Что такое силовой электрический кабель и из чего он состоит?

Ток

Ток является одной из основных характеристик электрической цепи. Это физическая величина, обозначающая количество электричества, проходящего через единицу времени. Основной единицей измерения тока в системе СИ является ампер (А).

Ток в силовом кабеле возникает под воздействием разности потенциалов, создаваемой источником электроэнергии. В силовых кабелях ток обычно является переменным и имеет частоту 50 Гц или 60 Гц в зависимости от региональных стандартов.

Силовые кабели обладают определенной номинальной мощностью, которая указывает, сколько электрической энергии они могут передавать. Номинальный ток силового кабеля должен быть выбран с учетом потребляемой мощности электроприемников, которые будут подключены к этому кабелю. При превышении номинального тока может произойти перегрев силового кабеля, что может привести к его повреждению или возгоранию.

В зависимости от применения, силовые кабели могут иметь различные типы проводников: медные или алюминиевые. Медные проводники обладают лучшими электрическими характеристиками, однако алюминиевые проводники обычно более дешевые и легкие.

Ток в силовом кабеле также может быть опасным и требует соблюдения определенных мер предосторожности при монтаже и эксплуатации. Поэтому при работе с силовыми кабелями необходимо соблюдать все меры безопасности, указанные в соответствующих нормативных документах и инструкциях

Определение силового кабеля

Силовой кабель – это вид электрического кабеля, который применяется для передачи энергии между электроустановками. Его основная задача – обеспечить безопасность при передаче больших напряжений и токов по сравнению с другими видами кабелей.

Силовой кабель используется внутри помещений и на открытом воздухе, для передачи электроэнергии между трансформаторами, генераторами и распределительными щитами. Также он используется в системах электропитания для промышленных объектов, транспорта и других целей.

Силовой кабель состоит из многожильного провода, изолированного ихолоднолитой лентой и иногда с экраном от электромагнитных помех. Он может быть однопроводным или многопроводным, зависит от конкретной задачи и свойств передаваемого энергией тока.

При выборе силового кабеля необходимо учитывать множество факторов, таких как длина кабеля, необходимый уровень мощности, условия эксплуатации и т.д. Неправильный выбор кабеля может привести к неполадкам в системе электропитания, что может произойти не только в момент установки, но и в дальнейшей эксплуатации.

Расчетные данные маслонаполненных кабелей и кабелей с пластмассовой изоляцией 110–220 кВ (на 1 км)

Tаблица 3.30

Сечение жилы, мм2МаслонатпненныеС пластмассовой изоляцией
г, Ом110 кВ220 кВr0, Ом110 кВ220 кВ
х0,

Ом

b0, кварх0,

Ом

b0, кварх0,

Ом

b0, кварх0,

Ом

b0, квар
1500,1220,20011800,1603600
1850,0990,19512100,1553650
2400,0770,19012500,1523780
2700,0680,18512700,14738500,0920,1204500,1201100
3000,06110,18613000,1453930
3500,0510,17513300,14040700,0860,1167550,1161900
4000,0460,17013600,1354200
4250,0420,16513700,1324260
5000,0370,16014200,12844500,0600,1108300,1102100
5500,0320,15514500,1244600
6250,0290,15015000,12047700,0480,10010400,1002600
7000,0260,14515500,1164920
8000,0220,14016000,11250300,04012503700

Примечания.

1. Маслонаполненные кабели изготавливаются с медными жилами, кабели с пластмассовой изоляцией – с алюминиевыми жилами.

2. Параметры маслонаполненных кабелей 330 и 500 кВ с сечением медных жил 500 мм2 следующие: rо = 0,032 Ом/км; хо — 0,075 и 0,044 Ом/км; bо — 9000 и 17 000 квар/км для напряжений 330 и 500 кВ соответственно.

Разновидности изделий

Назначение силовых проводов заключается в передаче электроэнергии в жилые здания, общественные организации, производства. Изделия классифицируются по параметрам и характеристикам кабелей, проводов внутренних, оболочек и т.д.

