Konstrukce napájecího kabelu
Silové kabely se skládají z následujících hlavních prvků: vodiče, izolace, pláště a ochranné kryty. Kromě hlavních prvků může návrh kabelu zahrnovat stínění, ochranné uzemňovací vodiče a výplně.
Silové kabely se rozlišují: podle druhu kovu proudových vodičů – kabely s hliníkovými a měděnými vodiči, podle druhu materiálů, kterými jsou proudové vodiče izolovány, kabely s papírovou, plastovou a pryžovou izolací, podle druhu druh ochrany izolace vodičů kabelu před vlivem vnějšího prostředí – kabely v kovovém, plastovém a pryžovém plášti, podle způsobu ochrany před mechanickým poškozením – pancéřované a nepancéřové, podle počtu žil – jedno- , dvou-, tří-, čtyř- a pětijádrových.
Každý design kabelu má své vlastní označení a značku. Značka kabelu je tvořena počátečními písmeny slov popisujících design kabelu.
Rýže. 1. Průřezy silových kabelů: a – dvoužilové kabely s kruhovými a segmentovými jádry, b – třížilové kabely s pásovou izolací a samostatnými plášti, c – čtyřžilové kabely s nulovým jádrem kruhové, sektorové a trojúhelníkové tvar, 1 – vodivé jádro, 2 – nulové jádro , 3 – izolace žil, 4 – stínění na jádru vodiče, 5 – izolace pásu, 6 – výplň, 7 – stínění na izolaci jádra, 8 – plášť, 9 – pancéřový kryt , 10 – vnější ochranný kryt
Konstrukční prvky silových kabelů a jejich účel.
Vodiče jsou vodiče elektrického proudu. Silové kabely mají hlavní a nulový vodič. Hlavní vodiče se používají k přenosu elektrické energie a nulové vodiče se používají k průchodu rozdílu fázových proudů při nerovnoměrném zatížení.
Vodivá jádra silových kabelů jsou vyrobena z hliníku a mědi, jednožilová a vícežilová. Tvar jader je kulatý, sektorový nebo segmentový (viz obr. 1).
Hliníkové kabelové žíly do 35 mm2 včetně jsou vyráběny jednožilové, 50-240 mm2 – jednožilové nebo vícežilové, 300-800 mm2 – vícežilové.
Měděné vodiče do 16 mm2 včetně se vyrábějí jednožilové, 25 – 95 mm2 – jednožilové nebo vícežilové, 120 – 800 mm2 – vícežilové.
Nulový vodič nebo ochranný zemnící vodič má zpravidla menší průřez ve srovnání s hlavními vodiči. Může mít kulatý, sektorový nebo trojúhelníkový tvar a je umístěn ve středu kabelu nebo mezi jeho hlavními jádry (viz obr. 1).
Ochranný zemnící vodič slouží k připojení neživých kovových částí elektrické instalace k ochrannému zemnícímu obvodu.
Izolace poskytuje potřebnou elektrickou pevnost vodičů vedoucích proud vůči sobě navzájem a vůči uzemněnému plášti (země). Používá se papírová, pryžová a plastová (polyvinylchloridová a polyetylenová) izolace.
Izolace aplikovaná na jádro kabelu se nazývá izolace jádra a izolace aplikovaná na izolovaná kroucená nebo paralelně položená jádra vícežilového kabelu se nazývá izolace pásů.
Papírová izolace kabelů je napuštěna viskózními impregnačními směsmi (olejová kalafuna nebo elektroizolační syntetika).
Nevýhodou kabelů s viskózním impregnačním složením je extrémně omezená možnost jejich pokládky podél nakloněných tras, jmenovitě výškový rozdíl mezi jejich koncovými těsněními by neměl překročit: u kabelů s viskózní impregnací do 3 kV, pancéřovaných a nepancéřovaných v hliníku plášť – 25 m, nepancéřovaný v olověném plášti – 20 m, pancéřovaný v olověném plášti – 25 m, pro kabely s viskózní impregnací 6 kV pancéřovaný a nepancéřovaný v olověném plášti – 15 m, v hliníku – 20 m, pro kabely s viskózní impregnace 10 kV pancéřované a nepancéřované v olověném a hliníkovém plášti – 15 m.
