Konštrukčné vlastnosti vodičov a káblov

Štrukturálne prvky

Akýkoľvek elektrický vodič pozostáva z nasledujúcich častí, nie vždy zo všetkých naraz, môže iba z niekoľkých:

1. Vedenie žily. Slúži na vedenie prúdu s minimálnym možným ohrevom. Hlavné požiadavky na žily: dobrá flexibilita, odolnosť proti korózii, vysoká elektrická vodivosť a samozrejme nízke náklady.
2. Izolácia. Bariéra, ktorá by mala poskytovať najväčší možný odpor voči elektrickej energii prechádzajúcej cez jadro. Izolačná vrstva by mala mať najvyššie možné dielektrické vlastnosti, zatiaľ čo v najväčšom možnom teplotnom rozsahu. Izolácia musí byť navyše flexibilná.
3. Obrazovka. Vodivé jadro je potrebné chrániť pred všetkými druhmi vonkajšieho elektromagnetického rušenia. Požiadavka na konštrukciu tieniacej vrstvy je 100% izolačný povlak počas ohybu.
4. Izolácia pásov. Slúži na dodatočnú ochranu vodičov a káblov pred poškodením.
5. Shell. Chráni vodič pred mechanickým poškodením, atmosférickými javmi a prenikaním vlhkosti.
6. Ochranný kryt. Dodatočný plášť používaný pri prevádzke káblových produktov v ťažkých podmienkach.

Konštrukcia káblov a drôtov pozostáva z týchto jednotlivých prvkov. Ak sa chcete dozvedieť viac o odrodách a vlastnostiach jednotlivých komponentov, podrobnejší prehľad je uvedený nižšie.

Prehľad parametrov

Vodivé jadro

Jadrá káblov, drôtov a káblov sa vyrábajú v súlade s aktuálnym GOST 22483-2012, čo je štandard a určuje jednosmerný odpor jadra pri teplote + 20 ° C. Na identifikáciu elektrického odporu musíte poznať prierez, materiál výroby a triedu vodičov. Každý parameter zvážime v poradí, aby ste pochopili, ako to ovplyvňuje konštrukciu elektrických vodičov a káblov.

Stupeň drôtu môže byť od 1 do 6. Čím vyšší stupeň, tým lepšia flexibilita vodiča. Napríklad triedy 1 a 2 sa používajú na výrobu káblových výrobkov, ktoré sa budú používať výlučne na pevnú inštaláciu. Na pripojenie mobilných mechanizmov musíte použiť káble s triedou flexibility 3 až 6.

Pokiaľ ide o materiál výroby, jedná sa o veľmi dôležitý parameter.Meď vedie prúd lepšie a je odolnejšia voči mechanickému poškodeniu. Nevýhodou medených drôtov sú však vyššie náklady a náchylnosť na koróziu, najmä pri vysokej vlhkosti a teplote. Hliník je lacnejší a menej náchylný na koróziu, je však krehkejší a tvorí oxidový film, ktorý zvyšuje kontaktný odpor. Výhody a nevýhody hliníkových rozvodov Preskúmali sme to v samostatnom článku.

Izolácia

Izolačnú vrstvu môžu predstavovať nasledujúce materiály:

1. Polyvinylchloridová zlúčenina (PVC). Najbežnejší typ izolácie, ktorý má pri izbovej teplote (+ 20 ° C) vysoký odpor. Nevýhodou PVC zmesi je nedostatočná flexibilita v porovnaní s gumou a skutočnosť, že izolačný odpor drôtu sa výrazne zníži pri teplote +70 ° C a vyššej. Výhody PVC zmesi: nízka cena, dobrá odolnosť voči mnohým chemikáliám, vlhkosť a nízka horľavosť.
2. Zosieťovaný polyetylén (SPE). Používa sa na výrobu káblových produktov vysokého napätia uložených v podzemí. Konštrukcia zosieťovaných polyetylénových káblov má dobrú flexibilitu, nízku hygroskopicitu (absorpcia vlhkosti) a možnosť zahrievania na +130 ° C. Nevýhodou káblov SPE je zložitosť výroby, potreba používať cudzie zariadenie, a preto sú náklady na výrobok omnoho vyššie ako analógy.
3. Polyetylén. Môže to byť nízka hustota (LDPE) a vysoká (HDPE). Výhody: dielektrické vlastnosti sú 300-krát vyššie ako vlastnosti izolácie PVC, nízka hygroskopicita, odolnosť voči chemickým činidlám. Nevýhodou polyetylénu je však zníženie dielektrických vlastností drôtu so zvyšujúcou sa teplotou, slabou flexibilitou a súčasne vysokými nákladmi. Konštrukcia káblov s polyetylénovou izoláciou je dobre zavedená na pokladanie stacionárnych káblov v priemyselných zariadeniach.
4. Izolačná guma. Vďaka svojej flexibilite sa najčastejšie používa na pripojenie mobilných mechanizmov a zariadení. Flexibilný, lacný, má vysoké dielektrické vlastnosti. Stratí však svoje elektrické izolačné vlastnosti pri teplotách nad +80 ° C, je náchylný na poškodenie ultrafialovým žiarením a čo je najdôležitejšie, nie je odolný proti horeniu.
5. Izolácia impregnovaného papiera (BPI). Dizajn káblov izolovaných z papiera pozostáva z káblových papierových pások impregnovaných špeciálnou viskóznou alebo neodkvapkávajúcou zmesou. Požiadavky na výrobu tohto typu káblových a papierových pások by sa nemali zhodovať pri ukladaní jedného na druhého. Ak je najnižšia páska v kontakte s tieniacou vrstvou alebo vodivým jadrom, nie sú povolené viac ako tri zhody alebo dokonca dve. Použitie káblov s izoláciou BPI - položenie vedenia vysokého napätia do zeme. Výhody - nízke náklady a vysoké elektrické izolačné vlastnosti. Nevýhody - absorpcia vlhkosti, vysoké nebezpečenstvo požiaru, nízka odolnosť proti mechanickému poškodeniu a tekutosť izolácie so zvyšujúcou sa teplotou, preto sa odporúča používať vodič výlučne na vodorovnú inštaláciu.
6. Silikónová guma. Má vysokú tepelnú odolnosť, elektrické izolačné parametre, dobrú pevnosť a flexibilitu. Zároveň je mierne odolný voči chemikáliám, konštrukcia drôtu sa počas oderu zničí a je dosť drahá. Používa sa spravidla v podmienkach so zvýšenou teplotou.
7. Polytetrafluóretylén (PTFE). Má dobrú odolnosť proti mechanickému poškodeniu aj pri teplotách do + 250 ° C, pričom je dobre odolný proti chemickým útokom. Nevýhody tohto typu ochrany sú vysoké náklady a toxicita.

plátno

Ďalším komponentom pri konštrukcii káblov a vodičov je tieniaca vrstva, ktorej účelom je chrániť vodič pred elektromagnetickým rušením. Obrazovka sa najčastejšie používa v riadiacich kábloch a káblových vedeniach vysokého napätia.

Hlavné typy obrazoviek:

• z metalizovaného papiera (ak návrh umožňuje izoláciu BPI);
• medený drôt (pre PVC a gumu);
• pozinkovaný oceľový drôt (pancier + žeriav);
• vodivá guma (s gumovou izoláciou).

Ochranná vrstva sa môže aplikovať ako na celý zväzok jadier, tak aj na každé zvlášť. Spravidla je flexibilný a navyše umožňuje chráňte drôt pred mechanickým poškodením, avšak v dôsledku prítomnosti obrazovky v dizajne bude bežný meter produktu stáť viac.

škrupina

Tento konštrukčný prvok elektrických káblov a vodičov chráni pred negatívnymi účinkami slnečného žiarenia, vlhkosti, agresívnych látok a samozrejme mechanického poškodenia.

