Caracteristici de proiectare a firelor și cablurilor

Elemente structurale

Orice conductor electric este format din următoarele părți, nu întotdeauna dintr-o dată, poate doar din mai multe:

1. Conducerea venei. Servește pentru conducerea curentului cu încălzirea minimă posibilă. Principalele cerințe pentru vene: flexibilitate bună, rezistență la coroziune, conductivitate electrică ridicată și, desigur, costuri reduse.
2. Izolatie. O barieră care ar trebui să ofere cea mai mare rezistență posibilă la energia electrică care trece prin miez. Stratul izolant trebuie să aibă cele mai mari proprietăți dielectrice posibile, în timp ce în cel mai mare interval posibil de temperatură. În plus, izolarea trebuie să fie flexibilă.
3. Ecran. Este necesară protejarea miezului conductor de toate tipurile de interferențe electromagnetice externe. Cerința pentru proiectarea stratului de ecranare este acoperirea de izolare 100% în timpul îndoirii.
4. Izolarea centurii. Servește pentru protecția suplimentară a cablurilor și cablurilor împotriva defecțiunii.
5. Coajă. Protejează conductorul de deteriorarea mecanică, de fenomenele atmosferice, precum și de penetrarea umidității.
6. Strat protector. O teacă suplimentară folosită în funcționarea produselor prin cablu în condiții dificile.

Construcția cablurilor și a firelor constă din aceste elemente individuale. Dacă doriți să aflați mai multe despre soiurile și caracteristicile fiecărei componente, mai jos este oferită o privire de ansamblu mai detaliată.

Prezentare generală a parametrilor

Nucleul conductiv

Nucleele cablurilor, firelor și cablurilor sunt realizate în conformitate cu GOST 22483-2012 curent, care la rândul său este standardul și determină rezistența curentă directă de 1 km a miezului la o temperatură de + 20 ° C. Pentru a identifica rezistența electrică, trebuie să cunoașteți secțiunea transversală, materialul de fabricație și clasa de sârmă. Vom lua în considerare fiecare parametru în ordine, astfel încât să înțelegeți cum afectează proiectarea firelor și cablurilor electrice.

Gradul de sârmă poate fi de la 1 la 6. Cu cât gradul este mai mare, cu atât flexibilitatea conductorului este mai bună. De exemplu, gradele 1 și 2 sunt utilizate pentru fabricarea produselor prin cablu, care vor fi utilizate exclusiv pentru instalarea fixă. Pentru a conecta mecanismele mobile trebuie să utilizați cabluri cu o clasă de flexibilitate de la 3 la 6.

În ceea ce privește materialul de fabricație, acesta este un parametru foarte important.Cuprul conduce mai bine curentul și este mai rezistent la deteriorarea mecanică. Cu toate acestea, dezavantajele firelor de cupru sunt costul și susceptibilitatea mai mare la coroziune, în special la umiditate și temperatură ridicată. Aluminiul este mai ieftin și mai puțin sensibil la coroziune, dar este mai fragil și formează o peliculă de oxid, ceea ce crește rezistența la contact. Avantaje și contra de cablare din aluminiu Am examinat într-un articol separat.

Izolatie

Stratul izolant poate fi reprezentat prin următoarele materiale:

