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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA
Isolamento del cavo. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Lavoro elettrico Isolamento dei cavi deve avere una rigidità dielettrica che escluda la possibilità di rottura elettrica alla tensione per la quale il cavo è progettato. L'isolamento in carta, plastica e gomma viene utilizzato per isolare le anime dei cavi l'una dall'altra e dalle guaine metalliche esterne. Isolante impregnato di carta l'anima del cavo ha buone caratteristiche elettriche, lunga durata, temperatura consentita relativamente elevata e basso costo, pertanto è ampiamente utilizzata. Gli svantaggi includono l'igroscopicità, che richiede un'attenta fabbricazione e la completa tenuta delle guaine e dei passacavi. Dalla carta per cavi rinforzata multistrato a base di solfato di cellulosa grado KMP-120, l'isolamento è realizzato per cavi di alimentazione con tensione fino a 35 kV. È possibile produrre isolamento da carta a due strati dei gradi K-080, K-120, K-170 o carta multistrato - KM-120, KM-140 e KM-170. Lo spessore della carta è rispettivamente di 80, 120, 140 e 170 micron. Le anime sono avvolte con nastri di carta non impregnati. L'avvolgimento più diffuso è quello con intercapedine, che consente di piegare il cavo entro certi limiti senza pericolo di danneggiare l'isolante in carta. Per evitare il deterioramento delle caratteristiche elettriche dell'isolamento, gli spazi tra le spire dei nastri adiacenti posti in alto (verticalmente) non devono coincidere. Quando si applica un numero elevato di nastri, non è possibile evitare le coincidenze del gap, pertanto il numero di coincidenze viene normalizzato. Non sono ammesse più di tre coincidenze di nastri di carta e isolante anima-anima o anima-guaina (schermatura) nei cavi a 6 kV, non più di quattro per i cavi a 10 kV, non più di sei per i cavi a 35 kV. L'isolamento della carta deve essere applicato saldamente, senza pieghe e grinze, la cui presenza porta alla formazione di vuoti, inclusioni d'aria che riducono l'affidabilità dei cavi. Lo spessore dello strato isolante sui cavi di alimentazione è standardizzato da GOST e dipende dalla tensione nominale e dalla sezione trasversale dei conduttori del cavo. Per aumentare la rigidità elettrica sull'isolamento della cintura dei cavi con una tensione di 6 e 10 kV, viene applicato uno schermo di carta elettricamente conduttiva sui conduttori e sopra l'isolamento dei cavi con una tensione di 20 e 35 kV. Nei cavi multipolari, i nastri isolanti superiori dei conduttori hanno una designazione digitale o un colore distintivo. Con una designazione digitale, il numero 1 viene applicato al nastro superiore del primo nucleo, il secondo - 2, il terzo - 3, il quarto - 4. Con un colore distintivo, il numero 1 corrisponde al bianco o al giallo, il numero 2 - blu o verde, numero 3 - rosso o cremisi, numero 4 - colori marrone o nero. Le anime isolate dei cavi multipolari vengono attorcigliate, riempiendo gli spazi tra loro con materiali isolanti fino ad ottenere una forma rotonda. Su anime isolate attorcigliate, l'isolamento della cintura viene applicato con nastri di carta di un certo spessore. L'isolamento in carta dei cavi viene prima asciugato, quindi impregnato di composizioni di olio-colofonia: MP-1 per cavi con una tensione di 1-10 kV e MP-2 - 20-35 kV. L'impregnazione consente di aumentare la resistenza elettrica dell'isolamento in carta. isolamento in plastica utilizzato per i cavi di alimentazione. È realizzato in polietilene o cloruro di polivinile (PVC). Il polietilene ha buone proprietà meccaniche in un ampio intervallo di temperature, resistenza agli acidi, alcali, umidità ed elevate caratteristiche di isolamento elettrico. A seconda del metodo di ottenimento del polietilene, si distinguono il polietilene a bassa densità e quello ad alta densità. Il polietilene ad alta densità ha un punto di fusione e una resistenza meccanica più elevati rispetto al polietilene a bassa densità. L'LDPE ammorbidisce a circa 105°C, alta densità a 140°C. L'introduzione di perossidi organici nel polietilene e la successiva vulcanizzazione ne aumentano notevolmente il punto di fusione e la resistenza alla