Designfunktioner för ledningar och kablar

Strukturella element

Varje elektrisk ledare består av följande delar, inte alltid från alla på en gång, det kan bara från flera:

1. Ledande ven. Tjänar för att leda ström med minsta möjliga uppvärmning. De viktigaste kraven för venerna: god flexibilitet, motståndskraft mot korrosion, hög elektrisk ledningsförmåga och naturligtvis låg kostnad.
2. Isolering. En barriär som bör ge största möjliga motstånd mot elektrisk energi som passerar genom kärnan. Det isolerande skiktet bör ha högsta möjliga dielektriska egenskaper, samtidigt som det är i största möjliga temperaturområde. Dessutom måste isoleringen vara flexibel.
3. Screen. Det är nödvändigt att skydda den ledande kärnan från alla typer av extern elektromagnetisk störning. Kravet för utformningen av skärmlagret är 100% isoleringsbeläggning under böjning.
4. Bälteisolering. Tjänar för ytterligare skydd av ledningar och kablar från nedbrytning.
5. Shell. Skyddar ledaren mot mekaniska skador, atmosfäriska fenomen samt fuktgenomträngning.
6. Skyddskåpa. En ytterligare mantel som används vid drift av kabelprodukter under svåra förhållanden.

Konstruktionen av kablar och ledningar består av dessa enskilda element. Om du vill lära dig mer om varianterna och funktionerna i varje komponent ges en mer detaljerad översikt nedan.

Parameteröversikt

Ledande kärna

Vener på kablar, ledningar och ledningar tillverkas i enlighet med nuvarande GOST 22483-2012, som i sin tur är en standard och bestämmer likströmsmotståndet på 1 km av en kärna vid en temperatur på + 20 ° C. För att identifiera elektriskt motstånd måste du känna till tvärsnittet, tillverkningsmaterialet och klassen av tråd. Vi kommer att överväga varje parameter i ordning, så att du förstår hur det påverkar utformningen av elektriska ledningar och kablar.

Trådkvaliteten kan vara från 1 till 6. Ju högre kvalitet, desto bättre flexibilitet hos ledaren. Exempelvis används klass 1 och 2 för tillverkning av kabelprodukter, som enbart kommer att användas för fast installation. För att ansluta mobila mekanismer måste du använda kablar med en flexibilitetsklass 3 till 6.

När det gäller tillverkningsmaterialet är detta en mycket viktig parameter.Koppar leder strömmen bättre och är mer motståndskraftig mot mekaniska skador. Emellertid är nackdelarna med koppartrådar den högre kostnaden och känsligheten för korrosion, särskilt vid hög luftfuktighet och temperatur. Aluminium är billigare och mindre känsligt för korrosion, men det är mer ömtåligt och bildar en oxidfilm, vilket ökar kontaktmotståndet. För- och nackdelar med aluminiumkablar Vi undersökte i en separat artikel.

isolering

Det isolerande skiktet kan representeras av följande material:

1. Polyvinylkloridförening (PVC). Den vanligaste typen av isolering, som vid rumstemperatur (+ 20 ° C) har hög motstånd. Nackdelarna med PVC-förening är otillräcklig flexibilitet, jämfört med gummi, och det faktum att trådens isoleringsmotstånd reduceras avsevärt vid en temperatur på + 70 ° C och högre. Fördelar med PVC-förening: lågt pris, bra motståndskraft mot många kemikalier, fukt och låg brandfarlighet.
2. Tvärbunden polyeten (SPE). Det används för tillverkning av högspänningsprodukter under jord. Konstruktionen av tvärbundna polyetenkablar har god flexibilitet, låg hygroskopicitet (fuktabsorption) och möjligheten att värma till +130 ° C. Nackdelarna med SPE-kablar är komplexiteten i tillverkningen, behovet av att använda utländsk utrustning, varför kostnaden för produkten är mycket högre än analoger.
3. Polyeten. Det kan vara låg densitet (LDPE) och hög (HDPE). Fördelar: dielektriska egenskaper är 300 gånger högre än för PVC-isolering, låg hygroskopicitet, resistens mot kemiska reagens. Emellertid är nackdelarna med polyeten en minskning av trådens dielektriska egenskaper med ökande temperatur, dålig flexibilitet och samtidigt höga kostnader. Konstruktionen av kablar med polyetenisolering är väl etablerad för att lägga stationära ledningar i industriella anläggningar.
4. Isolerande gummi. På grund av dess flexibilitet används det oftast för att ansluta mobila mekanismer och utrustning. Flexibel, billig, har höga dielektriska egenskaper. Den tappar emellertid sina elektriska isoleringsegenskaper vid temperaturer över +80 ° C, är känslig för skador från ultraviolett strålning och, viktigast av allt, är inte resistent mot bränning.
5. Impregnerad pappersisolering (BPI). Konstruktionen av pappersisolerade kablar består av kabelpapperbånd impregnerade med en speciell viskös eller icke-droppande sammansättning. Kraven för tillverkning av denna typ av pappersband ska inte sammanfalla när du lägger den ena på den andra. Högst tre tändstickor eller till och med två är tillåtna om det lägsta bandet är i kontakt med skärmlagret eller ledande kärnan. Användning av kablar med BPI-isolering - läggning av en högspänningsledning i marken. Fördelar - låga kostnader och höga elektriska isoleringsegenskaper. Nackdelar - fuktabsorption, hög brandrisk, låg motståndskraft mot mekanisk skada och isoleringsfluiditet med ökande temperatur, varför det rekommenderas att använda en ledare uteslutande för horisontell installation.
6. Silikongummi. Den har hög värmebeständighet, elektriska isoleringsparametrar, god styrka och flexibilitet. Samtidigt är den något motståndskraftig mot kemikalier, trådens utformning förstörs under nötning och är ganska dyr. Det används som regel vid förhållanden med förhöjd temperatur.
7. Polytetrafluoroetylen (PTFE). Den har god motståndskraft mot mekanisk skada även vid temperaturer upp till + 250 ° C, medan den är väl motståndskraftig mot kemisk attack. Nackdelarna med denna typ av skydd är höga kostnader och toxicitet.

