Устройство силовых кабелей: Конструкция силового кабеля

Конструкция силового кабеля

Главная

Обзоры и советы

Статьи

Конструкция силового кабеля

Силовые кабельные линии предназначены для подключения различных потребителей электрической энергии к электрической сети. В данной статье рассмотрим особенности конструкции силовых кабелей.

Не зависимо от типа силового кабеля, основными конструктивными элементами кабеля являются токопроводящие жилы и изоляция. Помимо данных элементов в конструкции силовых кабелей может также присутствовать защитный экранирующий слой, защитная броня, заземление (заземляющая жила, металлическая оболочка), а также различные заполнители. Ниже приведем краткую характеристику и назначение приведенных конструктивных элементов силового кабеля.

Токопроводящие жилы

Токопроводящие жилы – это основной конструктивный элемент кабеля. Они служат в качестве проводника электрического тока от источника к потребителю.

Жилы кабелей изготавливают из меди или алюминия. Существуют отдельные типы кабелей, в которых в качестве материала для токопроводящих элементов выступают алюмомедные жилы. Конструктивно жилы силовых кабелей могут быть выполненными монолитными (однопроволочными) или многопроволочными. Кабель одножильный с медной многопроволочной жилой (марка ПВ-3 или ПУгВ) Кабель одножильный с медной многопроволочной жилой ( марка ПВ-3 или ПУгВ)   По форме токопроводящие жилы могут быть круглыми, плоскими, секторными, сегментными. В зависимости от назначения кабельной линии, в ней может быть одна, две, три или более жил. Если в кабеле есть защитная заземляющая или нулевая жила, то она, как правило, имеет меньшее сечение, чем фазные жилы. Кабель алюминиевый с нулевой жилой круглого сечения и тремя фазными жилами секторного сечения в монолитном исполнении. (марка АВВГ) Кабель алюминиевый с нулевой жилой круглого сечения и тремя фазными жилами секторного сечения в монолитном исполнении. (марка АВВГ)   По фазным жилам кабеля и нулевой (нейтральной) жиле протекает ток нагрузки. Заземляющая жила кабеля предназначена для соединения корпусов электрического оборудования, электроприборов, которые в нормальном режиме не должны находиться под напряжением, с заземляющим контуром. То есть при помощи заземляющей жилы обеспечивается заземление оборудования (электроприборов), подключенных к тому или иному силовому кабелю.

Изоляция силовых кабелей

Изоляционный покров кабеля служит для обеспечения электрической прочности (изоляции жил кабеля) друг от друга и относительно земли (внешней оболочки кабеля). В силовых кабелях изоляционный покров есть на каждой из жил кабеля, а также общая изоляция, наложенная поверх всех токопроводящих жил – так называемая поясная изоляция. Изоляция силовых кабельных линий может быть резиновой (например кабель КГ), поливинилхлоридной (например ВВГнгLS), бумажной, полиэтиленовой (например кабель ВПП, СИП) . Кабель медный с многопроволочными фазными и заземляющей жилой меньшего сечения в резиновой изоляции и оболочки (марка кабеля КГ) Кабель медный с многопроволочными фазными и заземляющей жилой меньшего сечения в резиновой изоляции и оболочки ( марка КГ)   Каждый из типов изоляции имеет свои преимущества и недостатки, и соответственно свою область применения.

Для стационарной прокладки электрических проводок в сетях напряжением до и выше 1000 В (до 6 кВ) наиболее популярны силовые кабеля с поливинилхлоридной изоляцией – марки ВВГ, ВБбШв, ВБШв и другие, в том числе не распространяющие горения с маркировкой «нг».

Оболочки кабелей

Оболочка в силовом кабеле служит для обеспечения дополнительной жесткости, механической прочности кабеля, а также устойчивости его к различным агрессивным средам (влага, газы, прямое воздействие солнечных лучей, кислоты, масла и другие разрушающие вещества). В качестве дополнительной защиты кабеля может выступать алюминиевая, стальная, свинцовая, пластмассовая, поливинилхлоридная, резиновая оболочки. Алюминиевые оболочки силовых кабельных линий напряжением до 1000 В в отдельных случаях могут использоваться в качестве нулевого (нейтрального) проводника. Алюминиевая или свинцовая оболочка является неотъемлемым конструктивным элементом силовых кабелей с пропитанной бумажной изоляцией, так как оболочка в данном случае обеспечивает герметичность гигроскопичной бумажной изоляции.

Защитные покровы

Для обеспечения дополнительной защиты силовых кабелей, помимо оболочки в конструкции кабеля предусматриваются защитные покровы. Защитный покров представляет собой бронированный слой, который отделен от кабеля специальной подушкой и имеет дополнительный наружный покров. Силовой бронированный кабель с медными и алюминиевыми жилами (марки ВБбШВ и АВБбШВ) Силовой бронированный кабель с медными и алюминиевыми жилами (марки ВБбШВ и АВБбШВ)   Бронированный слой силовых кабелей может быть выполнен стальными лентами или проволокой. Броня служит для защиты кабеля от механических повреждений и от растяжений (проволочная броня). Подушка обеспечивает защиту оболочки кабеля от повреждений стальными лентами или проволокой бронированного слоя, а также от коррозии (если внешняя оболочка кабеля металлическая или это экранированный слой). В качестве подушки используются ленты из различных материалов, кабельная пряжа или битум. Наружный покров служит для защиты стального бронированного слоя от коррозии.

В данном случае защитным материалом может быть пропитанная кабельная пряжа, шланг из полиэтилена или поливинилхлорида.

Кабельные заполнители

Заполнители в силовых кабелях служат для обеспечения требуемой герметичности, электрической прочности, заполнения свободного пространства между конструктивными элементами внутри кабеля, а также для придания кабельной линии требуемой формы и жесткости (механической прочности). Кабель медный с заполнителем пустот между жилами (марка кабеля NYM)   Кабель медный с заполнителем пустот между жилами ( марки NYM)   В качестве заполнителя для силовых кабелей может применяться кабельная пряжа, резина, бумага, пластмасса. Кроме того, существуют маслонаполненные силовые кабели, в которых масло может выступать в качестве пропитки бумажной изоляции кабеля или в качестве заполнителя пустоты между жилами (маслонаполненный кабель в трубопроводе).

Экран силового кабеля

Экранирующий слой силового кабеля служит для защиты других кабельных линий, проложенных недалеко от данной линии, от воздействия электромагнитного поля (межкабельные наводки).

Кабель медный экранированный с экраном в виде фольги (марка силового кабеля ВВГЭнг) Кабель медный экранированный с экраном в виде фольги (марка ВВГЭнг)   В качестве экрана может быть использована алюминиевая или медная фольга, а также некоторые полупроводящие материалы.

Конструкция кабеля и провода: назначение и характеристики основных элементов | Публикации

Бытовые приборы, электроинструменты, промышленное оборудование, осветительная техника — это и многое другое требует применения кабельной продукции для подключения к источнику питания или передачи сигнала.

Для того, чтобы работа осуществлялась наиболее эффективно, существуют разные конструкции монтажных, силовых, сигнальных проводов и кабелей, каждая из которых применима в определённых условиях. Рассмотрим основные составляющие.

Конструкция кабеля

Кабель — это гибкое электротехническое изделие, предназначенное для передачи электроэнергии или радиосигнала от одного элемента сети к другому. Главное отличие кабеля от провода — наличие собственных изоляционных оболочек у каждой из жил, а вся конструкция заключена в общий слой из плотного материала.

Токопроводящие жилы силового многожильного кабеля

Для изготовления используется проволока из меди, стали, алюминия, а также сплавов с низким или высоким сопротивлением. Диаметр жилы кабеля бывает от 1 до 10 миллиметров. Основным требованием к элементу является хорошая электропроводность, которая влияет на допустимый ток нагрузки или коэффициент потери сигнала (в информационных кабелях). Именно электропроводность определяет выбор сечения и количество жил.

Самые популярные материалы внутренних компонентов силового гибкого кабеля:

• Медь
  Обладает наибольшей проводящей способностью среди всех металлов, кроме серебра. Податливость обработке позволяет получить проволоку любой толщины и длины методом машинной прокатки. Для защиты от коррозии медь покрывают лужением.
• Алюминий
  Занимает третье место после серебра и меди по показателям электропроводности. Из-за сравнительно невысокой стоимости и практически неиссякаемых запасов в природе алюминий часто заменяет дефицитный красный металл в кабельной продукции. Минус, который ограничивает область применения, — недостаточная устойчивость к повреждениям вследствие перегибов.

Цена силового медного кабеля намного выше, чем у алюминиевого. Это объясняется широкой сферой применения, дефицитностью металла, высокой надёжностью и долговечностью.

Изоляционная оболочка

Покрытие предназначено, во-первых, для создания диэлектрического промежутка в простых и силовых кабелях с медными, алюминиевыми жилами. Во-вторых, выполняет функцию стабилизации геометрических размеров — это важно для радиочастотных изделий. Стоит отметить, что материал, толщина и плотность изоляции влияют на предельное значение рабочего напряжения.