1. Compus de clorură de polivinil (PVC). Cel mai obișnuit tip de izolație, care la temperatura camerei (+ 20 ° C) are o rezistență ridicată. Dezavantajele compusului din PVC sunt o flexibilitate insuficientă în comparație cu cauciucul și faptul că rezistența de izolare a sârmei este redusă semnificativ la o temperatură de + 70 ° C și peste. Avantajele compusului din PVC: preț redus, rezistență bună la multe substanțe chimice, umiditate, precum și combustibilitate redusă.
2. Polietilenă reticulată (SPE). Este utilizat pentru fabricarea de produse de înaltă tensiune prin cablu, puse sub pământ. Proiectarea cablurilor de polietilenă reticulată are o flexibilitate bună, igroscopicitate scăzută (absorbția umidității) și posibilitatea încălzirii la +130 ° C. Dezavantajele cablurilor SPE sunt complexitatea producției, necesitatea de a folosi echipamente străine, motiv pentru care costul produsului este mult mai mare decât analogii.
3. Polietilenă. Poate fi cu densitate joasă (LDPE) și înaltă (HDPE). Avantaje: proprietățile dielectrice sunt de 300 de ori mai mari decât cele ale izolației din PVC, igroscopicitate scăzută, rezistență la reactivi chimici. Cu toate acestea, dezavantajele polietilenei sunt o scădere a proprietăților dielectrice ale sârmei cu creșterea temperaturii, flexibilitate slabă și, în același timp, costuri ridicate. Proiectarea cablurilor cu izolație din polietilenă este bine stabilită pentru instalarea cablurilor staționare în instalații industriale.
4. Cauciuc izolant. Datorită flexibilității sale, este cel mai adesea folosit pentru a conecta mecanisme și echipamente mobile. Flexibil, ieftin, are proprietăți dielectrice ridicate. Cu toate acestea, își pierde caracteristicile de izolare electrică la temperaturi peste +80 ° C, este susceptibilă la deteriorarea radiațiilor ultraviolete și, cel mai important, nu este rezistent la ardere.
5. Izolarea cu hârtie impregnată (BPI). Proiectarea cablurilor izolate pe hârtie constă din benzi de hârtie de cablu impregnate cu un compus special vâscos sau care nu picură. Cerințele pentru fabricarea acestui tip de benzi de hârtie prin cablu nu ar trebui să coincidă atunci când se așază una peste alta. Nu sunt permise mai mult de trei chibrituri sau chiar două dacă banda cea mai joasă este în contact cu stratul de ecranare sau cu miezul conductor. Utilizarea cablurilor cu izolație BPI - așezarea în sol a unei linii de înaltă tensiune. Avantaje - proprietăți de izolare electrică cu cost redus și ridicat. Dezavantaje - absorbție de umiditate, risc ridicat de incendiu, rezistență scăzută la deteriorarea mecanică și fluiditatea izolației cu temperatură în creștere, motiv pentru care se recomandă utilizarea unui conductor exclusiv pentru instalarea orizontală.
6. Cauciuc siliconic. Are rezistență la căldură ridicată, parametri de izolare electrică, rezistență bună și flexibilitate. În același timp, este ușor rezistent la substanțe chimice, designul firului este distrus în timpul abraziunii și este destul de scump. Este folosit, de regulă, în condiții cu temperaturi ridicate.
7. Polytetrafluoroetilena (PTFE). Are o rezistență bună la deteriorarea mecanică chiar și la temperaturi de până la + 250 ° C, în timp ce este bine rezistent la atacurile chimice. Dezavantajele acestui tip de protecție sunt costurile ridicate și toxicitatea.

Ecran

Următoarea componentă în construcția cablurilor și a firelor este un strat de ecranare, al cărui scop este de a proteja conductorul de interferențele electromagnetice. Cel mai adesea, ecranul este utilizat în cablurile de control și liniile de cablu de înaltă tensiune.

Principalele tipuri de ecrane:

• din hârtie metalizată (dacă proiectarea prevede izolarea BPI);
• sârmă de cupru (pentru PVC și cauciuc);
• sârmă din oțel zincat (armură + macara);
• cauciuc conductiv (cu izolație de cauciuc tip).

Stratul de ecranare poate fi aplicat atât pe întregul pachet de nuclee, cât și pe fiecare separat. De regulă, este flexibil și permite suplimentar protejați sârma de deteriorarea mecanicăCu toate acestea, datorită prezenței unui ecran în proiectare, un contor de rulare al produsului va costa mai mult.

Coajă

Acest element structural al cablurilor și firelor electrice protejează împotriva efectelor negative ale radiațiilor solare, umidității, substanțelor agresive și, bineînțeles, daunelor mecanice.

