Анатомія силового кабелю

По силових кабелях електрична енергія подорожує світом, починаючи свій шлях від місця зародження і закінчуючи його там, де в ній є велика потреба. Необов’язково, до речі, від місця зародження – силові кабелі використовуються для передачі енергії і від розподільних підстанцій, і всередині енергетичних систем. Залежно від призначення силового кабелю, його конструкція може значно відрізнятися. Хоча основа залишається та сама – ізольовані струмопровідні жили…

Основні особливості архітектури силового кабелю пропонується розглянути у цій статті.

Інваріантна частина: жила, ізоляція, оболонка

Струмопровідна жила – центр Всесвіту, якщо за Всесвіт прийняти силовий кабель. Власне, жили і виступають як провідник струму, вони лежать в основі кабелю, а решта елементів конструкції за фактом асистують їм.

Жил може бути одна або кілька, і їх призначення може бути різним. А саме: жили, які називаються основними, використовуються для передачі електроенергії, а жила, яка називається нульовою – для різниці струмів фаз при їх нерівномірному навантаженні. Нульова жила може бути відсутньою.

Жили виконуються з міді чи алюмінію. Можуть бути однодротяними або багатодротяними. За формою виготовляються круглими, секторними чи сегментними. Площа перетину жил варіюється від 0,5 до 1200мм2 залежно від струму, на який розрахований кабель.

Нульова жила або жила захисного заземлення може відрізнятись від основних: її діаметр може бути меншим; розташована вона або у центрі кабелю, або між його основними жилами. Жила захисного заземлення використовується для підключення частин електроустановки, що не перебувають під напругою, із контуром заземлення.

Але якби жили не були одягнені в ізоляцію – їхня цінність у складі силового кабелю зводилася б до нуля. Ізоляція жил забезпечує електричну міцність жил по відношенню одна до одної та по відношенню до землі.

Ізолюють кожну жилу окремо – це ізоляція жили. Також може бути накладена поясна ізоляція поверх ізольованих жил багатожильного кабелю.

Ізоляція може виконуватись із різних матеріалів.

Ізоляція з паперу просочується просочувальними розчинами з певним ступенем в’язкості. Від конкретного просочення залежать умови прокладання та гранично допустима напруга.

Гумову ізоляцію виконують або із суцільного шару гуми, або з гумових стрічок, згодом вулканізованих.

Пластмасова ізоляція виготовляється або з композицій поліетилену або з полівінілхлоридного пластикату. Як «антигорючий» варіант — із самозагасаючого та вулканізованого поліетилену.

Матеріал ізоляції визначає обмеження кабелю за напругою та за умовами прокладання.

Зверху ізоляції на кабель накладається оболонка. Оболонка може бути алюмінієва, свинцева, сталева гофрована, пластмасова, гумова негорюча (найритова). Завдання оболонки – зберегти основні частини кабелю (жили та ізоляцію) від агресивного впливу вологи, кислот, газів. За певних умов алюмінієва оболонка може виступати як нульова жила.

Варіативна частина: екран, заповнювач, зовнішній покрив

Жили, ізоляція, оболонка – базовий набір конструктивних елементів силового кабелю. У разі потреби йому можна надати додаткові характеристики, «підсилюючи» конструкцію екранами, заповнювачами, шарами зовнішнього покриву.

Екрани захищають елементи зовнішніх ланцюгів від електромагнітних впливів струму, що проходить по кабелю, і надають симетрію електромагнітному полю навколо жил кабелю. Виготовляються з напівпровідникового паперу та фольги з алюмінію або міді. Екран кладуть як безпосередньо навколо жили, так і навколо її ізоляції.

Для того, щоб не залишати вільних проміжків між елементами конструкції кабелю, забезпечуючи герметизацію, для надання необхідної форми та підвищення механічної стійкості застосовують заповнювачі. Заповнювачем є паперові стрічки або кабельна пряжа у вигляді джгутів, пластмасові або гумові нитки.

У свою чергу, для захисту оболонки від корозії та всієї конструкції від механічних впливів застосовують шари зовнішніх покривів.

Найглибше з елементів зовнішніх покривів залягає подушка. Вона накладається безпосередньо на оболонку і представлена шарами просоченої кабельної пряжі, полівінілхлоридних, поліамідних або інших рівноцінних стрічок, кріпленого паперу, бітумного складу, бітуму.

Зверху на подушку кладеться броня: сталева стрічкова або дротяна. Броня забезпечує серйозний захист від механічних пошкоджень, а дротяна також сприймає розтягуючі зусилля. Завдяки цьому кабелі з дротяною бронею допускається прокладати по крутонахильних трасах або виконувати вертикальну прокладку на великій висоті.

І, нарешті, зовнішній шар оберігає броню від непереборної сили – корозії. Виконується зовнішній покрив із шару кабельної або скляної пряжі, яка просочується бітумним розчином. Поверх шарів пряжі та бітуму може бути накладений ПВХ або поліетиленовий шланг.

Щоправда, в умовах шахт та приміщень з підвищеним ризиком вибуху та/або спалаху горюче бітумне просочення не сприяє безпеці. Для таких умов праці кабель модифікують: зовнішній покрив виготовляють на основі скляної пряжі зі штапельного волокна; подушка також виконується з негорючих матеріалів.

Конструкція кабелю зашифрована в абревіатурі, якою він маркується. Наприклад, ВВГ кабель з мідного провідника, з ізоляцією жили та оболонкою з ПВХ (без зовнішнього захисту); АВББШв – кабель з алюмінієвим та жилами, з ізоляцією та оболонкою з ПВХ, захищений бронею з двох стрічок та ПВХ-шлангом.

Конструкція визначає припустимі умови експлуатації кабельної продукції. Тому при виборі кабелю необхідно дотримуватися відповідності між передбачуваною сферою застосування та «анатомією» виробу.

Вам також може бути цікаво: