Классификация и основные элементы кабелей, изготовление кабельной продукции
Кабель – это устройство для передачи электромагнитной энергии или сигналов от одного объекта к другому.
По передаваемой мощности кабели делятся на:
- силовые кабели, которые характеризуются большой передаваемой мощностью,
- сигнальные кабели и кабели связи, которые характеризуются малой передаваемой мощностью.
По техническому назначению кабели и провода делятся на: силовые, провода зажигания, контрольные, неизолированные провода, кабели управления, обмоточные, кабели сигнализации, монтажные, кабели блокировки, телефонные, компьютерные, кабели связи и т.п. Кабельные изделия, которые используются в электроэнергетике, также разделяются по: назначению, роду изоляции, производственно-конструктивным признакам, роду защитной оболочки, а также конструкции и форме проводящих жил.
Материалы и конструкции, которые используются для изготовления кабеля, а также производственный процесс составляют основы кабельной техники.
Основными направлениями развития современной кабельной техники являются: увеличение качества кабельных изделий, замена дефицитного сырья, расширение ассортимента и экономичное использование изолирующих материалов и металлов. Расчет основных характеристик кабеля – это основа теории кабеля, позволяющая предсказывать поведение кабеля в процессе эксплуатации и наиболее экономично выбирать конструкцию и размеры основных составляющих. Основными составляющими кабеля являются:
- Токопроводящие жилы. Назначение данного элемента заключается в в направлении потока электроэнергии в кабеле, а сечение жил позволяет определять величину потерь в жиле в случае нагревания проходящим по ней электрическим током. Для того чтобы достигнуть максимальной гибкости жилы, их изготавливают из нескольких проволок, скрученных вместе.
- Изоляция. Данный элемент отделяет токопроводящие жилы друг от друга и от металлической оболочки (если есть). Назначение изоляции заключается в противодействии силам электрического поля между оболочкой кабеля и жилами. Изоляция кабеля должна быть настолько гибкой, чтобы он мог изгибаться в процессе эксплуатации и прокладки. Например, кабели связи, как правило, работают при маленьком напряжении, поэтому в данном случае решающие значение имеют потери на утечку. Поэтому для изготовления изоляции таких кабелей используются материалы с максимально малой возможной утечкой, то есть большим сопротивлением и маленьким значением тангенса угла диэлектрических потерь.
- Покрове и защитные оболочки. Назначение данных элементов - предохранение защитного слоя кабеля от воздействия окружающей среды и механических повреждений. К этим составляющим также относятся различные антикоррозийные покрытия. Разные защитные оболочки отличаются друг от друга различной коррозийной стойкостью, механической прочностью и влагопроницаемостью.
Для производства составляющих кабелей и проводов используются: битумы, лаки, металлы, полимерные материалы, волокнистые материалы, жидкие изолирующие материалы, а также твердые изолирующие материалы на основе синтетических и природных смол. В производстве кабеля наиболее распространены такие металлы как свинец, алюминий, сталь, медь и ее сплавы. Как правило, медь, ее сплавы и алюминий используются в изготовлении токопроводящих жил проводов, кабелей и шнуров, а сталь и свинец для бронированных покровов и защитных оболочек. Пригодность данных металлов обусловлена электрическим сопротивлением, удлинением и временным сопротивлением.
Силовые кабели
Кроме основных элементов, таких, как токопроводящие жилы, изоляция и защитные оболочки, в состав силового кабеля могут входить заполнители, экраны и жилы защитного заземления. Экраны используются для того, чтобы защитить внешние цепи от воздействия электромагнитных полей токов, которые проходят по кабелю, а также обеспечения необходимой симметрии электрического поля вокруг жилы. Изготавливаются экраны из полупроводящей бумаги и фольги (медной или алюминиевой). Заполнители необходимы для устранения свободных промежутков между конструктивными составляющими кабеля для обеспечения герметизации, а также придания механической устойчивости и и нужной формы кабеля. Как заполнители могут быть использованы нити из резины или пластмассы, жгуты кабельной пряжи или бумажных лент.
Оболочки силовых кабелей могут быть сделаны из пластмассы, негорючей резины, гофрированной стали, алюминия и свинца. Оболочка силового кабеля предохраняет от внутренние составляющие кабеля от разрушения кислотой, газом, влагой и т.п. В некоторых случаях в состав силового кабеля входит подушка. Данный элемент делается из слоев пропитанной кабельной пряжи, битумного состава, самого битума и т.п. Подушка накладывается на экран или оболочку для защиты кабеля от внешних воздействий.