Наружная (внешняя) защита от атмосферных осадков и смены погодных условий в кабелях для электропроводки может быть бронированной либо небронированной. Контрольный кабель от силового провода отличается меньшей прочностью, т.к. не имеет армирования.

По конструктивному решению токопроводящих жил изделия подразделяются на кабели одножильные либо с 2-5 проводами (многожильные).

Классификация по силе напряжения разделяет кабели на предназначенные для функционирования под давлением:

  • низким;
  • средним;
  • высоким.

Изделия отличаются общей массой и весом отдельных элементов (изоляция, жилы, экраны).

К популярным и востребованным конструкциям силового кабеля относятся типы:

  • ППВ;
  • АППВ;
  • ВВГ;
  • ПВС;
  • ВБбШв;
  • НУМ;
  • КГ.

Кабель ППВ состоит из медной сердцевины (трехжильной), защищенной слоем из поливинилхлорида. Продукция применяется при проведении освещения в помещениях. Изделия должны крепиться статично.

Провод АППВ изготавливается преимущественно из алюминиевых сплавов; материал проходит по длине провода.

Сердцевина кабеля ВВГ состоит из меди, имеет 1-4 жилы. Защитное покрытие состоит из ПВХ. Кабели служат для проведения линий освещения в жилых и общественных комплексах с разной температурой и влажностью воздуха.

Медь в составе провода ПВС обеспечивает пластичность конструкции. В соответствии с толщиной изделия допускается 2-5 скручиваний частей стержня. Провода применяются в бытовых приборах, системах освещения, переходниках.

В кабелях ВБбШв предусмотрено до 5 скручиваний жил. Продукция применяется при проведении линий электропередач. Изделия отличаются прочностью, долговечностью.

Провод НУМ имеет внешнюю оболочку из негорючего материала, 2-4 внутренних жилы. Провода оптимальны для выполнения электропроводки. Преимущество изделий заключается в устойчивости к деформациям; конструкция выдерживает перепады температур от -50 до +50°С.

В составе кабеля марки КГ — многопроволочные жилы из меди. Защитный слой состоит из прорезиненного изолятора. Прочность, пластичность, влагостойкость изделий позволяют использовать продукцию на сложных участках.

Материал изоляции

Это важнейшая часть проводников. Именно изоляция придает кабелю или проводу те или иные качества. Проводники могут быть бронированными, термостойкими, водонепроницаемыми, защищенными от давления и другими — все это изоляция. Электрический ток может быть опасен для жизни, и изоляционные материалы необходимы для защиты человека. Однако это не единственная функция изоляции. Металлический проводник нуждается в защите. Особенно это касается многожильных кабелей.

В кабеле обычно изолируется ТПЖ, которая помещается в оболочку

Основные задачи изоляции: защита от утечки и поражения электрическим током, механическая и термическая защита кабеля, индикация проводников. Видов изоляции, как и материалов, из которых она изготавливается, великое множество. Нет смысла рассматривать их все. Достаточно описать те виды, которые используются в домашних условиях, а их не слишком много. Изоляция подразделяется на ТПЖ (токопроводящую жилу) и оболочку, которая покрывает провод снаружи.

Основной характеристикой материала изоляции провода является электрическая прочность. Это такое значение силы тока, при котором заряд пробивает слой изоляционного материала толщиной в 1 мм. Все кабели, которые используются в быту, имеют многократную электрическую прочность. Пробой в такой изоляции возможен лишь в случае механического повреждения или в силу длительной службы провода.

Вторая характеристика изоляции — нагревостойкость. Это просто: чем выше показатель, тем большую температуру нагрева может выдержать изоляция без потери своих качеств. К данному показателю прибавляются морозостойкость и механическая прочность. Чем прочнее и устойчивее на разрыв и изгиб материал изолятора, тем лучше. С понятием механической прочности связан термин «опрессовка кабеля». При изготовлении, когда внешняя оболочка надевается на изоляцию ТПЖ, кабель затем опрессовывается, приобретая плотность и структуру — плоскую или круглую. Покупая кабель или провод, необходимо убедиться, что проводник опрессован с надлежащей тщательностью.

