Практическая работа № Изучение конструкции кабелей, их маркировки и области применения
Как устроены силовые кабели
 Силовые кабели состоят из следующих основных элементов: токопроводящих жил, изоляции, оболочек и защитных покровов. Кроме основных элементов в конструкцию кабеля могут входить экраны, жилы защитного заземления и заполнители.
Силовые кабели различают: по роду металла токопроводящих жил - кабели с алюминиевыми и медными жилами, по роду материалов, которыми изолируются токоведущие жилы, кабели с бумажной, с пластмассовой и резиновой изоляцией, по роду защиты изоляции жил кабелей от влияния внешней среды - кабели в металлической, пластмассовой и резиновой оболочке, по способу защиты от механических повреждений - бронированные и небронированные, по количеству жил - одно-, двух-, трех-, четырех-и пятижильные.
Каждая конструкция кабелей имеет свои обозначение и марку. Марка кабеля составляется из начальных букв слов, описывающих конструкцию кабеля.
Рис. 1. Сечения силовых кабелей: а - двухжильные кабели с круглыми и сегментными жилами, б - трехжильные кабели с поясной изоляцией и отдельными оболочками, в - четырехжильчые кабели с нулевой жилой круглой, секторной и треугольной формы, 1 - токопроводящая жила, 2 - нулевая жила, 3 - изоляция жилы, 4 - экран на токопроводящей жиле, 5 - поясная изоляция, 6 - заполнитель, 7 - экран на изоляции жилы, 8 - оболочка, 9 - бронепокров, 10 - наружный защитный покров
Элементы конструкции силовых кабелей и их назначение.
 Токопроводящие жилы являются проводниками электрического тока. Силовые кабели имеют основные и нулевые жилы. Основные жилы используются для передачи электрической энергии, а нулевые - для прохождения разности токов фаз при и неравномерной нагрузке.
Токопроводящие жилы силовых кабелей изготовляют из алюминия и меди однопроволочными и многопроволочными. По форме жилы выполняют круглыми, секторными или сегментными (см. рис. 1).
Алюминиевые жилы кабелей до 35 мм2 включительно изготовляют однопроволочными, 50-240 мм2 - однопроволочными или многопроволочными, 300-800 мм2 - многопроволочными.
Медные жилы до 16 мм2 включительно изготовляют однопроволочными, 25 - 95 мм2 - однопроволочными или многопроволочными, 120 - 800 мм2 - многопроволочными.
Нулевая жила или жила защитного заземления, как правило, имеет сечение, уменьшенное по сравнению с основными жилами. Она бывает круглой, секторной или треугольной формы и располагается в центре кабеля или между его основными жилами (см. рис. 1).
Жила защитного заземления используется для соединения не находящихся под напряжением металлических частей электроустановки с контуром защитного заземления.
 Изоляция обеспечивает необходимую электрическую прочность токопроводящих жил по отношению друг к другу и к заземленной оболочке (земле). Применяется бумажная, резиновая и пластмассовая (поливинилхлоридная и полиэтиленовая) изоляция.
Изоляция, наложенная на жилу кабеля, называетсяизоляцией жилы, а наложенная поверх изолированных скрученных или параллельно уложенных жил многожильного кабеля, называется поясной изоляцией.
Бумажная изоляция кабелей пропитывается вязкими пропиточными составами (маслоканифольными или электроизоляционными синтетическими).
Недостатком кабелей с вязким пропиточным составом является крайне ограниченная возможность прокладки их по наклонным трассам, а именно - разность высот между концевыми их заделками не должна превышать: для кабелей с вязкой пропиткой до 3 кВ бронированных и небронированных в алюминиевой оболочке - 25 м, небронированных в свинцовой оболочке - 20 м, бронированных в свинцовой оболочке - 25 м, для кабелей с вязкой пропиткой 6 кВ бронированных и небронированных в свинцовой оболочке - 15 м, в алюминиевой - 20 м, для кабелей с вязкой пропиткой 10 кВ бронированных и небронированных в свинцовой и алюминиевой оболочке - 15 м.