fessurazione. Vulcanizzando il polietilene si deforma leggermente a 150°C. Per ottenere polietilene autoestinguente vengono introdotti speciali additivi. Per schermature elettricamente conduttive di cavi con isolamento in polietilene, al polietilene vengono aggiunti poliisobutilene, nero di acetilene e acido stearico. Il prodotto solido della polimerizzazione - cloruro di polivinile - non diffonde la combustione. Per aumentare l'elasticità e la resistenza al gelo del PVC, vengono aggiunti plastificanti: caolino, talco, carbonato di calcio, vengono introdotti additivi coloranti per ottenere PVC colorato. Il PVC invecchia sotto l'influenza della temperatura, della radiazione solare, ecc. a causa della volatilizzazione del plastificante (si verifica una diminuzione dell'elasticità e della resistenza al freddo). Isolamento in gomma è costituito da una miscela di gomma (naturale o sintetica), riempitivo, ammorbidente, acceleratore di vulcanizzazione, antiossidante, colorante, ecc. La gomma RTI-1, che contiene il 35% di gomma, viene utilizzata per isolare i cavi. I vantaggi dell'isolamento in gomma sono la flessibilità e la quasi completa non igroscopicità. Svantaggi - costo più elevato e bassa temperatura di esercizio del nucleo (65 °C) rispetto ad altri tipi di isolamento, che riduce la capacità di carico del cavo. Nel tempo, le gomme isolanti mostrano una significativa diminuzione dell'elasticità e un cambiamento di altre proprietà fisiche e meccaniche. L'invecchiamento dell'isolamento in gomma avviene sotto l'influenza di vari fattori ed è principalmente il risultato della degradazione ossidativa (distruzione) della gomma contenuta nella gomma. Per proteggere l'isolamento del nucleo dall'esposizione a luce, umidità, vari prodotti chimici, nonché per proteggerlo da danni meccanici, i cavi sono dotati di guaine. I migliori materiali per la produzione di guaine per cavi in termini di tenuta e resistenza all'umidità, flessibilità e resistenza al calore sono i metalli: piombo e alluminio. I cavi con isolamento non assorbente (plastico o gomma) non necessitano di guaina metallica, quindi sono solitamente realizzati con guaina plastica o gomma. Lo spessore della guaina è normalizzato e dipende dal materiale con cui è realizzato, dal diametro del cavo e dalle condizioni operative. Guaine di piombo sono realizzati in piombo di grado C-3 (piombo puro non inferiore al 99,95%). Il piombo è uno dei metalli molto pesanti (densità 11340 kg/m327,4). Punto di fusione - XNUMX ° C. Il piombo ha una bassa resistenza meccanica e una notevole fluidità, che devono essere prese in considerazione quando si posano i cavi verticalmente in una guaina di piombo nuda. All'aumentare della temperatura, aumenta la fluidità del piombo. Il normale potenziale elettrochimico del piombo è -0,13 V, quindi ha una bassa attività chimica e un'elevata resistenza alla corrosione. Lo svantaggio delle guaine di piombo è la loro bassa resistenza ai carichi di vibrazione, specialmente a temperature elevate. Un aumento della resistenza alle vibrazioni e della resistenza meccanica si ottiene introducendo additivi di antimonio nel piombo. La guaina di piombo dei cavi senza guaina protettiva è costituita da leghe piombo-antimonio dei gradi SSuM, SSuMT. Le guaine di piombo devono essere prive di segni, graffi e ammaccature che le porterebbero al di fuori delle tolleranze minime di spessore. Gusci in alluminio sono realizzati per estrusione di alluminio A-5 con una purezza di almeno il 99,97%. Densità dell'alluminio - 2700 kg/m, resistenza alla trazione - 39,3-49,1 MPa. Le guaine in alluminio sono 2-2,5 volte più resistenti e 4 volte più leggere delle guaine in piombo, hanno una maggiore resistenza ai carichi di vibrazione e hanno elevate proprietà di schermatura. Gli svantaggi delle guaine in alluminio sono le grandi difficoltà tecnologiche di applicazione al cavo e la bassa resistenza alla corrosione elettrochimica, che si spiega con l'elevato potenziale negativo normale dell'alluminio (-1,67 V). La corrosione si riduce allo spostamento degli ioni idrogeno dal mezzo con cui l'alluminio viene a contatto e alla transizione dell'alluminio stesso sotto forma di ioni in soluzione. Pertanto i cavi con guaina in alluminio vengono