Pre káblové výrobky s impregnovanou papierovou izoláciou sa používa olovené alebo hliníkové puzdro. Pokiaľ je izolačná vrstva tvorená PVC plastom alebo gumou, potom škrupina môže byť buď PVC alebo hadicová guma.

Olovené puzdro má dobrú flexibilitu a odolnosť proti chemickým útokom, môže sa spájkovať na poli. Nevýhodou je, že olovo má nízky bod topenia, takže keď je vystavený teplu a vibráciám, môžu v trupe trhlín až do úplného pretrhnutia. Bojujú s týmito nedostatkami pridaním antimónu a medených prísad do návrhu.

Hliník je viac ako 2-krát silnejší ako olovo, odolný proti vibráciám a môže pôsobiť ako brnenie alebo dokonca ako obrazovka. Jedinou zlou vecou je, že hliníkový plášť kábla má zlú odolnosť proti korózii pôdy a tiež drahšie.

PVC plastová zmes je lacná, mierne poškodená chemikáliami, má mechanickú pevnosť a zároveň pomerne tesnú. Má však zlú pružnosť, zlú odolnosť proti mechanickému namáhaniu a ľahké starnutie.

Hadicová guma, v porovnaní s obvyklými, dobre znáša zaťaženie ťahom, nárazom a krútením. Okrem toho môže byť odolný voči oleju, nízkym teplotám a vznieteniu. Nevýhody - je zničené súčasným vystavením kyslíku a slnečnému žiareniu, zatiaľ čo zlá odolnosť proti chemickým útokom.

Ochranný kryt

Posledným prvkom v konštrukcii káblov a elektrických vodičov je ochranný kryt, ktorý môže pozostávať z vankúša, pancierovej vrstvy a vonkajšieho krytu.

Účelom vankúša je dodatočná ochrana izolačnej vrstvy pred poškodením oceľovými páskami alebo kovovým drôtom, ktoré zase predstavujú brnenie. Vankúš môže byť vyrobený z:

• krepový papier (má vysoké pretiahnutie);
• plastové pásky (alternatíva krepového papiera);
• bitúmenové zloženie (zlepené).

Vrstva pancierovania je potrebná na ochranu štruktúry vodiča pred akýmkoľvek mechanickým namáhaním. Oceľové pásky neabsorbujú ťahové sily a môžu byť ďalej chránené proti korózii. Obzvlášť dve vrstvy oceľových pások poskytujú dobrú ochranu pred mechanickým poškodením. Drôt zabraňuje krúteniu prameňa a funguje dobre v ťahu. Nechráni pred mechanickým poškodením.

Vonkajší kryt by mal zaistiť pevnosť kábla a odolnosť voči rôznym atmosférickým javom. Môže byť predstavovaná káblovou priadzou vyrobenou zo sklenených vlákien, dodatočne impregnovanou bitúmenom alebo poťahom z plastu (zmes PVC alebo polyetylén).

Typicky môže byť uvedený vonkajší kryt zahrnutý do konštrukcie vysokonapäťových káblov s izoláciou BPI. Ľahké vonkajšie poťahy sú súčasťou drôtov: bavlnená priadza, laminát, šijacie alebo ľanové nite.Prámik môže byť tiež ošetrený antifungálnou alebo poveternostne odolnou zlúčeninou alebo lakom všeobecne, ktorá bude chrániť pred vlhkosťou.

To je všetko, čo sme vám chceli povedať o tom, z čoho pozostáva kábel a drôt. Nakoniec odporúčame sledovať video, v ktorom sú jasne znázornené všetky jednotlivé konštrukčné prvky, poradie ich umiestnenia:

Ako vidíte, dizajn vodičov a káblov môže byť dosť komplikovaný, takže nebude ťažké vybrať si vhodnú verziu vodiča pre vaše vlastné podmienky!

Bude zaujímavé čítať:

• Farebné značenie drôtov
• Čo sú káblové priechodky
• Typy terminálových blokov