Поливинилхлорид (ПВХ) — наиболее распространенный изоляционный материал. Это полимер белого цвета, обладающий высокой устойчивостью к кислотам и щелочам. Практически негорюч. Достаточно мягкий и гибкий материал, тем не менее имеет несколько минусов, а именно: низкую морозоустойчивость (до –20 °C), хотя в последнее время созданы и холодоустойчивые модификации, при нагревании вместо горения начинает выделять хлороводород и диоксины (достаточно вредные вещества с едким запахом). Например, хлороводород при добавлении воды образует соляную кислоту, то есть при вдыхании дыма на слизистых оболочках образуется разъедающая кислота.

Изоляция из ПВХ

Резина — отличный изолятор, изготавливаемый из искусственных или природных каучуков. Применяется, когда необходимы повышенная гибкость кабеля и морозоустойчивость.

Резиновая внешняя оболочка провода

Полиэтилен — изолятор с хорошими показателями морозостойкости, весьма устойчивый к агрессивным веществам.

Провод с полиэтиленовой изолирующей пленкой

Силиконовая резина — весьма эластичный термостойкий изолятор, при сгорании образует диэлектрическую защитную пленку.

Пропитанная бумага имеет отличные токоизолирующие качества, но, к сожалению, хорошо горит и требует дополнительных материалов для термоизоляции.

Карболит — пластический материал, используемый для производства розеточных колодок и оболочек кабельных сжимов, термостойкий, но хрупкий.

Провод с карболитом

Экран обычно есть у информационных кабелей. Состоит из металлической фольги и выполняет функции отражателя для посторонних электромагнитных сигналов, а также выравнивания электрического поля внутри самого себя.

Информационный кабель с экраном

Защитный покров: в силовых кабелях высокого напряжения, закладывающихся в землю, используется металл для защиты от механического воздействия. Под броней и над ней стоят защитные подушки. Они предохраняют нижележащую изоляцию от металла брони и последнюю от внешнего воздействия.

Бронированный провод

Напряжение

Напряжение – это электрический параметр, который указывает на разность потенциалов между двумя точками в электрической цепи. Оно измеряется в вольтах (В) и является основным параметром, определяющим электрические свойства силового кабеля.

Величина напряжения зависит от трех факторов:

  • Электросети. В разных странах используются разные стандарты напряжения. Например, в России и большинстве стран СНГ используется сеть с напряжением 220 В, а в США – 110 В.
  • Тип сети. Существуют два основных типа сетей: однофазная и трехфазная. В однофазных сетях напряжение подается по одному проводу, а в трехфазных – по трём проводам. Трехфазные сети широко используются в промышленности и строительстве.
  • Цель использования кабеля. В зависимости от цели использования кабеля, требуется определенное напряжение. Например, для подключения осветительной арматуры в жилых помещениях достаточно напряжения 220 В, а для промышленных электрических систем может потребоваться напряжение 380 В или выше.

Силовые кабели могут иметь различные значения напряжения в зависимости от предназначения и требований потребителя.

Напряжение в силовом кабеле должно соответствовать требованиям электроустановки, в которой он будет использоваться. При неправильном подключении или использовании кабеля с неподходящим напряжением может возникнуть возгорание, короткое замыкание или поломка электрооборудования.

Сходства

Жилы обоих видов кабелей производятся из алюминия или меди, возможно исполнение в одно- и многопроволочном варианте – это основные сходства силовых и обычных кабелей. Одинаковы для двух типов конструкций и вариативность диаметра сечений проводов. Параметр подбирается индивидуально, в зависимости от особенностей дальнейшей эксплуатации. В некоторых случаях одинаковы и сферы применения. Например, и обычные, и силовые кабели в Москве и других городах используются для подведения линий электропередач к жилым домам, общественным и административным учреждениям. Если в них не установлено мощное оборудование.

