Σχεδιασμός καλωδίου ρεύματος

Πώς λειτουργούν τα καλώδια ρεύματος

Τα καλώδια τροφοδοσίας αποτελούνται από τα ακόλουθα βασικά στοιχεία: αγωγούς, μόνωση, περιβλήματα και προστατευτικά καλύμματα. Εκτός από τα κύρια στοιχεία, η δομή του καλωδίου μπορεί να περιλαμβάνει ασπίδες, προστατευτικές γειώσεις και πληρωτικά.

Τα καλώδια τροφοδοσίας διαφέρουν: ανάλογα με τον τύπο μετάλλου των καλωδίων - καλώδια με σύρματα αλουμινίου και χαλκού, ανάλογα με τον τύπο υλικών που μονώνουν σύρματα μεταφοράς ρεύματος, καλώδια με μόνωση χαρτιού, πλαστικού και καουτσούκ, ανάλογα με τον τύπο προστασίας του η μόνωση των καλωδίων από την επίδραση του εξωτερικού περιβάλλοντος - καλώδια από μέταλλο, πλαστικό και ελαστικό περίβλημα, σύμφωνα με τη μέθοδο προστασίας από μηχανικές βλάβες - θωρακισμένα και άθωρα, σύμφωνα με τον αριθμό των πυρήνων - ένας, δύο, τρεις -, τεσσάρων και πέντε πυρήνων.

Κάθε σχέδιο καλωδίου έχει τη δική του ονομασία και μάρκα. Η μάρκα καλωδίου αποτελείται από τα αρχικά γράμματα των λέξεων που περιγράφουν την κατασκευή του καλωδίου.

Ρύζι. 1.Διατομές καλωδίων τροφοδοσίας: καλώδια α-δύο πυρήνων με στρογγυλούς και τμηματικούς αγωγούς, β-τρεις πυρήνες καλώδια με μόνωση ιμάντα και ξεχωριστά περιβλήματα, καλώδια c-τεσσάρων πυρήνων με μηδενικό αγωγό κύκλου, τομέα και τριγωνικού σχήματος, 1 — αγώγιμο σύρμα, 2 — ουδέτερος αγωγός, 3 — μόνωση πυρήνα, 4 — θωράκιση στον αγώγιμο πυρήνα, 5 — μόνωση ιμάντα, 6 — πλήρωση, 7 — θωράκιση στη μόνωση πυρήνα, 8 — θήκη, 9 — προφυλακτήρας, 10 — εξωτερική προστασία κάλυμμα

Δομικά στοιχεία καλωδίων ισχύος και σκοπός τους.

Οι αγώγιμοι πυρήνες είναι αγωγοί του ηλεκτρικού ρεύματος... Τα καλώδια ισχύος έχουν έναν κύριο και έναν ουδέτερο αγωγό. Οι κύριοι αγωγοί χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας και οι ουδέτεροι αγωγοί χρησιμοποιούνται για τη διέλευση της διαφοράς στο ρεύμα φάσης σε και ανομοιόμορφο φορτίο.

Οι αγωγοί των καλωδίων τροφοδοσίας είναι κατασκευασμένοι από αλουμίνιο και χαλκό, μονόσυρμα και πολυσύρμα. Σύμφωνα με το σχήμα, οι φλέβες γίνονται στρογγυλές, τομεακές ή τμηματικές (βλ. Εικ. 1).

Οι αγωγοί αλουμινίου των καλωδίων έως και 35 mm2 κατασκευάζονται μονοσύρμα, 50-240 mm2 - μονοσύρμα ή πολυσύρμα, 300-800 mm2 - πολυσύρμα.

Τα χάλκινα σύρματα μέχρι 16 mm2 συμπεριλαμβανομένων κατασκευάζονται μονοσύρματα, 25 — 95 mm2 — μονοσύρμα ή πολλαπλά σύρματα, 120 — 800 mm2 — πολυσύρματα.

Ο ουδέτερος αγωγός ή ο προστατευτικός αγωγός γείωσης, κατά κανόνα, έχει μειωμένη διατομή σε σύγκριση με τους κύριους αγωγούς. Μπορεί να είναι στρογγυλό, τομεακό ή τριγωνικό και βρίσκεται στο κέντρο του καλωδίου ή ανάμεσα στους κύριους αγωγούς του (βλ. Εικ. 1).

Ένας προστατευτικός αγωγός γείωσης χρησιμοποιείται για τη σύνδεση μη ενεργοποιημένων μεταλλικών μερών μιας ηλεκτρικής εγκατάστασης σε ένα προστατευτικό κύκλωμα γείωσης.