Kabely s viskózní impregnační kompozicí, jejíž volná část byla odstraněna, se nazývají chudé impregnované izolační kabely. Používají se při pokládce na svislých a šikmých trasách bez omezení rozdílu hladin, pokud se jedná o nepancéřované a pancéřované kabely v hliníkovém plášti pro napětí do 3 kV a s rozdílem hladin do 100 m – pro jakékoli jiné kabely s vyčerpaná izolace.
Pro pokládku podél svislých a prudce nakloněných tras bez omezení rozdílu úrovní jsou kabely vyráběny s papírovou izolací impregnovanou speciální kompozicí na bázi ceresinu nebo polyisobutylenu. Tato kompozice má zvýšenou viskozitu, v důsledku čehož při ohřevu kabelu položeného svisle nebo podél strmě nakloněné trasy nestéká dolů. Proto lze kabely s takovou izolací pokládat do libovolné výšky, stejně jako kabely s plastovou a pryžovou izolací.
Pryžová izolace se vyrábí ze souvislé vrstvy pryže nebo z pryžových pásů s následnou vulkanizací. Silové kabely s pryžovou izolací se používají v sítích AC do 1 kV a DC sítích do 10 kV.
Silové kabely s plastovou izolací mají izolaci vyrobenou z polyvinylchloridové plastové směsi ve formě souvislé vrstvy nebo z polyetylenových kompozic. Používají se také kabely s izolací ze samozhášecího (nehořlavého) a vulkanizovaného polyetylenu.
Stínění slouží k ochraně vnějších obvodů před vlivem elektromagnetických polí proudů procházejících kabelem a k zajištění symetrie elektrického pole kolem žil kabelu. Síta jsou vyrobena z polovodivého papíru a hliníkové nebo měděné fólie.
Výplně jsou nutné k odstranění volných prostorů mezi kabelovými konstrukčními prvky, aby utěsnily, dodaly kabelové konstrukci požadovaný tvar a mechanickou stabilitu. Jako plniva se používají svazky papírových pásek nebo kabelové příze, plastové nebo pryžové nitě.
Opláštění napájecích kabelů. Hliníkové, olověné, vlnité, plastové a pryžové nehořlavé (nairitové) kabelové pláště chrání vnitřní prvky kabelu před zničením vlhkostí, kyselinami, plyny atd.
Hliníkový plášť silových kabelů pro napětí do 1 kV lze použít jako čtvrtý (nulový) vodič ve čtyřvodičových střídavých sítích s pevně uzemněným neutrálem, s výjimkou instalací s výbušnou atmosférou a instalací, ve kterých proud v nulový vodič za normálních podmínek je více než 75 % proudu ve fázovém vodiči.
Ochranné kryty na napájecí kabely. Protože se pláště kabelů mohou chemickými a mechanickými vlivy poškodit nebo dokonce zničit, jsou kryty ochrannými kryty.
Ochranné kryty chrání kabelové pláště před vnějšími vlivy (koroze, mechanické poškození). Patří mezi ně polštář, pancéřový kryt a vnější kryt. V závislosti na provedení kabelu se používá jeden, dva nebo tři ochranné kryty.
Podložka je umístěna přes štít nebo plášť, aby jej chránila před korozí a poškozením pancéřovými páskami nebo dráty. Polštář je vyroben z vrstev impregnované kabelové příze, polyvinylchloridových, polyamidových a jiných ekvivalentních pásek, krepového papíru, bitumenové směsi nebo bitumenu.
Pro ochranu před mechanickým poškozením jsou kabelové pláště omotány v závislosti na provozních podmínkách ocelovou páskou nebo drátěným pancířem. Drátěné brnění je vyrobeno z kulatých nebo plochých drátů.