Достоинства силовых медных кабелей

Основное достоинства данного типа кабеля – медь, используемая в качестве материала токоведущих жил. Медь по своим свойствам во многом превосходит алюминиевые жилы:

  1. Медь характеризуется большой пластичностью и гибкостью. Снижаются риски возникновения механических дефектов во время прокладки и доставки к месту назначения. Облегченные условия монтажа.
  2. Достаточно длительный период эксплуатации. Силовые кабели из меди отвечают всем требованиям при соблюдении ГОСТ 16442-80. При выполнении требований изготовления и эксплуатации срок службы составляет более 30 лет.
  3. Повышенная влагостойкость. При высоких уровнях влажности (не более 90%) практически не подвергается коррозии.
  4. Потери электроэнергии сведены к минимуму, т.к. сопротивление меди намного ниже, чем у алюминия. Экономически эффективен.

Однако, по сравнению с алюминием, стоимость на медные изделия намного выше, что ощутимо при больших сечениях провода. Масса превышает аналогичные изделия из алюминия. Помимо этого, следует отметить, что у кабелей типа ВВГ замечено негативное воздействие грунта, поэтому прокладка в земле не рекомендуется. Если необходима прокладка именно кабелей с медными жилами, то используется модификация марки ВБШвнг (А) (до 2011 года использовалась маркировка ВббШвнг) с дополнительной защитной броней. У данного кабеля широкий диапазон рабочих температур от -49?С до + 49?С. Повышенная влагостойкость до 97%. В – негорючая ПВХ-изоляция; Б – защитная стальная броня; Шв – пожаробезопасная ПВХ – оболочка; нг – негорючий материал, (А) – не поддерживает горение при прокладке группы проводников.

Понятие жилы в электропроводке

Устройство силовых кабелей включает пластичные жилы из металлических сплавов. Сердечник может быть однопроволочным либо многопроволочным. Различается конфигурация сечения элемента (плоская, секторная)

Важной характеристикой является площадь сечения жилы

Токопроводящие и нулевые заземляющие жилы

Жилы в соответствии с назначением могут быть токопроводящими либо заземляющими (нулевыми).

Токопроводящая жила является основным элементом в кабеле. В составе жилы может быть 1-5 проволок. Форма элементов по стандартам округлая, сегментная либо секторного типа. Изделия нормируются по виду сечения и диаметру.

Жилы нулевые применяются при неравномерных нагрузках электросети. Заземляющие нити отличаются небольшим сечением и размещаются по центру провода. Элементы обеспечивают безопасную эксплуатацию.

Изоляция жил

Жилы в проводах должны быть изолированы специальным покрытием.

В качестве защитного сырья используются:

  • бумага;
  • резина;
  • пластмасса.

Изоляция из бумаги предполагает нанесение слоев на жилы и пропитывание сырья огнестойким составом. Продукция применяется на оборудовании, работающем под большим напряжением.

Изолирующее покрытие из резины пластичное, прочное, долговечное. Жилы с резиновой оболочкой используются в кабелях для подсоединения к устройствам, передвигаемым при эксплуатации. Необходимо учитывать чувствительность резины к минусовым температурам. Для предотвращения деформации жилы дополняют поливинилхлоридным покрытием.

Изолирующий слой из пластмассы (полиэтилен либо поливинилхлорид) бюджетен, надежен, обладает высокой изоляцией, большим сроком годности.

Одножильные и многожильные

Конструкция силового кабеля включает провода:

  • одножильные;
  • многожильные.

Провод одножильный включает 1 проводник тока. Изделия применяются в общественных зданиях, жилых комплексах для подачи электричества. В производственных помещениях одножильные провода применяют для вывода электроэнергии от генераторов в общую сеть.

Многожильные провода состоят из нескольких переплетенных жил. Для увеличения пластичности между жилами протягивают нить. Изделия отличаются устойчивостью к вибрациям, гибкостью, предназначены для подключения бытовых приборов.

Виды кабелей

При создании электроцепочки выбирают несколько разновидностей полупроводниковов, позволяющих нормализовать передачу импульса. Например, силовой кабель.

