Característiques de disseny de cables i cables
Elements estructurals
Qualsevol conductor elèctric es compon de les següents parts, no sempre de totes a la vegada, només pot ser de diverses:
- Conducta de vena. Serveix per conduir corrent amb el mínim escalfament possible. Els principals requisits per a les venes: bona flexibilitat, resistència a la corrosió, alta conductivitat elèctrica i, per descomptat, baix cost.
- Aïllament Una barrera que hauria de proporcionar la major resistència possible a l’energia elèctrica que passa pel nucli. La capa aïllant ha de tenir les propietats dielèctriques més altes possibles, mentre que en el major rang de temperatura possible. A més, l’aïllament ha de ser flexible.
- Pantalla. Cal protegir el nucli conductor de tota mena d’interferències electromagnètiques externes. El requisit per al disseny de la capa de blindatge és un recobriment d’aïllament del 100% durant la flexió.
- Aïllament del cinturó. Serveix per a la protecció addicional de cables i cables contra avaries.
- Shell Protegeix el conductor dels danys mecànics, dels fenòmens atmosfèrics i de la penetració de la humitat.
- Coberta de protecció. Una funda addicional usada en l’operació de productes de cable en condicions difícils.
La construcció de cables i cables consisteix en aquests elements individuals. Si voleu obtenir més informació sobre les varietats i les característiques de cada component, a continuació es proporciona una visió general més detallada.
Visió general dels paràmetres
Nucli conductor
Les venes de cables, cables i cordons es realitzen d’acord amb l’actual GOST 22483-2012, que al seu torn és un estàndard i determina la resistència de corrent directe d’1 km d’un nucli a una temperatura de + 20 ºC. Per identificar la resistència elèctrica, cal conèixer la secció transversal, el material de fabricació i la classe de filferro. Considerem cada paràmetre en ordre, de manera que entengueu com afecta el disseny de cables i cables elèctrics.
El grau de filferro pot ser d’1 a 6. Com més gran sigui la nota, millor serà la flexibilitat del conductor. Per exemple, els graus 1 i 2 s’utilitzen per a la fabricació de productes per cable, que s’utilitzaran exclusivament per a instal·lacions fixes. Per connectar els mecanismes mòbils, cal utilitzar cables amb una classe de flexibilitat de 3 a 6.
Pel que fa al material de fabricació, aquest és un paràmetre molt important.El coure condueix millor el corrent i és més resistent als danys mecànics. Tanmateix, els inconvenients dels cables de coure són el major cost i la susceptibilitat a la corrosió, especialment a alta humitat i temperatura. L’alumini és més barat i menys susceptible a la corrosió, però és més fràgil i forma una pel·lícula d’òxid, fet que augmenta la resistència de contacte. Pros i contres del cablejat d’alumini Hem examinat en un article a part.
Aïllament
La capa aïllant es pot representar amb els materials següents:
- Compost de clorur de polivinil (PVC). El tipus d’aïllament més comú, que a temperatura ambient (+ 20 ° C) presenta una alta resistència. Els desavantatges del compost de PVC són una flexibilitat insuficient quan es compara amb el cautxú i el fet que la resistència aïllant del filferro es redueix significativament a una temperatura de + 70 ° C i superior. Avantatges del compost de PVC: baix preu, bona resistència a molts productes químics, humitat, així com una baixa combustibilitat.
- Polietilè reticulat (SPE). S'utilitza per a la fabricació de productes de cable d'alta tensió situats sota terra. El disseny de cables de polietilè reticulats té una bona flexibilitat, baixa higroscopicitat (absorció d’humitat) i possibilitat de calefacció fins a +130 ºC. Els desavantatges dels cables SPE són la complexitat de la fabricació, la necessitat d’utilitzar equips estrangers, raó per la qual el cost del producte és molt superior als anàlegs.
- Polietilè. Pot ser de baixa densitat (LDPE) i alta (HDPE). Avantatges: les propietats dielèctriques són 300 vegades superiors a l'aïllament del PVC, baixa higroscopicitat, resistència als reactius químics. Tanmateix, els desavantatges del polietilè són una disminució de les propietats dielèctriques del filferro amb una temperatura creixent, una mala flexibilitat i alhora un cost elevat. El disseny de cables amb aïllament de polietilè està ben establert per establir cablejat estacionari en instal·lacions industrials.
- Cautxú aïllant. A causa de la seva flexibilitat, s'utilitza més sovint per connectar mecanismes i equips mòbils. Flexible, barat, té altes propietats dielèctriques. Tanmateix, perd les seves característiques d’aïllament elèctric a temperatures superiors a +80 ° C, és susceptible de danys per radiació ultraviolada i, el més important, no és resistent a la crema.
- Aïllament de paper impregnat (BPI). El disseny de cables aïllats amb paper consisteix en cintes de paper per cable impregnades amb un compost especial viscós o no degotejador. Els requisits per a la fabricació d'aquest tipus de cintes de paper per cable no han de coincidir quan es posin una sobre l'altra. No s’admeten més de tres llumins o fins i tot dos si la cinta més baixa està en contacte amb la capa d’apantallament o el nucli conductor. L'ús de cables amb aïllament BPI: estableix una línia d'alta tensió a terra. Avantatges: propietats d’aïllament elèctric de baix cost i elevats costos. Inconvenients: absorció d’humitat, elevat perill d’incendi, baixa resistència a danys mecànics i fluïdesa d’aïllament amb la temperatura creixent, per la qual cosa es recomana utilitzar un conductor exclusivament per a instal·lacions horitzontals.