Pancéřování z plochých ocelových pásků chrání kabely pouze před mechanickým poškozením. Pancíř z ocelových drátů navíc pohlcuje i tahové síly. Tyto síly vznikají v kabelech, když jsou kabely položeny svisle ve velkých výškách nebo podél strmě nakloněných tras.
Pro ochranu kabelového pancíře před korozí je pokryta vnějším krytem z vrstvy kabelu nebo skleněné příze impregnované bitumenovou kompozicí a v některých provedeních je přes vrstvy příze a bitumenu umístěna extrudovaná hadice z polyvinylchloridu nebo polyetylenu. .
V dolech, výbušných a požárně nebezpečných prostorech není dovoleno používat pancéřované kabely konvenční konstrukce z důvodu přítomnosti „polštáře“ obsahujícího hořlavý bitumen mezi pláštěm a pancířem kabelu. V těchto případech by měly být použity kabely s nehořlavým „polštářem“ a vnějším obalem ze skelné příze ze staplových skelných vláken.
Telegramový kanál pro ty, kteří se chtějí každý den učit nové a zajímavé věci: Škola pro elektrikáře
Zjednodušte si výpočty elektrických obvodů, parametrů zařízení a dalších elektrotechnických úkolů s touto praktickou aplikací: Online kalkulačka elektrotechniky
Rozvíjejte své profesní dovednosti:
Vyberte si vhodný formát a témata!
Kabelové produkty se prodávají připravené k použití. Vodiče a jádra kabelů jsou pokryty dielektrickým materiálem pro ochranu před úrazem elektrickým proudem, šířením proudu, zkratem a požárem. Vynikající výkonové vlastnosti dodávají izolaci potřebné technické ukazatele a spolehlivé používání v záruční době.
Co ovlivňuje výběr typu izolace?
Při výběru vodičů a silových kabelů se doporučuje věnovat pozornost izolačním vlastnostem.
Výrobní materiál ovlivňuje výkonové charakteristiky. Vysoce kvalitní produkty vydrží dlouho.
Při výběru typu opletu byste měli vzít v úvahu umístění kabelu, vnější podmínky (vlhkost, teplota), provozní parametry (napětí, elektrický náboj), možné mechanické vlivy a provozní faktory, jako je vedení proudu. Na základě vstupních ukazatelů jsou vybírány produkty.
Hlavní faktory při výběru
Spolehlivá izolace zajišťuje: životnost, bezpečnost elektrických systémů používaných v průmyslu a výrobě. Odolný plášť může zabránit úniku proudu, zlepšit výkon zařízení a snížit procento nouzových situací. To znamená, že při navrhování a instalaci státních a soukromých zařízení a staveb se upřednostňují pouze vysoce kvalitní materiály.
Při výběru je třeba věnovat pozornost dalším technickým vlastnostem:
Před nákupem se doporučuje pamatovat na provozní podmínky, jako je použití při teplotách pod nulou.
Požadavky na kvalitu izolace
Kvalita materiálů ovlivňuje dlouhou životnost. Výrobky nízké kvality vedou k únikům elektřiny a nehodám. Obecně je problém vyřešen s ohledem na přijaté normy, normy a podmínky pro použití kabelů. Hlavní kritéria, která se berou v úvahu, jsou: tloušťka, odpor, elektrická pevnost, teplotní indikátory, mechanická stabilita.
Požadavky se liší v závislosti na typu drátu a specifikách provozu. Kabelové výrobky jsou však rozděleny do několika kategorií podle konstrukčních prvků a jmenovitého napětí:
Správně vybraný výrobek, pokud nemá vady, vydrží v záruční době.
Klasifikace typů izolace kabelů
V moderním světě se používá přibližně 20000 XNUMX typů drátů a kabelů. Přijatá klasifikace umožňuje identifikovat výrobky podle všech možných parametrů: materiál jádra, účel, provedení, průřez. Dělí se také na izolované a neizolované.
