Анатомия силового кабеля

По силовым кабелям электрическая энергия путешествует по миру, начиная свой путь от места зарождения и заканчивая его там, где в ней есть большая необходимость. Необязательно, кстати, от места зарождения – силовые кабели используются для передачи энергии и от распределительных подстанций, и внутри энергетических систем. В зависимости от назначения силового кабеля его конструкция может значительно разниться. Хотя основа остается все та же – изолированные токопроводящие жилы…

Основные особенности архитектуры силового кабеля предлагается рассмотреть в этой статье.

Инвариантная часть: жилы, изоляция, оболочка

Токопроводящая жила – центр Вселенной, если за Вселенную принять силовой кабель. Собственно, жилы и выступают в качестве проводника тока, они лежат в основе кабеля, а остальные элементы конструкции по факту ассистируют им.

Жил может быть одна или несколько, и их назначение может быть разным. А именно: жилы, называемые основными, используются для передачи электроэнергии, а жила, называемая нулевой – для разности токов фаз при их неравномерной нагрузке. Нулевая жила может отсутствовать.

Жилы выполняются из меди или из алюминия. Могут быть однопроволочными или многопроволочными. По форме изготавливаются круглыми, секторными или сегментными. Площадь сечения жил варьируется от 0,5 до 1200 мм2 в зависимости от тока, на который рассчитан кабель.

Нулевая жила или жила защитного заземления может отличаться от основных: её диаметр может быть меньше; расположена она либо по центру кабеля, либо между его основными жилами. Жила защитного заземления используется для подключения частей электроустановки, не находящихся под напряжением, с контуром заземления.

Но не будь жилы одеты в изоляцию – их ценность в составе силового кабеля сводилась бы к нулю. Изоляция жил обеспечивает электрическую прочность жил по отношению друг к другу и по отношению к земле.

Изолируют каждую жилу по отдельности – это изоляция жилы. Также может быть наложена поясная изоляция поверх изолированных жил многожильного кабеля.

Изоляция может выполняться из различных материалов.

Изоляция из бумаги пропитывается пропиточными составами с определенной степенью вязкости. От конкретной пропитки зависят условия прокладки и предельно допустимые напряжения.

Резиновую изоляцию выполняют либо из сплошного слоя резины, либо из резиновых лент, впоследствии вулканизированных.

Пластмассовая изоляция изготавливается либо из композиций полиэтилена, либо из поливинилхлоридного пластиката. Как «антигорючий» вариант — из самозатухающего и вулканизированного полиэтилена.

Материал изоляции определяет ограничения кабеля по напряжению и по условиям прокладки.

Поверх изоляции на кабеле накладывается оболочка. Оболочка может быть алюминиевой, свинцовой, стальной гофрированной, пластмассовой, резиновой негорючей (найритовой). Задача оболочки – сохранить основополагающие части кабеля (жилы и изоляцию) от агрессивного воздействия влаги, кислот, газов. При определенных условиях алюминиевая оболочка может выступать в качестве нулевой жилы.

Вариативная часть: экран, заполнитель, наружный покров

Жилы, изоляция, оболочка – это базовый набор конструктивных элементов силового кабеля. В случае необходимости ему можно придать дополнительные свойства, «усиливая» конструкцию экранами, заполнителями, слоями наружного покрова.

Экраны защищают элементы внешних цепей от электромагнитных воздействий тока, проходящего по кабелю, и придают симметрию электромагнитному полю вокруг жил кабеля. Изготавливаются из полупроводящей бумаги и фольги из алюминия или меди. Экран кладут как непосредственно вокруг жилы, так и вокруг ее изоляции.

Для того, чтобы не оставлять свободных промежутков между элементами конструкции кабеля, обеспечивая герметизацию, для придания необходимой формы и повышения механической устойчивости, применяют заполнители. Заполнитель представляет собой бумажные ленты или кабельную пряжу в виде жгутов, пластмассовые или резиновые нити.

В свою очередь, для защиты оболочки от коррозии и всей конструкции от механических воздействий, применяют слои наружных покровов.

Глубже всех из элементов наружных покровов залегает подушка. Она накладывается непосредственно на оболочку и представляет собой слои пропитанной кабельной пряжи, поливинилхлоридных, полиамидных или других равноценных лент, крепированной бумаги, битумного состава, битума

Сверху на подушку кладется броня: стальная ленточная или проволочная. Броня обеспечивает серьезную защиту от механических повреждений, а проволочная также воспринимает растягивающие усилия. Благодаря этому кабели с проволочной броней допускается прокладывать по крутонаклонным трассам или выполнять вертикальную прокладку на большой высоте.

И, наконец, самый наружный слой сохраняет броню от непреодолимой силы — коррозии. Выполняется наружный покров из слоя кабельной или стеклянной пряжи, которая пропитывается битумным составом. Поверх слоев пряжи и битума может быть наложен ПВХ или полиэтиленовый шланг.

Правда, в условиях шахт и помещений с повышенным риском взрыва и/или возгорания горючая битумная пропитка не способствует безопасности. Для таких «условий труда» кабель модифицируют: наружный покров изготовляют на основе стеклянной пряжи из штапельного волокна; подушка также выполняется из негорючих материалов.

Конструкция кабеля зашифрована в аббревиатуре, которой он маркируется. К примеру, ВВГ – кабель из медного проводника, с изоляцией жилы и оболочкой из ПВХ (без внешней защиты); АВББШв — кабель с алюминиевыми жилами, с изоляцией и оболочкой из ПВХ, защищенный броней из двух лент и ПВХ-шлангом.

Конструкция определяет допустимые условия эксплуатации кабельной продукции. Потому при выборе кабеля необходимо соблюдать соответствие между предполагаемой областью применения и «анатомией» изделия.

Вам также может быть интересно: