Реферат: Провода и кабели

В качестве волокнистой изоляции применяется пряжа хлопчатобумажная, шёлковая, из капроновых, асбестовых, лавсановых и стеклянных волокон.

Наибольшая нагревостойкость обмоточных проводов достигается применением стеклянной и асбестовой пряжки, подклеиваемой к поверхности проводов с помощью глифталевых и кремнеорганических лаков, отличающихся повышенной стоимостью к нагреву.

Обмоточные провода с эмалево-волокнистой изоляцией

У этих проводов поверх слоя эмали наносится обмотка из хлопчатобумажной, шёлковой, капроновой, лавсановой или стеклянной пряжи.

В таблице приведен основной сортимент обмоточных проводов с эмалево-волокнистой изоляцией.

                                                                            Таблица2.

Основные требования, предъявляемые к обмоточным проводам с волокнистой изоляцией, состоят из того, чтобы у проводов с волокнистой изоляцией:

·  Не должно наблюдаться просветов между нитями обмотки, наложенной на провод

·  Не должно быть разрывов нитей при навивании провода на стальной стержень диаметром, равным пятикратному диаметру (но не менее 3мм) провода с волокнистой изоляцией в два слоя (ПБД), или при навивании провода с однослойной изоляцией (ПБО) на стержень, равным десятикратному диаметру провода (но не менее 6мм).

Электроизоляционные свойства обмоточных проводов с волокнистой изоляцией относительно невысоки, т.к. все виды волокнистой изоляции гигроскопичны, т.е. поглощают влагу из воздуха. Обмотки, выполненные из проводов с волокнистой изоляцией, нуждаются в тщательной сушке и пропитке изоляционными лаками или в компаундировании. Наибольшей механической прочностью обладает обмотка из лавсановых волокон, повышенной нагревостойкостью отличается обмотка из стеклянной пряжи.

Такого вида обмоточные провода применяют для более тяжёлых условий работы в тяговых шахтных электродвигателях и в других электрических машинах и аппаратах, где для эмалевой изоляции требуется защитное покрытие из волокнистых материалов. Так же в тех случаях, когда при изготовлении обмоток провод испытывает повышенные механические нагрузки, и нет жестких ограничений по толщине изоляции. Кроме медных и алюминиевых проводов с эмалевой, волокнистой и эмалево-волокнистой изоляцией, выпускаются также обмоточные провода из сплавов высокого сопротивления (манганин, константан и нихром).

2.Установочные провода. Их виды, маркировка. Материалы, при

меняемые в изготовлении для изоляции проводов, назначение и

сортимент.

Установочные провода и шнуры применяются для неподвижных прокладок в силовых и осветительных установках. Они служат для распределения электрической энергии, а также для присоединения к сети электродвигателей, светильников и других потребителей тока. Токопроводящие жилы установочных проводов изготавливают из медной или алюминиевой проволоки. Жилы изолируют электроизоляционной резиной, полиэтиленом или полихлорвиниловым пластиком. Поверх изоляции накладывают защитный покров в виде оплетки из хлопчатобумажной или шелковой пряжи. У некоторых проводов защитный покров пропитывают противогнилостным составом. В отдельных конструкциях проводов наружную оплетку изготавливают из стальных оцинкованных проволок для защиты от легких механических воздействий. В таблице приведен основной сортамент установочных проводов с резиновой и полихлорвиниловой изоляцией.

                                                                                        Таблица3.

Шнуры выпускают двухжильными, т.е. они состоят из двух изолированных и свитых друг с другом жил. Для обеспечения большой гибкости жилы шнуров и некоторых типов проводов изготовляют многопроволочными. В марках проводов и шнуров, буквы обозначают конструктивную часть и вид изоляции провода или шнура, а цифры указывают величину напряжения, для которого может применяться данный провод. Установочные провода предназначены для распределения электрической энергии в силовых и осветительных установках при неподвижной прокладке на открытом воздухе и внутри помещений, а также для электродвигателей и подключения промышленных и лабораторных переносных приборов и аппаратуры. Широкое применение проводов с полихлорвиниловой изоляцией обеспечила: высокая водостойкость, малостойкость и негорючесть полихлорвинила.

3.Монтажные провода. Технические требования, применяемые к

ним. Назначение, маркировка и применение. Изолирующие мате

риалы, применяемые для монтажных проводов. Маркировка про

водов по ГОСТу.

Монтажные провода применяются в основном короткими отрезками для неподвижной прокладки при внутри- и межблочных и соединениях приборов, аппаратов и других электрических и радиотехнических устройств. Для лучшего распознавания монтажных проводов их внешние изоляционные оболочки обычно окрашивают в различные цвета. В таблице приведён основной сортамент монтажных проводов.

                                                                              Таблица4.

Монтажные провода общего применения выпускаются обычно с медными лужеными жилами с волокнистой, пластмассовой и комбинированной изоляцией в капроновой оболочке или без неё и предназначены для работы при переменном напряжении до 1000В в диапазоне температур от -50 до +70 С.

Нагревостойкие монтажные провода изготавливаются с применениями изоляции из сшитого полиэтилена, кремнийорганической резины, фторопластов, а также комбинаций стекловолокна с фторопластовой плёнкой, что позволяет их использовать в интервале температур от -60 до +250С. Высоковольтные монтажные провода (ПВМП-2) с полиэтиленовой изоляцией используются при напряжениях 2;2,5 и 4 кВ при температурах от -60 до +85 С.

Наибольшей гибкостью обладают многопроволочные провода, жила которых состоит из большого числа тонких проволок. Монтажные провода выпускают с луженными медными жилами. Это облегчает подпайку проводов к различным частям электрических аппаратов и устройств.

4.Силовые кабели. Их классификация, маркировка,

конструктивное исполнение силовых кабелей. Функциональное

назначение изоляции, оболочки защитных покровов. Применение

силовых кабелей.

Кабелем называют устройство, предназначенное для канализации электрической энергии и состоящее из одного или нескольких изолированных друг от друга проводников заключенных в герметическую защитную оболочку из резины, пластмассы, алюминия или свинца.

Силовые кабели предназначены для передачи и распределения электрической энергии при напряжении промышленной частоты и постоянном напряжении и являются наиболее ответственными изделиями кабельной отрасли.

Основную классификацию силовых кабелей составляет значение номинального напряжения, при котором кабель может работать длительное время.

                                              Силовые кабели:

1.Низкого напряжения:                                     2. Высокого напряжения:

а) с бумажной пропитанной изоляцией            1) с пластмассовой изоляцией

      -двужильный                                                2) с бумажной пропитанной

      -одножильный                                                 изоляцией

б) с пластмассовой изоляцией                            3) маслонаполненные и      

-двужильный                                                          газонаполненные

-трехжильный                                                          - низкого давления

в) с резиновой изоляцией                                        - высокого давления

-трехжильный

-четырехжильный

Система маркировки: медные токопроводящие жилы не обозначаются специальной буквой, а алюминиевые жилы обозначаются буквой А, которая ставится в начале марки кабеля: П. – полиэтилен, В – поливинилхлоридный пластикат, Р. - резина, Пс – самозатухающий полиэтилен, Пв – вулканизированный полиэтилен.

Бумажная пропитанная изоляция не имеет буквенного обозначения. Третья буква марки кабеля обозначает тип защитной оболочки: А – алюминиевая, С - свинцовая, П. – полиэтиленовая, В – поливинилхлоридная, Р – резиновая, НР – оболочка из резины, не поддерживающая горения. Последние буквы обозначают и защитное покрытие: Б – броня из двух стальных оцинкованных лент с антикоррозийным защитным покровом, Би – то же, но не с горючим защитным покровом, Р – отсутствие защитных покровов поверх брони или оболочки, К – броня из круглых стальных оцинкованных проволок с защитным покровом, П – броня из плоских стальных оцинкованных проволок с защитным покровом, Бб – броня из профилированной стальной ленты, Шв (Шп) – защитный покров из впрессованного шланга из поливинилхлоридного пластика (полиэтилена).

Силовые кабели низкого напряжения с бумажной пропитанной изоляцией, делятся на кабели с поясной изоляцией (до 10 кВ) и с жилами покрытыми свинцом (20 и 35 кВ). Силовые кабели с поясной изоляцией выпускаются трехжильного типа с секторными жилами из меди или алюминия в диапазоне сечений 6-240 мм.

Силовой электрический кабель общего применения с пропитанной бумажной изоляцией состоит из токоведущих жил (из меди или алюминия) круглой или сеглянтной формы жильной изоляции из бумаги. Бумажная изоляция пропитана маслоканифольным составом заполнителей из жгутов сульфатной бумаги, которая проложена между жилами; поясной изоляцией из бумаги герметизирующей оболочки из свинца или алюминия; двухслойного битумного состава, между слоями кабельной пряжи, пропитанной противогнилостным составом. Кабели покрыты бронею из стальных лент, у некоторых марок кабелей из плоских или круглых стальных оцинкованных проволок, покрытых битумным составом; кабельного покрова из пропитанного джута (пряжи), покрытый сверху слоем мела.

Бумажная пропитанная изоляция имеет большую гигроскопичность, значит, при её использовании необходимо применять металлические оболочки (свинцовые или алюминиевые), которые защищают от механических повреждений и коррозии специальными покрытиями. Недостатком силовых кабелей с бумажной пропитанной изоляцией является ограничение при прокладке на местности с большим перепадом высот, так как в этом случае пропиточный состав постепенно стекает в нижнюю часть трассы, что приводит к повышению давления в кабеле и может вызвать повреждение оболочки. Одновременно верхний участок кабеля лишается значительной части пропиточного состава, что приводит к образованию пустот и, следовательно, к уменьшению электрической прочности кабеля. В местностях с большим перепадом высот применяется кабель марки ЦСБ, бумажная изоляция которого пропитывается нестекающими пропиточными составами на основе синтетического церезина, обладающими большой вязкостью при рабочей температуре кабеля, хорошей адгезией к жиле и достаточно высокими электроизоляционными свойствами, что позволяет использовать их в сетях с напряжением до 10 кВ.

По виду изоляции и оболочки различают следующие силовые кабели: с пропитанной бумажной изоляцией в металлической оболочке; с бумажной изоляцией пропитанной нестекающим составом, в металлической оболочке; с пластмассовой изоляцией в пластмассовой или металлической оболочке; с резиновой изоляцией в пластмассовой, резиновой или металлической оболочках.

Кабели с отдельно освинцованными жилами сечением 120-150мм, сохраняют достаточную гибкость, содержат меньшее количество пропиточного состава и имеют лучшие условия для теплоотвода. Недостатком их являются большая масса и повышенный расход металла для оболочек. Кабели в свинцовом и алюминиевом исполнении бывают либо одножильные, либо трехжильные, которые изолированы бумажной пропитанной изоляцией жил, каждая из которых имеет свинцовую оболочку, что позволяет создать в кабеле радиальное электрическое поле (марки: ОСБ, ОСК, АОСБ, АОСБГ, АОСК).

Силовые кабели с резиновой изоляцией, которые предназначены в основном для неподвижной прокладки с малыми радиусами изгиба в сетях переменного напряжения 660В или постоянного напряжения 1,3,6 и 10 кВ. Данные кабели могут иметь медные или алюминиевые токопроводящие жилы как круглой, так и секторной формы, изолированные изоляционной резиной. Поверх изолированных жил или сердечника кабеля накладывается оболочка из свинца, поливинилхлоридного пластиката или шланговой резины, а также сверху для упрочнения изоляции покрывают стальными лентами, защищенными антикоррозийным покровом. Основные марки кабелей с резиновой изоляцией приведены в таблице 5.

Силовые кабели с пластмассовой изоляцией предназначены для неподвижной прокладки и могут эксплуатироваться в электрических сетях переменного напряжения 1-35 кВ. Это наиболее перспективный тип кабелей, поскольку они достаточно просты в изготовлении, удобны при монтаже и эксплуатации. Они изготовляются в одно- и многожильном исполнении с медными и алюминиевыми токоведущими жилами круглой или секторной формы в диапазоне сечений 1,5-240мм (таблица 6). Для кабеля на напряжение 1-10 кВ может использоваться как поливинилхлоридная, так и полиэтиленовая изоляция. Кабели на напряжение 35 кВ имеют только полиэтиленовую изоляцию, которая обеспечивает более высокие электроизоляционные характеристики.    

                                                                                             Таблица5.

В настоящее время силовые кабели с пластмассовой изоляцией все шире приходят на смену кабелям с пропитанной бумажной изоляцией.

Таблица6.

На напряжение 110-220 кВ изготавливаются, как правило, кабели низкого давления. Эти кабели имеют только медные луженые жилы сечением 120-800 мм, поверх которых накладывается бумажная изоляция, пропитанная маловязким минеральным маслом. При большой толщине изоляции (для кабеля на напряжение 200 кВ) иногда делаются дополнительные каналы под оболочкой кабеля. Свинцовая оболочка всегда усиливается двумя медными лентами, наложенными с различными шагами, а алюминиевая покрывается более влагостойким покрытием в виде шланга из поливинилхлоридного пластика. Для придания кабелю с алюминиевой оболочкой большей гибкости иногда применяют гофрирование оболочки. Поверх оболочек кабелей низкого давления накладываются защитные покрытия, при которых определяется условиями прокладки кабеля.

Система маркировки кабелей низкого давления отличается достаточной простотой и включает в себя следующие буквенные обозначения: М – маслонаполненный, Н – низкого давления, С – свинцовая оболочка, А – алюминиевая оболочка, Аг – гофрированная алюминиевая оболочка, Шв – шланг из поливинилхлоридного пластиката, Шву – то же, но с усиленным защитным слоем под шлангом, К – броня из круглых стальных оцинкованных проволок, А – защитный покров из слоев битумного состава лавсановых (или резиновых) лент и пропитанной кабельной пряжи.

Маслонаполненные кабели высокого давления (в стальных трубопроводах) на переменные напряжения 110,220,500 кВ выпускаются двух марок: МВДТ и МВДТк. Конструкция кабеля содержит три фазы, затянутые в стальной трубопровод, который заполняется маслом под давлением 1,5 МПа. Каждая фаза представляет собой жилу, скрученную из медных луженых проволок и изолированную пропитанной кабельной бумагой с высокой электрической прочностью.

При прокладке кабеля в земле стальной трубопровод защищается от коррозии нанесением покрова, состоящего из слоев тугоплавкого битума с каолином и гидроизолитом. Если кабель прокладывается в блоках, то наружные антикоррозийные покровы состоят только из слоя битумного лака толщиной 0,1-0,25.

5.Контрольный кабель. Маркировка, применение

Контрольные кабели предназначены для присоединения электрических приборов и аппаратов в электрических распределительных устройствах с переменным напряжением до 660В частотой до 100 Гц или постоянным до 1000В при температуре окружающей среды от -50 до +50 С. Они могут прокладываться и на открытом воздухе при условии защиты их от механических повреждений и воздействия прямых солнечных лучей. Данные кабели изготовляются с однопроволочными медными и алюминиевыми жилами сечением 0,75-10мм, число которых может составлять от 4 до 61. В качестве материалов для изоляции токоведущих жил таких кабелей применяются резины с нормальной и повышенной нагревостойкостью, а также пластические массы (полиэтилен, самозатухающий полиэтилен, поливинилхлоридный пластикат, фторопласт).

Система маркировки контрольных кабелей практически не отличается от системы маркировки силовых кабелей низкого напряжения. Отличие состоит лишь в том, что на первом месте в марке контрольного кабеля ставится буква К, если кабель имеет медные жилы, и буквы АК, если алюминиевые.

 6.Специальные кабели. Их классификация, маркировка по ГОСТу

Специальные кабели, гибкие высокого напряжения, предназначенные для электросварки, аэродромов, радиоустановок. В настоящее время используются волоконно-оптические линии (ВОЛС), важнейшим элементом которых являются волоконно-оптические кабели (ВОК). Узкий световой лазерный луч, модулированный соответствующим образом, может распространяться на большие расстояния и передавать огромный объем информации. Использование его для передачи в атмосфере затруднено из-за больших потерь световой энергии, из-за поглощения и рассеяния, обусловленных загрязнением передающей среды. Развития производства оптически чистых стекол и стеклянных нитей на их основе появилась возможность передавать световую энергию по ВОК, основным элементом которых является ОВ (оптическое волокно). В качестве материала для ОВ используются стекла на основе чистого кварца. Изготовления двухслойного ОВ, центральная часть которого  (сердечник) за счет легирующих добавок имеет показатель преломления немного большего наружного слоя ОВ (светоотражающая оболочка).

Направленное распространение светового потока происходит за счет многократных полных внутренних отражений световых лучей от границы раздела сердечник – оболочка. Диаметр сердечника не превышает 50 мкм, оболочки – 100-150мкм. Такая стеклянная нить требует упрочнения и защиты от внешних воздействий, поэтому ОВ поверх светоотражающей кварцевой оболочки имеет защитное полимерное покрытие.

Достоинства ВОК: свойство широкополосности, по одному ОВ можно передать частоту 1-3 ГГц, обеспечивает большую передачу информации, которая защищена от внешних магнитных полей, передает секретную информацию, т.к. излучение в окружающем пространстве отсутствует. Также ВОК имеет малые габариты и массу, не содержит дефицитных металлов, как медь, алюминий и свинец. В скором будущем традиционные кабели связи заменят на волоконно-оптические.

Кабельная линия служит для передачи электроэнергии или отдельных её импульсов и состоит из одного или нескольких кабелей с соединительными или концевыми муфтами.

Работы по прокладке кабельных линий должны выполняться в минимальные сроки и на участке работ должны быть обеспечены безопасность движения транспорта и пешеходов, а также нормальная деятельность предприятий. Поэтому до начала работ следует хорошо изучить техническую документацию, осмотреть трассу кабельной линии и наметить пункты складирования необходимых материалов, инструментов, приспособлений и механизмов, а также места движения пешеходов и переезда транспорта через трассу, с тем, чтобы  можно было своевременно подготовить необходимое количество ограждений, сигнальных знаков и пешеходных мостиков.

Кабельная линия должна прокладываться с таким расчетом, чтобы определенный комплекс работ выполнялся в течение одного рабочего дня. Так, например, после окончания работ по рытью траншей и укладки в них кабеля.

   Список используемой литературы:

1.Учебник «Конструкционные и электротехнические материалы», под ред. В.А.Филикова, 1990г.

2.Учебник «Электроматериаловедение», под ред. Н.Г.Дроздова и Н.В.Никулина, 1973г.