Конструктивные особенности проводов и кабелей

  • Элементы дизайна
  • Обзор параметров
  • Проводящее ядро
  • Изоляция
  • Щит
  • Оболочка
  • Защитное покрытие

Конструктивные элементы

Каждый электрический проводник состоит из следующих частей, не всех сразу, но некоторые из них могут быть разными:

  1. Дирижер. Он используется для проведения электричества при минимальном нагреве. Основные требования к проводникам: хорошая гибкость, коррозионная стойкость, высокая электропроводность и, конечно же, невысокая стоимость.
  2. Изоляция. Барьер, который должен обеспечивать максимально возможное сопротивление электричеству, которое может пройти через проводник. Изолирующий слой должен иметь самые высокие диэлектрические свойства и в то же время находиться в максимально широком диапазоне температур. Причем утеплитель должен быть гибким.
  3. Экранирование. Требуется для защиты линейного провода от всех типов внешних электромагнитных помех. Условие выполнения защитного слоя — 100% покрытие утеплителем на изгибах.
  4. Ремень изоляционный. Используется для дополнительной защиты проводов и кабелей от повреждений.
  5. Обшивка. Он защищает кабель от механических повреждений, атмосферных явлений и попадания влаги.
  6. Покрытие лаком. Дополнительное покрытие, используемое при эксплуатации кабельной продукции в сложных условиях.

Это отдельные элементы, составляющие структуру кабелей и проводов. Если вы хотите узнать больше о вариантах и ​​использовании каждого компонента, вы найдете более подробный обзор ниже.

Обзор параметров

Токопроводящая жила

Жилы кабелей, проводов и жгутов изготавливаются в соответствии с действующим ГОСТ 22483-2012, который в свою очередь является стандартом и определяет сопротивление постоянному току 1 км жилы при температуре + 20С. Для определения электрического сопротивления необходимо знать сечение, материал и марку провода. Рассмотрим каждый параметр, чтобы понять, как он влияет на конструкцию электропроводки и кабелей.

Марки проволоки могут варьироваться от 1 до 6. Чем выше марка, тем лучше гибкость проводника. Например, классы 1 и 2 используются для кабельной продукции, которая будет использоваться только для стационарных установок. Для подвижных приложений следует использовать кабели с классами гибкости от 3 до 6.

Что касается материала исполнения, то это очень важный параметр. Медь лучше проводит электричество и более устойчива к механическим повреждениям. Однако недостатком медных проводов является более высокая стоимость и подверженность коррозии, особенно при высокой влажности и температуре. Алюминий дешевле и менее подвержен коррозии, но более хрупок и образует оксидный слой, увеличивающий контактное сопротивление. Плюсы и минусы алюминиевой проводки мы обсудили в отдельной статье.

Изоляция

Изоляционный слой может быть представлен следующими материалами:

  1. Поливинилхлорид (ПВХ) пластик. Самый распространенный вид изоляции, имеющий повышенное сопротивление при комнатной температуре (+ 20⁰С). Недостатки ПВХ пластата — это недостаточно хорошая эластичность по сравнению с резиной и то, что при температуре + 70⁰С и выше она значительно снижает сопротивление изоляции провода. Преимущества смеси ПВХ пластиков: невысокая цена, хорошая стойкость ко многим химическим веществам, влаге, а также низкая горючесть.
  2. Сшитый полиэтилен (XLPE). Используется для производства высоковольтных кабелей, проложенных под землей. Кабели из сшитого полиэтилена обладают хорошей гибкостью, малой гигроскопичностью (влагопоглощением) и могут нагреваться до + 130 ° C. Недостатком кабелей из сшитого полиэтилена является сложность производства, необходимость использования зарубежного оборудования, из-за чего стоимость изделия намного выше, чем у аналогов.
  3. Полиэтилен. Это может быть низкая плотность (LDPE) и высокая плотность (HDPE). Преимущества: диэлектрические свойства в 300 раз выше, чем у ПВХ-изоляции, низкое влагопоглощение, стойкость к химическим реагентам. Однако недостатком полиэтилена является снижение диэлектрических свойств проводников при повышении температуры, плохая гибкость и в то же время высокая стоимость. Конструкция кабеля с полиэтиленовой изоляцией зарекомендовала себя успешно вфиксированная кабельная разводка на промышленных объектах.
  4. Электроизоляционная резина. Благодаря своей гибкости чаще всего используется для соединения движущихся механизмов и устройств. Гибкий, дешевый, обладает высокими диэлектрическими свойствами. Однако он теряет свои электроизоляционные свойства, обладает свойствами при температурах выше + 80 ° C, подвержен повреждению УФ-излучением и, что наиболее опасно, не устойчив к возгоранию.
  5. Пропитанная бумажная изоляция (IPI). Конструкция кабелей с бумажной изоляцией состоит из полос кабельной бумаги, пропитанной специальной липкой или нетекучей массой. Обязательным условием для этого типа трубопровода является то, что полосы бумаги не перекрываются при наложении друг на друга. Допускается не более трех или даже двух нахлестов, если самая нижняя полоса касается экранирующего слоя или проводника. Применение изолированных проводов — прокладка высоковольтных линий в земле. Достоинства — невысокая стоимость и высокие электроизоляционные свойства. Недостатки — влагопоглощение, высокая пожароопасность, низкая устойчивость к механическим повреждениям и рыхлость изоляции при повышении температуры, поэтому рекомендуется использовать кабель только для горизонтальной прокладки.
  6. Кремнийорганический каучук. Высокая термостойкость, хорошие диэлектрические свойства, хорошая прочность и гибкость. В то же время он плохо устойчив к химическим реагентам, проволочная конструкция устойчива к истиранию и довольно дорога. Обычно используется в условиях высоких температур.
  7. Политетрафторэтилен (ПТФЭ). Обладает хорошей устойчивостью к механическим повреждениям даже при температуре до + 250 ° C, хорошо сопротивляется химическим воздействиям. Недостатком этого вида защиты является его дороговизна и токсичность.

