Ontwerpkenmerken van draden en kabels
Structurele elementen
Elke elektrische geleider bestaat uit de volgende onderdelen, niet altijd allemaal tegelijk, maar uit meerdere:
- Ader uitvoeren. Dient voor het geleiden van stroom met zo min mogelijk verwarming. De belangrijkste vereisten voor de aderen: goede flexibiliteit, weerstand tegen corrosie, hoge elektrische geleidbaarheid en natuurlijk lage kosten.
- Isolatie. Een barrière die de grootst mogelijke weerstand moet bieden tegen elektrische energie die door de kern gaat. De isolerende laag moet de hoogst mogelijke diëlektrische eigenschappen hebben, terwijl deze in een zo groot mogelijk temperatuurbereik ligt. Daarnaast moet de isolatie flexibel zijn.
- Scherm. Het is noodzakelijk om de geleidende kern te beschermen tegen allerlei externe elektromagnetische interferentie. De vereiste voor het ontwerp van de afschermlaag is 100% isolatiecoating tijdens het buigen.
- Riemisolatie. Dient voor extra bescherming van draden en kabels tegen defecten.
- Shell. Beschermt de geleider tegen mechanische schade, atmosferische verschijnselen en binnendringend vocht.
- Beschermende hoes. Een extra huls die wordt gebruikt bij het bedienen van kabelproducten onder moeilijke omstandigheden.
De constructie van kabels en draden bestaat uit deze individuele elementen. Als u meer wilt weten over de variëteiten en kenmerken van elk onderdeel, vindt u hieronder een gedetailleerder overzicht.
Parameteroverzicht
Geleidende kern
De aders van kabels, draden en snoeren zijn gemaakt in overeenstemming met de huidige GOST 22483-2012, die op zijn beurt de standaard is en de gelijkstroomweerstand van 1 km van de kern bepaalt bij een temperatuur van + 20 ° C. Om de elektrische weerstand te identificeren, moet u de doorsnede, het fabricagemateriaal en de draadklasse kennen. We zullen elke parameter in volgorde bekijken, zodat u begrijpt hoe deze het ontwerp van elektrische draden en kabels beïnvloedt.
De kwaliteit van de draad kan van 1 tot 6 zijn. Hoe hoger de kwaliteit, hoe beter de flexibiliteit van de geleider. Zo worden Grade 1 en 2 gebruikt voor de fabricage van kabelproducten, die uitsluitend zullen worden gebruikt voor vaste installatie. Om mobiele mechanismen aan te sluiten, moet u kabels gebruiken met een flexibiliteitsklasse van 3 tot 6.
Wat het fabricagemateriaal betreft, dit is een zeer belangrijke parameter.Koper geleidt de stroom beter en is beter bestand tegen mechanische schade. De nadelen van koperdraden zijn echter de hogere kosten en de gevoeligheid voor corrosie, vooral bij hoge vochtigheid en temperatuur. Aluminium is goedkoper en minder vatbaar voor corrosie, maar is kwetsbaarder en vormt een oxidefilm, wat de contactweerstand verhoogt. Voor- en nadelen van aluminium bedrading We hebben het in een apart artikel onderzocht.
Isolatie
De isolerende laag kan worden weergegeven door de volgende materialen:
- Polyvinylchloride kunststofsamenstelling (PVC). Het meest voorkomende type isolatie, dat bij kamertemperatuur (+ 20 ° C) een hoge weerstand heeft. De nadelen van PVC-compound zijn onvoldoende flexibiliteit, vergeleken met rubber, en het feit dat de isolatieweerstand van de draad aanzienlijk wordt verminderd bij een temperatuur van + 70 ° C en hoger. Voordelen van PVC-compound: lage prijs, goede weerstand tegen vele chemicaliën, vocht en lage ontvlambaarheid.
- Crosslinked Polyethylene (SPE). Het wordt gebruikt voor de vervaardiging van ondergrondse hoogspanningskabelproducten. Het ontwerp van verknoopte polyethyleenkabels heeft een goede flexibiliteit, lage hygroscopiciteit (vochtopname) en de mogelijkheid om te verwarmen tot +130 ° C. De nadelen van SPE-kabels zijn de complexiteit van de fabricage, de noodzaak om buitenlandse apparatuur te gebruiken, daarom zijn de kosten van het product veel hoger dan die van analogen.
- Polyethyleen. Het kan een lage dichtheid (LDPE) en hoog (HDPE) zijn. Voordelen: diëlektrische eigenschappen zijn 300 keer hoger dan die van PVC-isolatie, lage hygroscopiciteit, weerstand tegen chemische reagentia. De nadelen van polyethyleen zijn echter een afname van de diëlektrische eigenschappen van de draad bij toenemende temperatuur, slechte flexibiliteit en tegelijkertijd hoge kosten. Het ontwerp van kabels met polyethyleenisolatie is goed ingeburgerd voor het leggen van stationaire bedrading in industriële installaties.
- Isolerend rubber. Vanwege de flexibiliteit wordt het meestal gebruikt om mobiele mechanismen en apparatuur aan te sluiten. Flexibel, goedkoop, heeft hoge diëlektrische eigenschappen. Het verliest echter zijn elektrische isolatiekenmerken bij temperaturen boven +80 ° C, is vatbaar voor schade door ultraviolette straling en, belangrijker nog, is niet bestand tegen verbranding.
- Geïmpregneerde papierisolatie (BPI). Het ontwerp van met papier geïsoleerde kabels bestaat uit tapes van kabelpapier geïmpregneerd met een speciale stroperige of niet-vloeiende verbinding. Vereisten voor de fabricage van dit type kabel - papieren tapes mogen niet samenvallen wanneer ze op elkaar worden gelegd. Er zijn niet meer dan drie lucifers of zelfs twee toegestaan als de onderste tape in contact is met de afschermlaag of de geleidende kern. Het gebruik van kabels met BPI-isolatie - het leggen van een hoogspanningslijn in de grond. Voordelen - lage kosten en hoge elektrische isolatie-eigenschappen. Nadelen - vochtabsorptie, hoog brandgevaar, lage weerstand tegen mechanische schade en vloeibaarheid van isolatie bij toenemende temperatuur, daarom wordt aanbevolen om een geleider uitsluitend voor horizontale installatie te gebruiken.
- Siliconenrubber. Het heeft een hoge hittebestendigheid, elektrische isolatieparameters, goede sterkte en flexibiliteit. Tegelijkertijd is het enigszins bestand tegen chemicaliën, het ontwerp van de draad gaat kapot tijdens slijtage en is vrij duur. Het wordt in de regel gebruikt in omstandigheden met verhoogde temperatuur.
- Polytetrafluorethyleen (PTFE). Het is goed bestand tegen mechanische schade, zelfs bij temperaturen tot + 250 ° C, terwijl het goed bestand is tegen chemische aantasting. De nadelen van dit type bescherming zijn hoge kosten en toxiciteit.
Scherm
Het volgende onderdeel bij de constructie van kabels en draden is een afschermlaag, die tot doel heeft de geleider te beschermen tegen elektromagnetische interferentie. Meestal wordt het scherm gebruikt in besturingskabels en hoogspanningskabels.
De belangrijkste soorten schermen:
- van gemetalliseerd papier (als het ontwerp voorziet in BPI-isolatie);
- koperdraad (voor PVC en rubber);
- gegalvaniseerde staaldraad (pantser + kraan);
- geleidend rubber (met rubberen isolatiemateriaal).
De afschermlaag kan zowel op de hele bundel kernen als op elk afzonderlijk worden aangebracht. In de regel is het flexibel en bovendien mogelijk bescherm de draad tegen mechanische schadeDoor de aanwezigheid van een scherm in het ontwerp kost een lopende meter van het product echter meer.
Shell
Dit structurele element van elektrische kabels en draden beschermt tegen de negatieve effecten van zonnestraling, vocht, agressieve stoffen en natuurlijk mechanische schade.
Voor kabelproducten met geïmpregneerde papierisolatie wordt een lood- of aluminium mantel gebruikt. Als de isolerende laag wordt weergegeven door PVC-plastic of rubber, dan kan de schaal respectievelijk PVC of slangrubber zijn.
Loodomhulsel heeft een goede flexibiliteit en is bestand tegen chemische aantasting, het kan in het veld worden gesoldeerd. Het nadeel is dat lood een laag smeltpunt heeft, dus bij blootstelling aan hitte en trillingen kunnen er scheuren in de schaal ontstaan, tot een volledige breuk. Ze worstelen met deze tekortkomingen door antimoon- en koperadditieven aan het ontwerp toe te voegen.
Aluminium is meer dan 2 keer sterker dan lood, bestand tegen trillingen en kan dienen als bepantsering en zelfs als scherm. Het enige vervelende is dat de aluminium mantel van de kabel slecht bestand is tegen bodemcorrosie en ook meer kost.
PVC-kunststofmengsel is goedkoop, licht beschadigd door chemicaliën, heeft mechanische sterkte en is tegelijkertijd behoorlijk strak. Het heeft echter een slechte flexibiliteit, een slechte weerstand tegen mechanische belasting en lichte veroudering.
Slangrubber accepteert, in vergelijking met gebruikelijk, goed trek-, schok- en draaibelastingen. Bovendien kan het bestand zijn tegen olie, lage temperaturen en ontsteking. Nadelen - wordt vernietigd door gelijktijdige blootstelling aan zuurstof en zonnestraling, terwijl het slecht bestand is tegen chemische aantasting.
Beschermhoes
Welnu, het laatste element in de constructie van kabels en elektrische draden is een beschermende hoes, die kan bestaan uit een kussen, een pantserlaag en een externe hoes.
Het doel van het kussen is extra bescherming van de isolerende laag tegen beschadiging door stalen banden of metaaldraad, die op hun beurt bepantsering vertegenwoordigen. Het kussen kan gemaakt zijn van:
- crêpepapier (heeft een hoge breukrek);
- plastic banden (alternatief voor crêpepapier);
- bitumineuze samenstelling (kleeft aan elkaar).
Een pantserlaag is nodig om de geleiderstructuur te beschermen tegen elke vorm van mechanische belasting. Stalen banden nemen geen trekkrachten op en kunnen verder worden beschermd tegen corrosie. In het bijzonder bieden twee lagen stalen banden een goede bescherming tegen mechanische schade. De draad voorkomt het draaien van de streng en werkt goed onder spanning. Het biedt geen bescherming tegen mechanische schade.
Welnu, de buitenste afdekking moet de kabel strak maken en weerstand bieden tegen verschillende atmosferische verschijnselen. Het kan worden weergegeven door kabelgaren van glasvezel, bovendien geïmpregneerd met bitumen of een hoes van kunststof (PVC-verbinding of polyethyleen).
Typisch kan de gespecificeerde buitenafdekking worden opgenomen in het ontwerp van hoogspanningskabels met BPI-isolatie. Lichte buitenbedekkingen zijn inherent aan draden: katoengaren, glasvezel, naai- of linnengaren.Ook kan de vlecht worden behandeld met een schimmelwerende of weerbestendige verbinding of vernis in het algemeen, die bescherming biedt tegen vocht.
Dat is alles wat we je wilden vertellen over waar een kabel en draad uit bestaan. Ten slotte raden we aan om een video te bekijken waarin alle individuele structurele elementen duidelijk worden gedemonstreerd, de volgorde van plaatsing:
Zoals u kunt zien, kan het ontwerp van draden en kabels behoorlijk ingewikkeld zijn, dus het zal niet moeilijk zijn om de juiste versie van de geleider te kiezen voor uw eigen omstandigheden!
Het zal interessant zijn om te lezen:
Bezig met laden ...