Данная разновидность предназначена для осуществления электромонтажных работ. Силовые кабеля применяют для оснащения промышленных электролиний.

Кабели для передачи информации

Они состоят из нескольких моделей, которые состоят из:

  • Волоконно — оптической основы;
  • Коаксиал;
  •  Витая пара.

С помощью таких материалов удается осуществить передачу сигнала при помощи металлических проводников. Их используют для оснащения военно — стратегических объектов.

Специализированные кабели

Модели были разработаны для передачи электрического импульса к разным приборам и устройствам в устройстве авиакосмического механизма.

Провода специального назначения

Используются таки виды электрических проводов если от них нужны особые свойства, которых нет у обычных кабелей и для подключения электрооборудования в тех местах, где применение стандартных проводников по каким-либо причинам затруднено или вообще невозможно. К примеру, обычные провода не получится использовать при подключении электропечей, которые разогреваются до высоких температур. То же самое относится к баням или погребам, где кроме температуры надо учитывать фактор влажности.

Кроме воздействия температуры и влаги надо учитывать вероятность механических повреждений, особенно это касается проводов, которые прокладываются под землей.

Нестандартные силовые провода

РКГМ. Гибкий одножильный провод для монтажа силовой электропроводки в местах с повышенной температурой – не меняет своих характеристик в диапазоне от -60 до +180 С°. Материал изоляции выдерживает напряжение до 660 Вольт, устойчив к вибрационному воздействию, 100% влажности воздуха, не разрушается от воздействия плесени и контакта с агрессивными жидкостями – лаками или растворителями.

ПНСВ. Одножильный стальной провод в ПВХ изоляции с сечением токопроводящей жилы от 1,2 до 3 мм². Материал и сечение подобраны таким образом, чтобы провод нагревался при пропускании через себя электрического тока. Чаще всего он используется как нагревательный элемент в теплых полах или на стройплощадках при заливке бетона в холодное время года – это позволяет использовать бетонные растворы при минусовой температуре.

ВПП. Многопроволочный одножильный провод, сечением от 1,2 до 25 мм² с двойной изоляцией. Рассчитан на работу в артезианских скважинах, где он используется для подключения питания к двигателям электронасосов – т.е. не боится воды и высокого давления.

Нестандартная декоративная проводка

Светодиодный кабель. Кроме основных токопроводящих жил имеет дополнительную цепь, к которой подключены светодиоды. Они расположены под прозрачной внешней оболочкой на расстоянии около 2 см друг от друга и начинают светиться, когда провод включается в сеть. Схема подключения светодиодов последовательно-параллельная, что позволяет разрезать провод в любом месте, а также, в случае повреждения, показывает место обрыва кабеля. Если подобрать провода с различными цветами светодиодов, то можно создавать целые картины, что определяет самую востребованную нишу использования такого кабеля – сценические эффекты и подключение необходимой для них аппаратуры.

Электролюминесцентные провода – работают благодаря явлению предпробойной электролюминесценции твердых тел. Основная жила провода покрывается люминофором и слоем диэлектрика. Сверху она обматывается двумя тонкими проволочками и на все наносится диэлектрик – прозрачный или цветной. По сути, основная жила и дополнительные проволочки представляют собой конденсатор, для работы которого нужен переменный ток с частотой от 500 до 5,5 тыс. Герц и напряжением порядка 100-150 Вольт. При зарядке-разрядке конденсатора, под воздействием электрического поля, люминофор начинает светиться по всей длине. Такой провод по всем параметрам лучше неоновых трубок – у него меньшее энергопотребление, он дешевле в производстве, не ограничен по длине и может свободно изменять свою форму.

К декоративной проводке также можно отнести ту, что применяется для стиля «ретро». Это обычные силовые кабели, но предполагается что они будут не спрятаны в стену, а проложены по ее поверхности, с соответствующими требованиями к надежности и внешнему виду изоляции. Чаще всего это двух или трехжильные провода со скрученными между собой жилами.

Это основные кабели для передачи электрического тока, радиосигналов и цифровых данных. Разумеется, есть еще достаточно много разновидностей и аналогов, только перечисление которых займет большое количество времени, поэтому для примера были выбраны те из них, характеристики которых наиболее полно отвечают классу проводов, который они представляют.

Расчетные данные кабелей с бумажной изоляцией (на 1 км)

Таблица 3.29

Сечение жилы, мм2r0, Ом6кВ10 кВ20 кВ35 кВ
Алю­минийх0,

Ом

b0, кварх0,

Ом

b0, кварх0,

Ом

b0, кварх0,

Ом

b0, квар
101,843,100,1102,3
161,151,940,1022,60,1135,9
250,741,240,0910,0998,60,13524,8
350,520,890,0874,60,09510,70,12927,6
500,370,620,0835,20,09011,70,11931,8
700,260,4430,086,60,08613,50,11635,90,13786
950,1940,3260,0788,70,08315,60,11040,00,12695
1200,1530,2580,0769,50,08116,90,10742,80,12099
1500,1220,2060,07410,40,07918,30,10447,00,116112
1850,0990,1670,07311,70,07720,00,10151,00,113115
2400,770,1290,07113,00,07521,50,09852,80,111119
3000,0610,1030.09557,60,097127
4000,0460,0770,09264,0

Кабель питания и управления

Силовые кабели передают энергию от источника к
оборудование. Кабели управления посылают сигналы для управления работой
оборудование. Продукция включает кабели от 601 до 15 кВ и 15,1
кВ и выше, а также бумажный силовой кабель, переносной силовой кабель и
сварочный кабель.

Все типы проводов с твердой диэлектрической изоляцией и
кабели покрыты, в том числе термореактивными (сшитый полиэтилен и резина) и
из термопласта, одно- и многожильные, с рубашкой, в оболочке или
бронированный для силовых и управляющих приложений.

Продукты используется для передачи и распределения электроэнергии для
нормальные условия установки и обслуживания, как в помещении, так и на открытом воздухе,
воздушные, подземные или подводные.

Члены NEMA разрабатывают и
защищать отраслевые позиции, связанные с международной торговлей и
тарифы, а также государственные вопросы.

Контактное лицо: Халед Масри

  • Приложения
  • Стандарты
  • Компании
  • Продукты
  • Деятельность
  • Ресурсы
  • Освещение аэропорта
  • Зарядка электромобилей
  • Знак газовой трубы и зажигание
  • Горнодобывающая, нефтехимическая и землеройная техника
  • Уличное освещение
  • Подводная электростанция
  • Трансмиссия

Загрузка .

Загрузка …

Загрузка …

  • Разработает отраслевые стандарты
  • Защитники для обновлений национального электрического кода (NEP) и другие другие и другие. строительные нормы
  • Участвует
    в Международной электротехнической комиссии (IEC) TC20 Power and
    Контрольный комитет и IEC TAG 20, который консультирует Национальный
    Комитет; добровольно на должности экспертов США в рабочих группах TC 20 и поддерживает NEMA в качестве секретаря Технической консультативной группы США
  • Поддерживает
    связи с Алюминиевой ассоциацией, Медной ассоциацией,
    Ассоциация инженеров по изолированным кабелям (ICEA), Американская национальная
    Институт стандартов (ANSI), Испытательные материалы Американского общества (ASTM),
    Национальная ассоциация противопожарной безопасности (NFPA) и страховщики
    Лаборатории (UL) по вопросам, связанным со Стандартами и соответствием
    оценка

Поддерживает ANSI C8 Комитет по проводам и кабелям
секретариат и поддерживает несколько совместных стандартов с ICEA и
Ассоциация производителей электрооборудования Канады (EEMAC),
включая WC 26/EEMAC 201 Binational Wire and Cable Packaging , Стандарт UL 1072 для силовых кабелей среднего напряжения ,
и CANENA (Совет по гармонизации электротехнических стандартов).

Поделитесь в социальных сетях:FacebookX
Напишите комментарий