Dielektrické pláště zabraňují úniku proudu. Charakteristické opletení je schopno eliminovat faktor kontaktu mezi vodiči a chránit před povětrnostními a mechanickými vlivy. Při výběru výrobků pro konkrétní provozní podmínky je nutné se řídit klasifikací.
organické materiály
Některé typy izolací jsou vyrobeny ze silikonové pryže. V polymerní vrstvě se střídají atomy křemíku bez schopnosti oxidace a atomy kyslíku. Absence uhlíkového prostředí vytváří potřebnou plasticitu a elasticitu.
Polymerní materiál se vyznačuje vysokou odolností proti zahřívání a zlepšenou tepelnou odolností. Silikonová pryž se používá k výrobě kabelů, které pracují v různých teplotních podmínkách.
Gumová izolace
Je vhodný pro určité typy kabelů. Pryžová izolace se vyznačuje chemickou inertností, mimořádnou tepelnou odolností a lze ji použít při nízkých i vysokých teplotách, pod vlivem agresivního prostředí. Materiál je umístěn tak, aby byl dostatečně pružný, bez omezení fyzické struktury, textury nebo sítě použití.
Při výrobě materiálu se používají přírodní i syntetické báze. Pryžová izolace je spolehlivá, dobře absorbuje vlhkost a používá se v pobřežních oblastech, zaplavených oblastech a při stavbě lodí. Hlavní nevýhody skořepiny jsou opotřebení v průběhu času, ztráta pružnosti a cena.
Izolace z PVC (polyvinylchlorid).
Běžný typ ochranného pláště má potřebné izolační vlastnosti a přijatelné náklady. PVC (polyvinylchloridová) izolace je odolná vůči agresivnímu prostředí: kyselinám, zásadám, olejům, lze ji vytlačit, je odolná a snese vysoké napětí.
Při vystavení ultrafialovému světlu ztrácí materiál své deklarované vlastnosti.
XLPE izolace
Vyrábí se z vulkanizovaného polyetylenu a řádně si zachovává své původní vlastnosti. Výrobky jsou odolné vůči změnám teplot a používají se v oblastech s vysokými a nízkými teplotami.
Kabely s izolací ze zesíťovaného polyetylénu se vyznačují svými dielektrickými vlastnostmi, odolností proti vysoké vlhkosti a šetrností k životnímu prostředí. Odolnost proti praskání a elasticita zajistily spotřebitelskou poptávku po produktu na prodejních trzích. Izolované kabely se používají v různých objektech.
Bavlněná izolace
Při výrobě se používá příměs kaučukových a bavlněných surovin. Vnitřní povrchy jsou ošetřeny roztokem lepidla.
Výrobky absorbují vlhkost a mají nízkou požární bezpečnost při přehřátí. Výrobky se používají v uzavřených, suchých místnostech. Jsou vhodné pro pokládku elektroinstalace, kde hodnoty napětí nepřesahují 1000 V.
Fluoroplast
Technologický materiál se vyznačuje svými aplikačními vlastnostmi. Po obalení žil kabelu speciální fluoroplastovou páskou se zapeče. Výhody výrobků: životnost, spolehlivost, ochrana před mechanickým poškozením.
Mezi dielektriky jsou výrobky na prvním místě. Výrobky se používají tam, kde se nelze vyhnout vystavení agresivnímu prostředí a kde je nutné instalovat vysokonapěťové kabely. Dráty s fluoroplastem lze vidět při instalaci saun, van a vyhřívaných podlah.
Papírová izolace
Papírově izolované kabely jsou vyrobeny ze sulfátové celulózy, uložené v několika vrstvách, aby zajistily dielektrické vlastnosti. Papírový obal je odolný, má přijatelnou cenu a často se používá v kmenových sítích (pokud je k dispozici speciální impregnace).
Zvláštností výrobku je nutnost zajistit, aby napětí v elektrické síti nepřesáhlo 35 kV. Použití čistého papíru při výrobě dielektrické vrstvy je vyloučeno. Pro vysokonapěťové kabely se vyrábí vícevrstvá izolace.