Виды материалов:

• поливинилхлорид;
• диэлектрическая резина;
• кабельная бумага, пропитанная специальным составом;
• полиэтилен.

Самый распространённый материал для изоляционной оболочки в продукции общепромышленного применения — ПВХ.

Электрические экраны

Экранированный силовой кабель — изделие, защищённое от помех, создаваемых работающими электроприборами. Экраны изготавливают в виде оплётки из алюминиевой проволоки, ленты или фольги. Элемент снижает воздействие электромагнитного поля и способствует повышению качества передаваемого сигнала.

Внешний защитный покров

Прежде чем купить силовой кабель, стоит подробно рассмотреть варианты исполнения внешней изоляционной оболочки, так как этот параметр определяет сферу использования и влияет на выбор способа монтажа.

Различают следующие виды материалов изоляции:

• Металл — обеспечивает полную долговременную защиту от влаги.
• Полимерный пластикат — временно препятствует проникновению воды внутрь конструкции. В процессе эксплуатации жидкость постепенно диффундирует через пластик, что приводит к снижению сопротивления.
• Резина и ПВХ — по эффективности соответствуют металлу.

Существует специализированная продукция, оболочки которой выполнены из технологичных материалов, например, силовой кабель ВВГнг и ВВГнг LS. Особенность заключается в том, что при превышении максимально допустимой температуры изделие не горит, не плавится, не выделяет едкий дым и отравляющий газ. Силовой огнестойкий кабель прокладывают в стратегически важных объектах: на атомных станциях, в аэропортах, медучреждениях и других зданиях, где важно исключить задымление при аварии.

Конструкция провода

Провод может состоять как из одной, так и из нескольких жил, бывает как оголённый, так и с изоляцией. Жилы провода уложены параллельно друг к другу и скручены в пучок. Силовой медный провод часто встречается в составе электрических линий в помещениях, а оголённые варианты используются для передачи энергии в ЛЭП и прокладываются по воздуху.

Конструкция провода напоминает кабельную, однако здесь всё намного проще.

Токопроводящая жила

Выполняет функцию проведения тока. Основные требования: минимальный нагрев, гибкость, устойчивость к поражению коррозией, хорошая электропроводность и невысокая стоимость. Жила гибкого силового провода выполнена в виде проволоки из алюминия или меди, которая характеризуется классами от 1 до 6. Чем выше уровень, тем лучше изделие выдерживает нагрузку на изгиб.

Внешняя изоляционная оболочка

Чтобы купить подходящий силовой провод, стоит заранее определить условия эксплуатации. Продукция без изоляции подходит для прокладки только по воздуху. Наличие оболочки допускает установку в помещениях как открытым, так и закрытым способом.

Внешний слой изготавливается из тех же материалов, что и у кабелей. Стоит отметить, что, независимо от вида оболочки, провода не обладают достаточной герметичностью для размещения в земле или под водой.

Конфигурации последовательности фаз и расположения кабелей (prysmiangroup.com)

[Заполнитель содержимого]

TOP СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Мощность, потребляемая в электрических системах, также определяет поперечное сечение и свойства кабеля, а также передаваемый ток. В случае использования высокой мощности, чтобы удовлетворить потребность в токе и обеспечить передачу тока при требуемой высокой мощности, можно выбрать метод параллельного соединения кабелей.

При выборе этого метода для каждой фазы необходимо использовать несколько кабелей.

Важность последовательности фаз и примеры применения
В случае, если не выбран правильный метод применения в проектах, где несколько кабелей должны использоваться на одной фазе; импедансы между кабелями могут вызвать несбалансированное прохождение тока через кабели, а несбалансированные токи через кабели (несбалансированное распределение тока) могут привести к тому, что кабели нагреются до различных температур и перегреются.

Рисунок 1: Перегрев кабелей

Перегрев кабелей вызывает деформацию внутренней изоляции и материалов внешнего покрытия кабелей и сокращает срок службы кабелей. Это также может вызвать остановку, пополнение запасов кабелей и работы по разборке и сборке.

Рис. 2: Деформация кабелей

В случаях, когда необходимо параллельное подключение нескольких кабелей к одной фазе; обеспечение прохождения одинакового тока по всем кабелям возможно за счет правильной последовательности фаз и правильного расположения кабелей с учетом взаимодействия магнитного поля и импедансов между кабелями.

Последовательность фаз и типы расположения кабелей также указаны в Регламенте для сильноточных электроустановок, международных стандартах и ​​различных источниках. В системах, питаемых одножильным кабелем; расположение кабелей и последовательность фаз должны применяться, как указано ниже, в однорядной последовательности.

