Электричество дома и на даче

В зависимости от гибкости жилы кабелей делят на шесть классов.

Для неподвижной прокладки кабелей применяют жилы I, II и III классов, для подвижной – более гибкие жилы – IV, V и VI классов.

Для силовых кабелей стационарной прокладки изготовляют жилы круглой, фасонной или комбинированной формы.

Применение секторных и сегментных жил вместо круглых позволяет уменьшать диаметр кабеля на 20-25 % и соответственно сокращать расход других материалов (на изоляцию, оболочку и защитные покровы).

В зависимости от условий прокладки кабелей применяют алюминиевые или медные жилы.

Медные однопроволочные жилы изготовляют круглыми для сечений 1?50 мм² и фасонными для сечений 25-50 мм²; многопроволочные жилы – круглыми для сечений 16-1000 мм² и фасонными для сечений 25-300 мм².

Алюминиевые однопроволочные жилы изготовляют круглыми для сечений 2,5-240 мм², фасонными для сечений 25?240 мм², многопроволочные жилы – круглыми для сечений 70-1000 мм², фасонными для сечений 70-240 мм².

Применение однопроволочных алюминиевых жил сечением до 240 мм² уменьшает стоимость кабелей (исключается скручивание отдельных проволок), но увеличивает их общую жесткость, что создает определенные трудности при прокладке.

В обозначение кабелей с однопроволочными жилами после цифры, указывающей сечение, добавляют буквы «ож».

Для изготовления токопроводящих жил применяют в основном алюминий. Сопротивление алюминиевого провода при одинаковом сечении в 1,65 раза больше медного, поэтому для передачи по кабелю одинаковой мощности при одном и том же напряжении сечение токопроводящей алюминиевой жилы следует брать больше медной. Кроме того, у алюминиевых токопроводящих жил более низкий предел текучести и большая теплоемкость по сравнению с медными.

Изоляция кабелей

Изоляция кабеля должна иметь электрическую прочность, исключающую возможность электрического пробоя при напряжении, на которое рассчитан кабель. Для изолирования жил кабелей между собой и от наружных металлических оболочек применяют бумажную, пластмассовую и резиновую изоляцию.

Бумажная пропитанная изоляция жил кабелей имеет хорошие электрические характеристики, продолжительный срок службы, сравнительно высокую допустимую температуру и невысокую стоимость, поэтому находит наибольшее применение. К недостаткам следует отнести гигроскопичность, которая обусловливает необходимость тщательного изготовления и полной герметичности оболочек и муфт кабелей.

Из многослойной упрочненной кабельной бумаги на основе сульфатной целлюлозы марки КМП-120 изготовляют изоляцию для силовых кабелей напряжением до 35 кВ. Можно изготовлять изоляцию из двухслойной бумаги марок К-080, К-120, К-170 или многослойной – КМ-120, КМ-140 и КМ-170. Толщина бумаги соответственно составляет 80, 120, 140 и 170 мкм.

Жилы обматывают бумажными непропитанными лентами. Наиболее распространена обмотка с зазором, которая позволяет в некоторых пределах изгибать кабель без опасности повреждения бумажной изоляции. Во избежание ухудшения электрических характеристик изоляции зазоры между витками соседних лент, расположенных сверху (по вертикали), не должны совпадать. При наложении большого количества лент избежать совпадений зазоров не удается, поэтому число совпадений нормируют. Допускается не более трех совпадений лент бумаги и изоляции жила – жила или жила – оболочка (экран) в кабелях напряжением 6 кВ, не более четырех для кабелей 10 кВ, не более шести для кабелей 35 кВ.

Бумажная изоляция должна накладываться плотным, без складок и морщин, наличие которых приводит к образованию пустот, воздушных включений, снижающих надежность кабелей.

Толщина изоляционного слоя на силовые кабели нормируется ГОСТом и зависит от номинального напряжения и сечения жил кабеля. Для увеличения электрической прочности на поясную изоляцию кабелей напряжением 6 и 10 кВ, на жилы и поверх изоляции кабелей напряжением 20 и 35 кВ накладывают экран из электропроводящей бумаги.

Цифровое обозначение или отличительную расцветку имеют в многожильных кабелях верхние ленты изоляции жил.

При цифровом обозначении на верхнюю ленту первой жилы наносят цифру 1, второй – 2, третьей – 3, четвертой – 4. При отличительной расцветке номеру 1 соответствует белый или желтый, номеру 2 – синий или зеленый, номеру 3 – красный или малиновый, номеру 4 – коричневый или черный цвета.

Изолированные жилы многожильных кабелей скручивают, заполняя промежутки между ними изоляционными материалами до получения круглой формы. На скрученные изолированные жилы накладывают поясную изоляцию бумажными лентами определенной толщины.

Бумажную изоляцию кабелей вначале сушат, затем пропитывают маслоканифольными составами: МП-1 для кабелей напряжением 1?10 кВ и МП-2 – 20?35 кВ. Пропиткой достигается увеличение электрической прочности бумажной изоляции.

Пластмассовую изоляцию применяют для силовых кабелей. Ее изготовляют из полиэтилена или поливинилхлорида (ПВХ).

Хорошими механическими свойствами в широком интервале температур, стойкостью к действию кислот, щелочей, влаги и высокими электроизоляционными характеристиками обладает полиэтилен. В зависимости от способа получения полиэтилена различают полиэтилен низкой и высокой плотности. Полиэтилен высокой плотности имеет большие по сравнению с полиэтиленом низкой плотности температуру плавления и механическую прочность. Полиэтилен низкой плотности размягчается при температуре около 105 °C, высокой плотности – 140 °C. Введение в полиэтилен органических перекисей и последующая вулканизация значительно повышают его температуру плавления и стойкость к растрескиванию. Вулканизирующийся полиэтилен незначительно деформируется при 150 °C. Для получения самозатухающего полиэтилена вводят специальные добавки. Для электропроводящих экранов кабелей с полиэтиленовой изоляцией в полиэтилен добавляют полиизобутилен, ацетиленовую сажу и стеариновую кислоту.

Твердый продукт полимеризации – поливинилхлорид – не распространяет горения. Для повышения эластичности и морозостойкости ПВХ в него добавляют пластификаторы – каолин, тальк, карбонат кальция, для получения цветного ПВХ вводят окрашивающие добавки.

ПВХ стареет под воздействием температуры, солнечной радиации и т. п. за счет улетучивания пластификатора (происходит снижение эластичности и холодостойкости).

Резиновая изоляция состоит из смеси каучука (натурального или синтетического), наполнителя, мягчителя, ускорителя вулканизации, противостарителя, красителя и др. Для изоляции кабелей применяют резину РТИ-1, имеющую в составе 35 % каучука.

Плюсы резиновой изоляции – гибкость и практически полная негигроскопичность. Недостатки – более высокая стоимость и низкая рабочая температура жилы (65 °C) по сравнению с другими видами изоляции, что снижает допустимую нагрузку на кабель.

Со временем у изоляционных резин наблюдается значительное снижение эластичности и изменение других физико-механических свойств. Старение резиновой изоляции происходит под воздействием различных факторов и является в основном следствием окислительной деструкции (разрушения) содержащегося в резине каучука.

С целью защиты изоляции жил от воздействия света, влаги, различных химических веществ, а также для предохранения ее от механических повреждений кабели снабжают оболочками.

Лучшими материалами для изготовления оболочек кабелей в отношении герметичности и влагонепроницаемости, гибкости и теплостойкости являются металлы – свинец и алюминий. Кабели с невлагоемкой (пластмассовой или резиновой) изоляцией не нуждаются в металлической оболочке, поэтому их обычно изготовляют в пластмассовой или резиновой оболочке. Толщина оболочки нормируется и зависит от материала, из которого она изготовлена, диаметра кабеля и условий эксплуатации.