display

Nästa komponent i konstruktionen av kablar och ledningar är ett skärmlager, vars syfte är att skydda ledaren mot elektromagnetisk störning. Oftast används skärmen i styrkablar och högspänningskablar.

De viktigaste typerna av skärmar:

• från metalliserat papper (om konstruktionen ger BPI-isolering);
• koppartråd (för PVC och gummi);
• galvaniserad ståltråd (rustning + kran);
• ledande gummi (med gummitypisolering).

Skärmningsskiktet kan appliceras både på hela buntkärnan och på var och en separat. Som regel är det flexibelt och tillåter dessutom skydda wiren mot mekanisk skadaPå grund av närvaron av en skärm i designen kommer en löpningsmätare av produkten dock att kosta mer.

skal

Detta strukturella element i elektriska kablar och ledningar skyddar mot de negativa effekterna av solstrålning, fukt, aggressiva ämnen och, naturligtvis, mekaniska skador.

För kabelprodukter med impregnerad pappersisolering används en bly eller aluminiumhölje. Om det isolerande skiktet representeras av PVC-plast eller gummi, kan skalet vara antingen PVC eller slanggummi.

Blyhölje har god flexibilitet och motståndskraft mot kemisk attack, det kan lödas i fältet. Nackdelen är att bly har en låg smältpunkt, så vid exponering för värme och vibrationer kan det uppstå sprickor i skalet, upp till ett fullständigt brott. De kämpar med dessa brister genom att lägga antimon- och koppartillsatser till designen.

Aluminium är mer än två gånger starkare än bly, motståndskraftigt mot vibrationer och kan fungera som rustning och till och med en skärm. Det enda dåliga är att kabelns aluminiumhölje har dålig motståndskraft mot jordkorrosion och också kostar mer.

PVC-plastförening är billig, något skadad av kemikalier, har mekanisk hållfasthet och samtidigt ganska tätt. Men den har dålig flexibilitet, dålig motståndskraft mot mekanisk påfrestning och lätt åldrande.

Slanggummi accepterar, i jämförelse med vanligt, draghållfasthet, chock och vridande laster. Dessutom kan den vara motståndskraftig mot olja, låga temperaturer och antändning. Nackdelar - förstörs av samtidig exponering för syre- och solstrålning, medan det är dåligt motståndskraft mot kemisk attack.

Skyddskåpa

Tja, det sista elementet i konstruktion av kablar och elektriska ledningar är ett skyddande lock som kan bestå av en kudde, ett pansarlager och ett yttre lock.

Syftet med kudden är ytterligare skydd av det isolerande lagret mot skador av stålband eller metalltråd, som i sin tur representerar rustning. Kudden kan vara tillverkad av:

• crepe papper (har en hög töjning att bryta);
• plastband (alternativ till crepe papper);
• bituminös sammansättning (fastnar ihop).

Ett panserskikt behövs för att skydda ledarkonstruktionen från alla slags mekaniska spänningar. Ståltejp absorberar inte dragkrafter och kan skyddas ytterligare mot korrosion. I synnerhet ger två lager stålband ett bra skydd mot mekanisk skada. Tråden förhindrar vridning av trådar och fungerar bra i spänning. Det skyddar inte mot mekanisk skada.

Det yttre höljet bör förse kabeln med täthet samt motstånd mot olika atmosfäriska fenomen. Det kan representeras av kabelgarn i fiberglas, dessutom impregnerat med bitumen eller ett lock av plast (PVC-förening eller polyeten).

Som regel kan det specificerade externa höljet ingå i konstruktionen av högspänningskablar med BPI-isolering. Lätt ytterbeläggning ingår i trådar: bomullsgarn, glasfiber, sömnad eller linnetråd.Flätan kan också behandlas med en svampdämpande eller väderbeständig förening eller lack i allmänhet, som skyddar mot fukt.

Det var allt vi ville berätta om vad en kabel och tråd består av. Slutligen rekommenderar vi att du tittar på en video där alla enskilda strukturella element tydligt visas, i vilken ordning de är placerade:

Som ni ser kan utformningen av ledningar och kablar vara ganska komplicerad, så det kommer inte att vara svårt att välja lämplig version av ledaren för dina egna förhållanden!

Det kommer att vara intressant att läsa:

• Färgtrådmarkering
• Vad är kabelkörtlar
• Typer av terminalblock