokiego napięcia z izolacją BPI. Lekkie pokrycia zewnętrzne są nieodłącznie związane z drutami: przędzą bawełnianą, włóknem szklanym, nicią do szycia lub lnianą.Ponadto warkocz można potraktować związkiem przeciwgrzybiczym lub odpornym na warunki atmosferyczne lub lakierem, który chroni przed wilgocią.

To wszystko, co chcieliśmy powiedzieć o tym, z czego składa się kabel i drut. Na koniec zalecamy obejrzenie filmu, w którym wszystkie poszczególne elementy konstrukcyjne są wyraźnie pokazane, kolejność ich umieszczenia:

Jak widać, konstrukcja przewodów i kabli może być dość skomplikowana, więc nie będzie trudno wybrać odpowiednią wersję przewodu dla własnych warunków!

Ciekawie będzie przeczytać:

• Oznaczenie drutu kolorowego
• Co to są dławiki kablowe
• Rodzaje bloków zacisków