Экран

Другой составляющей конструкции кабелей и проводов является слой экрана, задачей которого является защита проводника от электромагнитных помех. Чаще всего экран используется в кабелях управления и кабельных линиях высокого напряжения.

Основные виды чехлов:

  • из металлизированной бумаги (если в проекте предусмотрена изоляция БПИ);
  • медная проволока (для ПВХ и резины)
  • проволока стальная оцинкованная (броня + крышка)
  • электропроводящая резина (в случае резиновой изоляции).

Экранирующий слой можно наносить на весь жгут проводов или на каждую из них по отдельности. Как правило, он гибкий и дополнительно помогает защитить кабель от механических повреждений, но из-за наличия экрана в конструкции один метр изделия будет стоить дороже.

Оболочка

Этот элемент конструкции кабелей и электрических проводов защищает от негативного воздействия солнечной радиации, влаги, агрессивных веществ и, конечно же, от механических повреждений.

Кабели с бумажной пропитанной изоляцией имеют свинцовую или алюминиевую оболочку. Если изолирующий слой изготовлен из ПВХ-пластика или резины, оболочка может быть из ПВХ или резинового шланга соответственно.

Свинцовая оболочка обладает хорошей гибкостью и химической стойкостью и может быть припаяна в полевых условиях. Недостатком является то, что свинец имеет низкую температуру плавления, поэтому под действием тепла и вибрации могут возникать трещины в оболочке, вплоть до полного разрыва. Эти недостатки устраняются добавлением в структуру добавок сурьмы и меди.

Алюминий более чем в 2 раза прочнее свинца, устойчив к вибрациям, может выступать в роли брони и даже экрана. Единственная проблема заключается в том, что алюминиевая оболочка кабеля имеет плохую стойкость к коррозии почвы и к тому же более дорога.

Пластик ПВХ дешев, плохо повреждается химическими веществами, обладает механической прочностью и достаточно герметичен. Однако он обладает плохой гибкостью, низкой устойчивостью к механическим воздействиям и легкому старению.

Змеиная резина, по сравнению с обычной резиной, хорошо выдерживает растягивающие, ударные и скручивающие нагрузки. Он также устойчив к маслу, низким температурам и возгоранию. Недостаток в том, что он разрушается при воздействии кислорода и солнечного излучения.в то же время с плохой устойчивостью к химическому воздействию.

Защитный покров

Последним элементом конструкции кабелей и электрических проводов является оболочка, которая может состоять из прокладки, армирующего слоя и внешней оболочки.

Подушка предназначена для дополнительной защиты изоляционного слоя от повреждения стальными полосами или металлической проволокой, которые, в свою очередь, составляют броню. Подушка может быть изготовлена ​​из:

  • крепированная бумага (отличается высоким удлинением на разрыв);
  • Пластиковые ленты (альтернатива крепированной бумаге);
  • битумная масса (клей).

Слой брони необходим для защиты конструкции проводника от всевозможных механических воздействий. Стальные полосы не поглощают растягивающие усилия и могут быть дополнительно защищены от коррозии. В частности, два слоя стальных полос обеспечивают хорошую защиту от механических повреждений. Проволока предотвращает распутывание жил и подходит для растяжения. Не защищает от механических повреждений.

Наружная оболочка должна обеспечивать герметичность и устойчивость кабеля к различным атмосферным явлениям. Это может быть стекловолоконная кабельная пряжа, дополнительно пропитанная битумом, или с пластиковой оболочкой (ПВХ пластик или полиэтилен).

Эту внешнюю оболочку, как правило, можно использовать в высоковольтных кабелях с изоляцией BPI. Для кабелей доступны легкие внешние оболочки: из хлопчатобумажной пряжи, стекловолокна, швейной или льняной нити. Тесьма также может быть покрыта противогрибковым или атмосферостойким средством или обычным лаком для защиты от влаги.

Это все, что мы хотели рассказать о том, из чего сделаны кабели и провода. Напоследок рекомендуем посмотреть видео, в котором наглядно показаны все отдельные элементы конструкции и в каком порядке они расположены:

Как видите, конструкция проводов и кабелей может быть довольно сложной, поэтому выбрать подходящий вариант провода для собственных условий не составит труда!

Будет интересно прочитать: