1.Матеріали.
Жили виготовляють з міді. Але мідь-метал дефіцитний, а потреба в ньому все зростає. Витрата величезний. Тому протягом багатьох років ведуться пошуки металу, який би замінив в кабелях мідь.
Кандидат номер один - алюміній. Однак, якщо замінити мідні жили алюмінієвими такого ж діаметру, то в результаті цього збільшиться зовнішній діаметр кабелю, що явно небажано через обмежений діаметру каналу трубопроводу, зросте витрата ізоляційного і захисних матеріалів.
Алюміній значно поступається міді по механічним властивостям: розривної міцності, пластичності, стійкості до багаторазових вигинів. Міцність на розрив м'яких алюмінієвих дротів втричі, а відносне подовження вдвічі менше, ніж м'яких мідних. Найбільший недолік алюмінію - сильна схильність до корозії, особливо в присутності вологи, яка може потрапити в кабель при пошкодженні оболонки або муфт. В цьому випадку алюмінієві жили дуже швидко руйнуються.
Алюмінієві сплави за своїми механічними властивостями займають проміжне місце між міддю і алюмінієм, а по електричним близькі до алюмінію.
В останні роки привертає увагу алюмомедная дріт. Це -алюмінієва дріт, покрита тонким мідним шаром завтовшки всього 10-30 мікрометрів (0,01-0,03 мм). За своїми властивостями біметалічна дріт стоїть ближчі один до міді, ніж алюмінієвий сплав, однак виготовити її значно складніше. При незначних дефектах настільки тонкого мідного покриття, в присутності вологи вона кородує ще сильніше, ніж алюмінієва.
2.Ізоляція
Види. 1) Трубчасто-паперова
2) Папір-Массне (стор.194)
3) Суцільна поліетиленова
Протиріччя дозволила пориста поліетиленова ізоляція. Якщо в поліетилен в процесі його накладення на жилу допомогою видавлювання на черв'ячних процесах - екструдерах додати гранули піноутворюючий речовин -порофоров, то при нагріванні ізоляції в голівці екструдера, де температура 200-230С, Порофори розкладаються з виділенням летючих складових. В ізоляції утворюються не сполучені між собою пори розміром 20-100 мкм.
Завдяки повітрю в своєму складі пориста поліетиленова ізоляція зрівнялася по електричним і конструктивним параметрам з повітряно-паперової. Однак, існують три «але» пористої поліетиленової ізоляції порівняно з суцільною: велика влагопоглощаемость, яка може привести до втрати електроізоляційних властивостей, менша електрична міцність, менша механічна міцність.
У 1964 р. англійський інженер Георг Додд запропонував заповнювати вільний обсяг кабелів, на частку якого припадає близько 40общего обсягу сердечника, в'язким компаундом на основі продуктів перегонки нафти -петролатумом. або «нафтовим желе» з суміші микрокристаллических нафтових парафінів і масел. Досвід експлуатації показав, що вазелін справді не пускає вологу в кабель, але сам не проти поспілкуватися з пористої ізоляцією, проникнути наскільки можливо в її пори. Подібна взаємодія призводить до того, що властивості ізоляції погіршуються, вона передчасно старіє.
На початку 1970р. канадські фахівці запропонували комбінірованнуюпорісто суцільні поліетиленову ізоляцію. Внутрішній пористий шар, на частку якого припадає 80всей товщини ізоляції, забезпечує її досить низьку діелектричну проникність. Зовнішній тонкий суцільний шар служить перепоною, що перешкоджає контакту між заповнювачем і внутрішнім пористим шаром.
Конструкція оболонки. (Поєднання типів ізоляції та оболонки - стор. 204)
Спроби позбавлення від дефіцитної свинцевою оболонки були зроблені в кінці 1930-х і в 1940-і роки. В якості замінників свинцю пробували різні матеріали, зокрема одну з перших промислових пластмас - полівінілхлорид. Але поки ізоляція жив залишалася повітряно - паперової, жодна з конструкцій оболонок не могла запобігти потрапляння вологи в кабель.