Кабели с вязким пропиточным составом, свободная часть которого удалена, называют кабелями с обедненно-пропитанной изоляцией. Их применяют при прокладке на вертикальных и наклонных трассах без ограничения разности уровней, если это небронированные и бронированные кабели в алюминиевой оболочке на напряжение до 3 кВ, и с разностью уровней до 100 м - для любых других кабелей с обедненно-пропитанной изоляцией.
 Для прокладки по вертикальным и крутонаклонным трассам без ограничения разности уровней изготовляют кабели с бумажной изоляцией, пропитанной особым составом на основе церезина или полиизобутилена. Этот состав имеет повышенную вязкость, вследствие чего при нагреве кабеля, проложенного вертикально или по крутонаклонной трассе, он не стекает вниз. Поэтому кабели с такой изоляцией можно прокладывать на любую высоту, так же как и кабели с пластмассовой и резиновой изоляцией.
Резиновая изоляция выполняется из сплошного слоя резины или из резиновых лент с последующей вулканизацией. Силовые кабели с резиновой изоляцией применяют в сетях переменного тока до 1 кВ и постоянного тока до 10 кВ.
Силовые кабели с пластмассовой изоляцией имеют изоляцию из поливинилхлоридного пластиката в виде сплошного слоя или из композиций полиэтилена. Также используются кабели с изоляцией из самозатухающего (не поддерживающего горения) и вулканизированного полиэтилена.
Экраны применяют для защиты внешних цепей от влияния электромагнитных полей токов, проходящих по кабелю, и для обеспечения симметрии электрического поля вокруг жил кабеля. Экраны выполняют из полупроводящей бумаги и алюминиевой или медной фольги.
 Заполнители необходимы для устранения свободных промежутков между конструктивными элементами кабеля с целью герметизации, придания необходимой формы и механической устойчивости конструкции кабеля. В качестве заполнителей применяют жгуты из бумажных лент или кабельной пряжи, нити из пластмассы или резины.
Оболочки силовых кабелей. Алюминиевая, свинцовая, стальная гофрированная, пластмассовая и резиновая негорючая (найритовая) оболочки кабеля предохраняют внутренние элементы кабеля от разрушения влагой кислотами, газами и т. п.
Алюминиевую оболочку силовых кабелей на напряжение до 1 кВ допускается использовать в качестве четвертой (нулевой) жилы в четырехпроводных сетях переменного тока с глухозаземленной нейтралью за исключением установок со взрывоопасной средой и установок, в которых ток в нулевом проводе при нормальных условиях составляет более 75 % тока в фазной жиле.
Защитные покровы силовых кабелей. Так как оболочки кабелей могут повреждаться и даже разрушаться от химических и механических воздействий, их покрывают защитными покровами.
Защитные покровы предохраняют оболочки кабеля от внешних воздействий (коррозии, механических повреждений). К ним относятся подушка, бронепокров и наружный покров. В зависимости от конструкции кабеля применяют один, два или три защитных покрова.
Подушка накладывается на экран или оболочку для их защиты от коррозии и повреждения лентами или проволоками брони. Подушка выполняется из слоев пропитанной кабельной пряжи, поливинилхлоридных, полиамидных и других равноценных лент, крепированной бумаги, битумного состава или битума.
Для защиты от механических повреждений оболочки кабелей обматывают в зависимости от условий эксплуатации стальной ленточной или проволочной броней. Проволочную броню выполняют из круглых или плоских проволок.
Броня из плоских стальных лент защищает кабели только от механических повреждений. Броня из стальных проволок помимо этого воспринимает также и растягивающие усилия. Эти усилия возникают в кабелях при вертикальной прокладке кабелей на большую высоту или по крутонаклонным трассам.
Для предохранения брони кабелей от коррозии ее покрывают наружным покровом, выполненным из слоя кабельной или стеклянной пряжи, пропитанной битумным составом, а в некоторых конструкциях поверх слоев пряжи и битума накладывают выпрессованный поливинилхлоридный или полиэтиленовый шланг.
В шахтах, взрывоопасных и пожароопасных помещениях не допускается применять бронированные кабели обычной конструкции из-за наличия между оболочкой и броней кабеля «подушки» с содержанием горючего битума. В этих случаях должны применяться кабели с негорючей «подушкой» и наружный покров, изготовленный на основе стеклянной пряжи из штапельного стекловолокна.
| |||
| Контрольные кабели | |||
Контрольные кабели применяют для подведения маломощных низковольтных управляющих сигналов к
разнообразным техническим устройствам и съема информации о характере протекающих в них процессов.
В настоящее время контрольные кабели выпускают преимущественно с резиновой и пластмассовой изоляцией.
В соответствии с ГОСТ 1508-78
они предназначены для неподвижного присоединения к электрическим приборам, аппаратам, сборкам зажимов электрических распределительных устройств номинальным переменным напряжением до 660 В частотой до
100 Гц или постоянным до 1000 В. Токопроводящие жилы контрольных кабелей изготовляют из медной (М) или алюминиевой (А) проволоки. Установлены следующие размерные ряды для сечений токопроводящих жил, мм2:
медных — 0,75; 1,0; 1,5; 2,5; 4; 6; алюминиевых — 2,5; 4; 6; 10. Изоляцию изготовляют из кабельной пропитанной бумаги (в ограниченном масштабе), резины (Р),
поливинилхлоридного пластиката (В), полиэтилена низкой плотности (П), самозатухающего полиэтилена (Пс), вулканизованного полиэтилена, фторопласта.  Контрольные кабели: а — КСБГ (с бумажной изоляцией); б — КСРГ ( с резиновой изоляцией) 1 — жила; 2 — изоляция жил; 3 — поясная изоляция; 4 — свинцовая оболочка; 5 — кабельная
пряжа; 6 — броня
Изолированные жилы скручивают в сердечник, который может состоять из следующего числа изолированных жил: 4, 5, 7, 10, 14, 19, 37, 52, 61. Поверх сердечника накладывают обмотку лентами из бумаги или синтетических пленок для обеспечения механической устойчивости и облегчения наложения оболочки из пластмасс или резины. Для оболочки используют следующие материалы: свинец (С), негорючая резина (Н), поливинил- хлоридный пластикат (В). В зависимости от условий прокладки и эксплуатации применяют следующие виды броневых и защитных покровов: а) броня из двух стальных лент с противокоррозийным покрытием (БГ) или из одной профилиро- ванной (БоГ) — при прокладке внутри помещений, в каналах, туннелях, если кабель не подвергается воздействию значительных растягивающих усилий; б) броня из двух стальных лент с наружным защитным покровом (Б) или в шланге из поливинилхлоридного пластиката (БоШв) — при прокладке в земле (траншеях), если кабель не подвергается воздействию значительных растягивающих усилий; в) броня из оцинкованных проволок с наружным защитным покровом или в шланге из поливинилхлоридного пластиката (ПоШв) — при прокладке в каналах, туннелях, земле (траншеях), если кабель подвергается, воздействию значительных растягивающих усилий; г) броня из круглых стальных оцинкованных проволок с наружным защитным покровом (К) или в шланге из поливинилхлоридного пластиката — при прокладке под водой и в местах, где кабель подвергается значительным растягивающим усилиям. При прокладке в помещениях, каналах, туннелях и при отсутствии механических воздействий на кабель броневой покров отсутствует (Г). ными и экранированными (в общем экране) (Э). ограничения по габаритам и массе, применяют резиновую изоляцию. В аналогичных кабелях, а также в кабелях, применяемых в пожароопасных местах и местах с повышенной концентрацией химически агрессивных веществ используют изоляцию из поливинилхлоридного пластиката. Для кабелей, габариты и масса которых ограничены и которые эксплуатируют в естественных условиях, применяют изоляцию из полиэтилена низкой плотности. В аналогичных кабелях, эксплуатируемых в пожароопасных помещениях, используют изоляцию из самозатухающего полиэтилена. Для кабелей с повышенной надежностью, для кабелей с жесткими ограничениями по габаритам и массе при повышенных плотностях тока, для кабелей, эксплуати- руемых в пожароопасных помещениях и в среде с повышенной химической активностью, применяют изоляцию из сополимера тетрафторэтилена (фторопласт 40Ш). Типоразмеры контрольных кабелей (сокращенный сортамент): 1. КРСГ, КРСБ, КРСБГ: 1: 1.5; 2.5 мм2 — 4: 5: 7: 10: 14: 19: 27: 37 жил; 4; 6 мм2 — 4; 7; 10 жил. 2. КРСК: 1; 1,5 мм2 — 10; 14; 19; 27; 37 жил; 2,5 мм2 — 7; 10; 14; 19;27; 37 жил; 4; 6 мм2 — 7; 10 жил. 3. КРВГ, КРВБ, КРНБ, КРВБГ, КРНГ, КРНБГ: 0,75; 1; 1,5 мм2—4; 5; 7; 10; 14; 19; 27; 37; 52 жилы; 4. 2,5 мм2 — 4; 5; 7; 10; 14; 19; 27; 37 жил; 5. 4; 6 мм2 — 4; 7; 10 жил. 1. КВВГ, КВВБ, КВВБГ, КПВГ, КПВБ, КПВБГ: 0,75; 1; 1,5 мм2 — числа жил те же, что и в 2. группе 3 и добавочно 61 жила; 2,5; 4; и 6 мм 3. — числа жил те же, что и в группе 3. 4. КПВКбШв, КВКбШв, КПсВКбШв: 0,75; 1; 1,5 мм2 — 10; 14; 19; 27; 37 жил; 2,5 мм2 5. — 7; 10; 14; 19; 27; 37 жил; 4; 6 мм2 — 7; 10 жил. 6. АКРВБ, АКРВБГ, АКРВГ, АКРНГ, АКРНБ, АКРНБГ, АКВВГ, АКВВБГ, АКПВГ, АКПВБ, 7. АКПВБГ: 2.5 мм2 — 4: 5; 7; 10; 14; 19; 27; 37 жил; 4; 6; 10 мм2 — 4; 7; 10 жил.
' Кабели изготавливают с числом жил 10...37 при 1,0...1,5 мм2, 7...37 при 2,5 мм2 и 7,10 при 4 и 6 мм2. ! Кабели изготавливают с числом жил 10...37 при 0,75; 1,0 и 1,5 мм2, 7...37 при 2,5 мм2 и 7,10 при 4 и 6 мм2. Обозначения в марках те же, что и для силовых кабелей: А (первая буква) — алюминиевая жила; К — контрольный кабель, для кабелей с медными жилами буква К на первом месте; Р, В, П, Пс — соответственно изоляция резиновая, из поливинилхлоридного пластиката, полиэтиленовая, из самозатухающего полиэтилена; С, В, Н — соответственно оболочка свинцовая, из поливинилхлоридного пластиката, из негорючей резины; Б, К — броня из двух стальных лент или из круглых стальных оцинкованных проволок; Г — отсутствие наружного покрова; Э — экранированные кабели; П через дефис в конце марки — кабель плоской конструкции. повреждений и воздействия прямых солнечных лучей. Строительная длина кабелей — не менее 150 м. иис„ (переменное, 50 Гц) — 2500 В в течение 5 мин RK3 жил кабелей, пересчитанное на 1 км и t = 20 "С, должно быть не менее 60 МОм с резиновой изоляцией, 300 МОм с полиэтиленовой изоляцией и 6 МОм с ПВХ изоляцией. эстакадах при условии защиты от воздействия прямых солнечных лучей; 20 лет при прокладке в помещениях, каналах и туннелях. относительной влажности воздуха до 98 ± 2% при t = - 40 °С. |
Содержание отчета.
1.Записать название и цель работы;
2.Внимательно прочесть краткие теоретические сведения и письменно ответить на следующие вопросы:
2.1.Что называют кабелями?
2,2.Назначение кабелей;
2.3.Основные конструктивные элементы кабелей;
2.4.Какой формы, из чего выполняют токоведущие жилы кабелей?
2.5.Какая бывает изоляция кабелей, из каких материалов?
2.6.Назначение оболочек кабелей, из чего выполняют?
2.7.Какая изоляция идет на низкие напряжения, какая – на высокие?
2.8.Достоинства и недостатки отдельных видов изоляции;
2.9.Защитные покровы: для чего, из чего?
2.10.Броня: для чего, из чего?
2.11.Маркировка кабелей;
2.12.Классификация силовых кабелей;
2.13.Устройство силовых кабелей;
2.14.Что такое контрольные кабели, где применяют?
2.15.Как устроены контрольные кабели?
2.16. Маркировка контрольных кабелей