Кабель (от голл. kabel - канат, трос) - электрический, один или несколько изолированных проводников, заключённых в герметическую оболочку, поверх которой, как правило, накладываются защитные покровы.
ПРИМЕНЕНИЕ.
Кабель применяют для передачи на расстояние электрической энергии или сигналов: высоковольтные линии электропередачи, электроснабжение промышленных предприятий, транспорта и коммунальных объектов; магистральные линии связи, городская телефонная сеть, средства радиосвязи и телевидения; подача электроэнергии к движущимся рабочим машинам - экскаваторам, врубовым и торфодобывающим машинам и т. д.; электрооборудование судов, летательных аппаратов и т. п.
КОНСТРУКЦИЯ.
Конструкция кабеля существенно зависит от условий его прокладки и эксплуатации (под землёй, в воде, на воздухе, в химически активных средах, при низких или высоких температурах, при повышенной влажности и т. д.).
Кабели любых типов имеют общие конструктивные элементы: токопроводящие жилы, изоляция, оболочка.
Токопроводящие жилыизготавливают из меди или алюминия, имеющих наименьшее (после серебра) электрическое сопротивление (удельное сопротивление электротехнической меди r = 1,7?10-8ом?м, алюминия r = 2,9?10 8ом?м).В зависимости от условий эксплуатации токопроводящие жилы могут иметь различную степень гибкости, быть однопроволочными или скрученными из многих проволок.
В силовых кабелях токопроводящие жилы нормируют по сечению, выбор которого зависит от передаваемой мощности. Наиболее распространены сечения: 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120 и 150 мм2.
В кабелях связи токопроводящие жилы нормируют по диаметру.
Изоляция кабеля выполняется из сплошного, слоистого или каркасно-воздушного диэлектрика, отделяющего токопроводящие жилы друг от друга и от оболочки.
В многожильных кабелях скрученные изолированные жилы дополнительно покрывают изоляцией (поясной), как правило, из того же материала, что и основная; поясная изоляция служит бандажом, придавая кабелю круглую форму.
Требования к изоляционным материалам: изоляционные материалы должны обладать высоким электрическим сопротивлением, необходимой по условиям эксплуатации электрической прочностью при возможно меньшей толщине, низкими диэлектрическими потерями (tgd), минимальной диэлектрической проницаемостью (e), высокой стойкостью к старению, в зависимости от условий эксплуатации к изоляции могут предъявляться дополнительные требования: негорючесть, повышенная гибкость, влагостойкость и др.
Особое значение имеет нагревостойкость изоляции, т. е. способность выдерживать повышенную температуру без существенного уменьшения эксплуатационной надёжности, т. к. повышение верхнего предела рабочей температуры позволяет снизить габариты и массу кабеля. В качестве изоляции наиболее распространены кабельная и телефонная бумага, резины на основе натурального и синтетического каучуков, пластмассы (полиэтилен различных модификаций, поливинилхлорид, полистирол и др.), в состав изоляции в качестве компонентов могут входить минеральные масла и масло-канифольные составы, а также некоторые инертные газы под давлением.
Оболочки в виде сплошных труб поверх изолированных токопроводящих жил служат для защиты их от механических повреждений, воздействия влаги, света, химических веществ.
Для кабеля, с легко увлажняемой (гигроскопической) изоляцией предпочтительно применение оболочки из свинца или алюминия - материалов с диффузионной константой, близкой к нулю. Свинцовые оболочки легко формуются при сравнительно невысоких температурах (180-220 град.С) и, несмотря на многие недостатки: большая плотность (11,4 г/см3), вредность в обработке, малая вибростойкость и механическая прочность, широко используются при изготовлении кабеля.
Более перспективен для этих целей алюминий, который в 2-2,5 раза прочнее и в 3,3 раза легче свинца, более вибростоек и менее дефицитен. Однако для прессования алюминия требуется более сложное оборудование, т. к. его пластическая деформация требует значительных усилий даже при температуре 450-500 С.. Для повышения гибкости алюминиевые оболочки кабель больших диаметров гофрируют.
Кабель со сплошной пластмассовой изоляцией обычно имеют оболочки из различных поливинилхлоридов и пигментированного сажей (1-2%) полиэтилена (влагопроницаемость поливинилхлоридов в 10 раз выше, чем полиэтилена).
Кабели с резиновой изоляцией имеют, как правило, оболочку на основе различных синтетических каучуков, придающих ей нефтемаслостойкость, негорючесть, повышенную морозостойкость, гибкость, механическую прочность.
Бронепокровы (броня):
Для защиты оболочек кабеля от механических повреждений и коррозии на них накладывают защитные покровы, в состав которых в большинстве случаев входят бронепокровы (броня).
Чаще всего бронёй служат две стальные ленты толщиной 0,3-0,8 мм, иногда с цинковым или битумным покрытием, надёжно защищающие кабель от повреждений при прокладке в земле, внутри помещений, в каналах, блоках, тоннелях.
Виды брони:
Для защиты кабеля от воздействия значительных растягивающих усилий на него накладывают броню из круглых (реже плоских) оцинкованных стальных проволок диаметром от 1,4 до 6 мм (обязательно при прокладке по дну водоёмов, в буровых скважинах и т. п.). Под броню и поверх неё накладывают мягкие покровы из нескольких слоев битума, пропитанной бумажной ленты или кабельной пряжи (джута).
Кабели, прокладываемые в особо агрессивных средах, в земле при наличии блуждающих токов, а также все кабели с алюминиевой оболочкой, независимо от условий их эксплуатации, защищают усиленными покровами, в состав которых входит пластмассовое покрытие - ленточное либо сплошное.
При прокладке в шахтах или пожароопасных помещениях кабели защищают негорючими покровами (например, из стеклянной пряжи, каменноугольного пека).
Для защиты кабеля от незначительных механических повреждений применяется панцирь из стальных оцинкованных проволок диаметром до 0,3 мм или оплётка из волокнистых материалов, пропитанных противогнилостными составами.