Η μόνωση παρέχει την απαραίτητη διηλεκτρική αντοχή των αγωγών μεταξύ τους και στο γειωμένο περίβλημα (γείωση). Χρησιμοποιείται μόνωση από χαρτί, καουτσούκ και πλαστικό (PVC και πολυαιθυλένιο).

Η μόνωση που εφαρμόζεται στον πυρήνα του καλωδίου ονομάζεται μονωμένος αγωγός και η τοποθετημένη πάνω από τους μονωμένους στριμμένους ή παράλληλους αγωγούς ενός καλωδίου πολλαπλών πυρήνων ονομάζεται μόνωση μέσης.

Μόνωση καλωδίων από χαρτί εμποτισμένα με ιξώδεις ενώσεις εμποτισμού (ελαιοκολοφώνιο ή ηλεκτρικά μονωτικά συνθετικά).

Το μειονέκτημα των καλωδίων με ιξώδη σύνθεση εμποτισμού είναι η εξαιρετικά περιορισμένη δυνατότητα τοποθέτησης τους σε κεκλιμένες διαδρομές, δηλαδή, η διαφορά ύψους μεταξύ των ακραίων εξαρτημάτων τους δεν πρέπει να υπερβαίνει: για καλώδια εμποτισμένα με ιξώδες έως 3 kV, θωρακισμένα και χωρίς θωράκιση σε θήκη αλουμινίου — 25 m, χωρίς θωράκιση σε θήκη μολύβδου — 20 m, θωρακισμένη σε θήκη μολύβδου — 25 m, για καλώδια με παχύρρευστο εμποτισμό 6 kV, θωρακισμένη και χωρίς θωράκιση σε θήκη μολύβδου — 15 m, σε αλουμίνιο — 20 m, για καλώδια με παχύρρευστο εμποτισμό 10 kV , θωρακισμένο και μη θωρακισμένο σε περίβλημα από μόλυβδο και αλουμίνιο — 15 m.

Τα καλώδια με ένα παχύρρευστο εμποτιστικό, το ελεύθερο τμήμα του οποίου έχει αφαιρεθεί, ονομάζονται καλώδια με άπαχο εμποτισμό. Χρησιμοποιούνται κατά την τοποθέτηση σε κάθετες και κεκλιμένες διαδρομές, χωρίς περιορισμό της διαφοράς στάθμης, εάν πρόκειται για άθωρακα και θωρακισμένα καλώδια σε θήκη αλουμινίου για τάσεις έως 3 kV και με διαφορά στάθμης έως 100 m — για οποιαδήποτε άλλα καλώδια με εξαντλημένη εμποτισμένη μόνωση.

Για τοποθέτηση σε κατακόρυφες και με απότομη κλίση διαδρομές, χωρίς περιορισμό της διαφοράς στάθμης, τα καλώδια κατασκευάζονται με μόνωση χαρτιού εμποτισμένη με ειδική σύνθεση βασισμένη σε κερεσίνη ή πολυισοβουτυλένιο. Αυτή η σύνθεση έχει αυξημένο ιξώδες, ως αποτέλεσμα του οποίου, όταν ένα καλώδιο τοποθετημένο κατακόρυφα ή κατά μήκος μιας διαδρομής με μεγάλη κλίση θερμαίνεται, δεν ρέει προς τα κάτω. Επομένως, τα καλώδια με τέτοια μόνωση μπορούν να τοποθετηθούν σε οποιοδήποτε ύψος, όπως και τα καλώδια με μόνωση από πλαστικό και καουτσούκ.

Η μόνωση από καουτσούκ είναι κατασκευασμένη από ένα πυκνό στρώμα καουτσούκ ή από λωρίδες καουτσούκ με επακόλουθο βουλκανισμό. Τα καλώδια ρεύματος με μόνωση από καουτσούκ χρησιμοποιούνται σε δίκτυα για εναλλασσόμενο ρεύμα έως 1 kV και συνεχές ρεύμα έως 10 kV.

Καλώδια ρεύματος με πλαστική μόνωση έχουν μόνωση από πλαστικό πολυβινυλοχλωριδίου σε μορφή συνεχούς στρώματος ή από συνθέσεις πολυαιθυλενίου. Χρησιμοποιούνται επίσης καλώδια αυτοσβενόμενου (αυτοσβενόμενου) και βουλκανισμένου πολυαιθυλενίου.

Οι οθόνες χρησιμοποιούνται για την προστασία των εξωτερικών κυκλωμάτων από την επίδραση των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων των ρευμάτων που διέρχονται από το καλώδιο και για τη διασφάλιση της συμμετρίας του ηλεκτρικού πεδίου γύρω από τους πυρήνες του καλωδίου. Οι σήτες είναι κατασκευασμένες από ημιαγώγιμο χαρτί και φύλλο αλουμινίου ή χαλκού.

Τα υποκατάστατα είναι απαραίτητα για την εξάλειψη των ελεύθερων κενών μεταξύ των δομικών στοιχείων του καλωδίου, για τη συμπίεση τους, για να δώσουν το απαραίτητο σχήμα και μηχανική σταθερότητα στη δομή του καλωδίου. Ως πληρωτικά χρησιμοποιούνται δέσμες από χαρτοταινίες ή νήματα καλωδίων, νήματα από πλαστικό ή καουτσούκ.

Θήκες καλωδίων τροφοδοσίας… Οι θήκες καλωδίων από αλουμίνιο, μόλυβδο, κυματοειδές χάλυβα, πλαστικό και καουτσούκ, άκαυστο (νιτρώδη) προστατεύουν τα εσωτερικά των καλωδίων από ζημιές από υγρασία, οξέα, αέρια κ.λπ.

Το περίβλημα αλουμινίου των καλωδίων τροφοδοσίας για τάσεις έως 1 kV επιτρέπεται να χρησιμοποιείται ως τέταρτος (ουδέτερος) αγωγός σε δίκτυα AC με σταθερά γειωμένο ουδέτερο, εκτός από εγκαταστάσεις με εκρηκτική ατμόσφαιρα και εγκαταστάσεις στις οποίες το ρεύμα στο Ο ουδέτερος αγωγός υπό κανονικές συνθήκες είναι περισσότερο από το 75% του ρεύματος στο καλώδιο φάσης.

Προστατευτικά καλύμματα καλωδίων τροφοδοσίας... Επειδή οι θήκες των καλωδίων μπορεί να καταστραφούν ή ακόμη και να καταστραφούν από χημικές και μηχανικές επιδράσεις, καλύπτονται με προστατευτικά καλύμματα.

Τα προστατευτικά καλύμματα προστατεύουν τις θήκες των καλωδίων από εξωτερικές επιδράσεις (διάβρωση, μηχανικές βλάβες). Αυτά περιλαμβάνουν το μαξιλάρι, το κάλυμμα θωράκισης και το εξωτερικό κάλυμμα. Ανάλογα με την κατασκευή του καλωδίου, χρησιμοποιούνται ένα, δύο ή τρία προστατευτικά περιβλήματα.

Ένα μαξιλάρι που εφαρμόζεται στην οθόνη ή το περίβλημα για να τα προστατεύει από τη διάβρωση και τη ζημιά από λωρίδες ή προφυλακτήρες. Το μαξιλάρι είναι κατασκευασμένο από στρώσεις εμποτισμένου νήματος καλωδίων, χλωριούχου πολυβινυλίου, πολυαμιδίου και άλλων ισοδύναμων ταινιών, χαρτιού κρεπ, ασφαλτούχου υλικού ή πίσσας.

Για την προστασία τους από μηχανικές βλάβες, τα περιβλήματα των καλωδίων τυλίγονται, ανάλογα με τις συνθήκες λειτουργίας, με ατσάλινη ζώνη ή συρμάτινη θωράκιση... Το σύρμα θωράκισης είναι κατασκευασμένο από στρογγυλά ή επίπεδα σύρματα.

Η θωράκιση από επίπεδες χαλύβδινες λωρίδες προστατεύει τα καλώδια μόνο από μηχανικές βλάβες.Η θωράκιση από χαλύβδινο σύρμα απορροφά επίσης δυνάμεις εφελκυσμού.Αυτές οι δυνάμεις εμφανίζονται στα καλώδια όταν τα καλώδια τοποθετούνται κάθετα σε μεγάλα ύψη ή κατά μήκος διαδρομών με μεγάλη κλίση.

Για την προστασία της θωράκισης του καλωδίου από τη διάβρωση, καλύπτεται με ένα εξωτερικό κάλυμμα κατασκευασμένο από ένα στρώμα καλωδίου ή γυάλινο νήμα εμποτισμένο με σύνθεση πίσσας και σε ορισμένες δομές, πεπιεσμένο πολυβινυλοχλωρίδιο ή πίσσα σωλήνα πολυαιθυλενίου εφαρμόζεται στα στρώματα του νήματος.

Σε ορυχεία, εκρηκτικά και πυρκαγιά δωμάτια, δεν επιτρέπεται η χρήση θωρακισμένων καλωδίων συμβατικού σχεδιασμού λόγω της παρουσίας «μαξιλαριού» μεταξύ της θήκης και της θωράκισης του καλωδίου που περιέχει εύφλεκτη πίσσα. Σε αυτές τις περιπτώσεις, θα πρέπει να χρησιμοποιούνται καλώδια με άκαυστο «μαξιλάρι» και εξωτερικό κάλυμμα από νήμα συρραπτικού από υαλοβάμβακα.