Pentru produsele cu cablu cu izolație de hârtie impregnată, se utilizează un plumb sau o teacă de aluminiu. Dacă stratul izolant este reprezentat de plastic sau cauciuc din PVC, atunci carcasa poate fi, fie din PVC, fie din cauciuc.

Carcasa de plumb are o flexibilitate bună și rezistență la atacul chimic, poate fi lipită pe câmp. Dezavantajul este că plumbul are un punct de topire scăzut, astfel încât atunci când este expus la căldură și vibrații, pot apărea fisuri în coajă, până la o ruptură completă. Se luptă cu aceste neajunsuri prin adăugarea aditivilor de antimoniu și cupru.

Aluminiul este de peste 2 ori mai puternic decât plumbul, rezistent la vibrații și poate acționa ca o armură și chiar un ecran. Singurul lucru rău este că teaca de aluminiu a cablului are o rezistență slabă la coroziunea solului și costă, de asemenea, mai mult.

Compusul din plastic din PVC este ieftin, ușor deteriorat de substanțe chimice, are rezistență mecanică și, în același timp, destul de strâns. Cu toate acestea, are o flexibilitate redusă, rezistență slabă la stres mecanic și îmbătrânire ușoară.

Cauciucul furtunului, în comparație cu cel obișnuit, acceptă bine încărcăturile de întindere, șoc și răsucire. În plus, poate fi rezistent la ulei, temperaturi scăzute și aprindere. Dezavantaje - este distrus de expunerea simultană la oxigen și radiații solare, în timp ce rezistența slabă la atacul chimic.

Strat protector

Ei bine, ultimul element în construcția cablurilor și a firelor electrice este un capac de protecție, care poate consta dintr-o pernă, un strat de armură și un capac exterior.

Scopul pernei este protecția suplimentară a stratului termoizolant împotriva deteriorărilor din benzi de oțel sau sârmă metalică, care la rândul lor reprezintă armuri. Perna poate fi făcută din:

• hârtie creponată (are o alungire mare de rupt);
• benzi din plastic (alternativă la hârtie creponată);
• compoziție bituminoasă (se lipesc împreună).

Este necesar un strat de armură pentru a proteja structura conductorului de orice tip de solicitare mecanică. Benzele din oțel nu absoarbe forțe de tracțiune și pot fi protejate în continuare împotriva coroziunii. În special, două straturi de benzi de oțel asigură o bună protecție împotriva deteriorărilor mecanice. Firul previne răsucirea cablurilor și funcționează bine în tensiune. Nu protejează împotriva avariilor mecanice.

Ei bine, capacul exterior ar trebui să asigure etanșarea cablului, precum și rezistență la diverse fenomene atmosferice. Poate fi reprezentat de fire de cablu din fibră de sticlă, impregnate suplimentar cu bitum sau un înveliș din plastic (compus din PVC sau polietilenă).

De obicei, capacul exterior specificat poate fi inclus în proiectarea cablurilor de înaltă tensiune cu izolație BPI. Acoperirile exterioare ușoare sunt inerente firelor: fire de bumbac, fibră de sticlă, cusut sau fir de in.De asemenea, împletitura poate fi tratată cu o compoziție antifungică sau rezistentă la intemperii sau chiar cu lac, care va proteja împotriva umidității.

Asta a fost tot ce am vrut să vă spunem despre ce constă un cablu și un fir. În cele din urmă, vă recomandăm să vizionați un videoclip în care toate elementele structurale individuale sunt clar demonstrate, ordinea plasării lor:

După cum vedeți, designul firelor și cablurilor poate fi destul de complicat, astfel încât nu va fi dificil să alegeți versiunea corespunzătoare a conductorului pentru propriile condiții!

Va fi interesant de citit:

• Marcarea firelor de culoare
• Ce sunt glandele de cablu
• Tipuri de blocuri terminale