protetti con coperture particolarmente imputrescibili che non permettono il passaggio di umidità alla guaina. Gusci di plastica sono realizzati in mescola di PVC o polietilene. Le guaine in plastica combinano leggerezza, flessibilità e resistenza alle vibrazioni, ma il vapore acqueo si diffonde gradualmente attraverso la plastica, il che porta a una diminuzione della resistenza di isolamento dei cavi. Pertanto, vengono utilizzati in cavi con isolamento non igroscopico in polietilene, PVC, ecc. Il composto plastico per tubi differisce da quello isolante per la selezione di plastificanti e stabilizzanti, che forniscono una maggiore resistenza all'invecchiamento della luce. Per le guaine dei cavi viene utilizzato un composto di PVC di grado 0-40. Le guaine dei cavi realizzate con un composto di PVC a temperature inferiori a quelle consentite diventano rigide e possono essere distrutte in caso di impatto. La buona resistenza meccanica del composto in PVC consente un ampio utilizzo di cavi rivestiti senza coperture protettive. Non propaga la combustione, è resistente all'umidità e all'olio, resistente alla corrosione elettrica e chimica. I cavi in una tale guaina sono facili da fabbricare e facili da installare. Le guaine in polietilene dei cavi sono caratterizzate da elevate proprietà fisiche e chimiche, bassa permeabilità all'umidità e resistenza alla corrosione elettrica e chimica. Gusci di gomma sono realizzati in gomma resistente all'olio RSHN-2, ignifuga. I gusci in gomma sono altamente resistenti alla trazione, agli urti e ai carichi torsionali. Come riempitivi di gomma viene utilizzato il nerofumo (fuliggine), che lo protegge dall'azione della radiazione solare. Coperture protettive sono costituiti da cuscino, armatura e copertura esterna e sono progettati per proteggere i cavi da danni meccanici e corrosione. La lettera "G" viene aggiunta alla designazione del marchio del cavo che non ha una copertura protettiva. Passacavi sono strati concentrici di materiali fibrosi e composizione bituminosa o bitume sopra la guaina e hanno lo scopo di proteggere le guaine del cavo dai danni causati da nastri o fili dell'armatura e proteggerlo dalla corrosione e non hanno una designazione. Un cuscino rinforzato con un avvolgimento aggiuntivo con due nastri di plastica, che fornisce protezione contro la corrosione e le correnti vaganti, è contrassegnato dalla lettera "l". Per migliorare la resistenza alla corrosione, il cuscino è realizzato con due strati di nastri di plastica ed è contrassegnato da un numero e dalla lettera "2 l". Per aumentare la resistenza alla corrosione e all'umidità del cuscino, viene applicato uno strato di polietilene estruso o composto di PVC sopra i nastri composti di PVC (e altro materiale equivalente). Nella marcatura, questo tipo di cuscino è indicato dalle lettere "p" (polietilene) e "v" (composto plastico PVC). Le coperture protettive senza cuscino sono contrassegnate dalla lettera "b". Lo spessore minimo del cuscino dipende dal design, dal diametro del cavo ed è 1,5-3,4 mm. Armatura serve a proteggere i cavi da danni meccanici. Per i cavi che non sono soggetti a forze di trazione durante il funzionamento, viene utilizzata un'armatura a nastro, che consiste in due nastri di acciaio con uno spessore da 0,3 a 0,8 mm (a seconda del diametro del cavo lungo la guaina) e viene applicata in modo che la parte superiore il nastro copre gli spazi tra i giri del nastro inferiore. Per i cavi soggetti a forze di trazione, viene utilizzata un'armatura in fili piatti o tondi in acciaio zincato. Lo spessore dell'armatura in fili piatti di acciaio zincato è di 1,5-1,7 mm, il diametro dei fili tondi è di 4-6 mm. Copertura esterna, che comprende uno strato di composizione bituminosa o bitume, filo impregnato e rivestimenti che proteggono le spire del cavo dall'adesione, non ha una designazione nella marcatura. Il coperchio con un elemento non combustibile nella marcatura del cavo ha la lettera "H". Con un tubo protettivo in polietilene pressato, le coperture sono designate "Shp" e con un tubo in PVC - "Shv". Lo spessore minimo del rivestimento esterno dipende dal diametro del cavo ed è di 1,9-3 mm. Autore: Bannikov E.A.
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