- Cautxú de silicona. Presenta una gran resistència a la calor, paràmetres d’aïllament elèctric, bona resistència i flexibilitat. Al mateix temps, és lleugerament resistent als productes químics, el disseny del fil es destrueix durant l'abrasió i és bastant car. S'utilitza, per regla general, en condicions amb temperatura elevada.
- Polietetrafluoroetilè (PTFE). Té una bona resistència als danys mecànics fins i tot a temperatures de fins a + 250 º C, mentre que és ben resistent als atacs químics. Els desavantatges d’aquest tipus de protecció són elevats costos i toxicitat.
Pantalla
El següent component en la construcció de cables i cables és una capa de blindatge, que té com a objectiu protegir el conductor de la interferència electromagnètica. Molt sovint, la pantalla s’utilitza en cables de control i línies de cable d’alta tensió.
Els principals tipus de pantalles:
- a partir de paper metalitzat (si el disseny preveu un aïllament BPI);
- fil de coure (per a PVC i cautxú);
- fil d’acer galvanitzat (armadura + grua);
- cautxú conductor (amb aïllament tipus de goma).
La capa de blindatge es pot aplicar tant a tot el conjunt de nuclis com a cadascun per separat. Per regla general, és flexible i permet addicionalment protegir el filferro dels danys mecànicsTot i això, a causa de la presència d'una pantalla en el disseny, un comptador en marxa del producte costarà més.
Shell
Aquest element estructural de cables i cables elèctrics protegeix dels efectes negatius de la radiació solar, la humitat, les substàncies agressives i, per descomptat, els danys mecànics.
Per a productes de cable amb aïllament de paper impregnat, s’utilitza un plom o una funda d’alumini. Si la capa aïllant està representada per plàstic o cautxú de PVC, aleshores la closca pot ser de PVC o de goma de mànega.
La carcassa de plom té una bona flexibilitat i resistència a l’atac químic, es pot soldar al camp. L’inconvenient és que el plom té un punt de fusió baix, de manera que quan s’exposa a la calor i a la vibració es poden produir esquerdes a la closca fins a una ruptura completa. Lluiten amb aquestes mancances afegint additius antimoni i coure al disseny.
L’alumini és més de 2 vegades més fort que el plom, resistent a les vibracions i pot actuar com a armadura i fins i tot una pantalla. L’únic malament és que la funda d’alumini del cable presenta una resistència deficient a la corrosió del sòl i també costa més.
El compost de plàstic de PVC és barat, lleugerament danyat pels productes químics, té resistència mecànica i al mateix temps força ajustat. No obstant això, presenta una mala flexibilitat, una mala resistència a l'estrès mecànic i un envelliment lleuger.
La goma de la mànega, en comparació amb l’habitual, accepta bé les càrregues de tracció, xoc i torçades. A més, pot ser resistent al petroli, a les baixes temperatures i a l’encesa. Inconvenients: es destrueix per l’exposició simultània a l’oxigen i la radiació solar, alhora que una mala resistència a l’atac químic.
Coberta de protecció
Bé, l’últim element en la construcció de cables i cables elèctrics és una coberta protectora, que pot consistir en un coixí, una capa d’armadura i una coberta externa.
L’objectiu del coixí és la protecció addicional de la capa aïllant dels danys causats per cintes d’acer o filferro metàl·lic, que al seu torn representen una cuirassa. El coixí es pot fer de:
- paper crep (té un llarg allargament per trencar-se);
- cintes de plàstic (alternativa al paper crep);
- composició bituminosa (enganxades).
Es necessita una capa d’armadura per protegir l’estructura del conductor de qualsevol tipus de tensió mecànica. Les cintes d’acer no absorbeixen forces de tracció i es poden protegir encara més contra la corrosió. En particular, dues capes de cintes d’acer proporcionen una bona protecció contra danys mecànics. El fil no evita el trencament de la corda i funciona bé en tensió. No protegeix dels danys mecànics.
Doncs bé, la coberta exterior ha de proporcionar una estanquitat al cable, així com una resistència a diversos fenòmens atmosfèrics. Es pot representar per fils de fibra de fibra de vidre, impregnats amb betum o amb una coberta de plàstic (compost de PVC o polietilè).
Per regla general, es pot incloure la coberta externa especificada en el disseny de cables d’alta tensió amb aïllament BPI. Els revestiments exteriors lleugers són inherents als cables: fil de cotó, fibra de vidre, cosida o fil de lli.També es pot tractar la trena amb un compost o un vernís antifúngic o resistent a la intempèrie, que protegirà contra la humitat.
Això és tot el que volíem explicar sobre què consisteix un cable i un filferro. Finalment, recomanem veure un vídeo on es demostrin clarament tots els elements estructurals individuals, l’ordre de la seva col·locació:
Com podeu veure, el disseny de cables i cables pot ser força complicat, per la qual cosa no serà difícil triar la versió adequada del conductor per a les vostres pròpies condicions.
Serà interessant llegir:
Carregant ...