Существует множество конфигураций систем, питаемых одножильным кабелем. Чтобы назвать несколько конфигураций об этом;

Заключение

Для обеспечения требуемой мощности электрические и механические свойства кабеля, а также сборка кабелей и методы их укладки также являются важными моментами.

В случаях, когда необходимо параллельное подключение нескольких кабелей к одной фазе; в случае несоблюдения последовательности фаз и способов размещения может возникнуть несбалансированное распределение тока в кабелях, параллельно подключенных к одной и той же фазе, что приведет к перегреву кабелей. Эта нежелательная ситуация негативно влияет на срок службы кабелей, а также представляет угрозу для объекта. Обеспечить прохождение сбалансированного тока по всем кабелям можно за счет правильной последовательности фаз и правильного расположения кабелей с учетом взаимодействия магнитного поля и импедансов между кабелями.

Поэтому; следует применять последовательность фаз и конфигурации расположения кабелей, указанные в Регламенте для электрических сильноточных сооружений и международных стандартах.

Справочные материалы

1 Регламент электрооборудования сильноточных сетей

2 IEC 60364-5-52 IEC:2009

3 Силовые кабели Heinhold и их применение, часть 1

 

Уфук Индже и Мурат Чакиркаплан
Электронная почта: [email protected]
электронная почта: [электронная почта защищена]

Как убрать спутанные шнуры дома

Не живите в доме, связанном грязными проводами и спутанными электрическими шнурами. Вот шесть предметов, которые могут сильно помочь, не затрачивая при этом руку и ногу.

Брайан Беннетт

24 января 2019 г. 5:00 утра по тихоокеанскому времени

См. полную биографию

1 из 16 Tyler Lizenby/CNET

Это что-то вроде страшного шнурового монстра-спагетти, который прячется под вашим домашним развлекательным центром? Это не способ жить. Вот доступные, эффективные продукты, чтобы убрать этот беспорядок.

2 из 16 Tyler Lizenby/CNET

За 30 долларов удлинитель Echogear с 8 розетками с вращающейся вилкой поможет облегчить головную боль при работе с адаптером переменного тока. Он предлагает шесть выходов, которые поворачиваются на 160 градусов. Он также имеет крючки, чтобы держать шнуры красивыми и аккуратными.

3 из 16 Tyler Lizenby/CNET

Вот удлинитель Echogear с 8 розетками и вращающейся вилкой с полностью заполненными розетками. Его розетки вращаются, чтобы освободить место для громоздких электрических вилок и адаптеров.

4 из 16 Тайлер Лизенби/CNET

Увеличьте количество вилок, которые вы можете подключить, до полных 12. Устройство защиты от перенапряжений Belkin с 12 розетками и поворотной вилкой за 64 доллара не просто позволяет подключать больше устройств для питания. Он защищает розетки переменного тока и соединения коаксиального/спутникового кабеля от скачков напряжения. Кроме того, у него есть клипса, чтобы держать шнуры в порядке. На данный момент это 24 доллара США от Amazon.

5 из 16 Tyler Lizenby/CNET

Устройство защиты от перенапряжения Belkin с 12 розетками и шарнирной вилкой определенно является улучшением по сравнению со старым удлинителем.

6 из 16 Tyler Lizenby/CNET

Самый полный комплект для укладки шнура — это комплект Tokye Cable Management за 26 долларов. Он поставляется с несколькими способами устранения беспорядка шнура. К ним относятся массивная коробка для укладки кабелей, кабельные стяжки на липучке с цветовой маркировкой, кабельные зажимы и большая кабельная муфта.

7 из 16 Tyler Lizenby/CNET

Набор Tokye Cable Management предназначен для избавления от этого уродливого беспорядка.

8 из 16 Tyler Lizenby/CNET

Вот так выглядит мой старый удлинитель, завернутый в комплект Tokye Cable Management.

9 из 16 Tyler Lizenby/CNET

Еще один способ связать несколько шнуров вместе — использовать 118-дюймовый кабельный органайзер Kootek. Продукт стоит 12 долларов на Amazon и использует липучку, чтобы оставаться на месте. Вы также можете обрезать его до нужной длины.

10 из 16 Tyler Lizenby/CNET

Вместо липучек система Joto Cable Management Sleeve за 16 долларов использует молнии для герметизации шнуров.

11 из 16 Tyler Lizenby/CNET

Здесь я использовал как большой рукав из комплекта для укладки кабелей Tokye (слева), так и 118-дюймовый рукав для укладки кабелей Kootek (справа).

12 из 16 Tyler Lizenby/CNET

Здесь вы можете ближе рассмотреть рукав комплекта управления кабелями Tokye.