Можливість застосування невлагоемкой поліетиленової ізоляції відразу полегшила рішення задачі. У 1948р. з'явилися кабелі в оболонці під назвою «Алюміній - поліетилен». Конструкція «алпет» об'єднувала два самостійних різнорідних елемента кабелю: алюмінієвий екран і просто поліетиленову екструдовану, тобто випрессованную оболонку. Призначення екрану - захищати ланцюга зв'язку від заважає і навіть деколи небезпечного впливу зовнішніх магнітних полів, порушуваних лініями електропередачі, контактною мережею електрифікованих на змінному струмі залізниць, потужними радіостанціями.
Новим була лише пластмасова оболонка, а й конструкція алюмінієвого екрана, який накладався не традиційним методом спіральної обмотки, а поздовжньо. Алюмінієва стрічка товщиною 0,2 мм - гладка в найтонших кабелях і з дрібної поперечної гофруванням у всіх кабелях з діаметром сердечника понад 15 мм - розташовується по відношенню до осі кабелю подовжньо і згортається навколо рухомого сердечника так, що її краї взаємно перекриваються на 5-8 мм. Незважаючи на простоту, як конструкції, так і технології накладення, пластмасові оболонки все ж значно поступаються металевим в головному - у влагозащитном дії. Через них проникають в кабель пари води.
У 1961р. англійським інженеромД.В. Гловером була запатентованаалюмополіетіленовая оболонка. Вона являє собою з'єднані в одне ціле поліетиленову оболонку і алюмінієвий екран. Але для екрану береться в цьому випадку не просто алюмінієва стрічка, а покрита з одного боку або з обох сторін тонким (0,02-0,03 мм) шаром поліетилену. Екран з одностороннім покриттям накладається на сердечник так, щоб поліетиленовий шар був зверху. У голівці екструдера, де поверх екрана випрессовивается поліетиленова оболонка, при температурі 200-230С оболонка і покриття екрану зварюються між собою, в результаті оболонка як би металлизируются зсередини. Її внутрішній тонкий металевий шар служить бар'єром на шляху парів вологи, які намагаються проникнути через оболонку всередину кабелю.
Конструкція виявилася цілком ефективною і дуже технологічною. Поздовжнє накладення на сердечник кабелю екранної стрічки і пресування поліетиленової оболонки суміщені в одному технологічному процесі. Для парів вологи, що пройшли крізь товщу поліетилену і «упершихся» в алюмінієвий бар'єр, залишається єдиний прохід між перекриваються крайками екранної стрічки. При односторонньому покритті алюмінію полімером швидкість дифузії в середньому в 100 разів менше, ніж через звичайну поліетиленову оболонку. Значно ефективніше двостороннє покриття, так як поліетиленові плівки обох крайок шва зварюються між собою, і парам вологи доводиться долати вузький поліетиленовий шар. Швидкість дифузії через таку оболонку сповільнюється в 15000 разів. Ось чому «бар'єр Гловера» є кращою модифікацією поліетиленової оболонки.
Розвиток конструкцій сердечника завжди йшло по шляху збільшення максимального числа пар і зменшення діаметра струмопровідних жил. (Табл. 7, стор. 205)
Процес скрутки сердечників сучасних кабелів - багатоступінчастий. Спочатку скручуються так звані елементарні пучки з 10 пар або 5 четвірок. Число ланцюгів в них відповідає ємності розподільних коробок. Розподільні кабелі з числом пар 10-100 скручуються з елементарних пучків. У кабелях для магістральних і сполучних ліній з числом пар від 100 і вище елементарні пучки спочатку скручуються в головні, що складаються з 50 або 100 пар. Потім головні пучки скручуються по визначеною системою в сердечник. Сучасні крутильні машини і технологічні прийоми дозволяють здійснювати два або навіть три послідовні операції скрутки одночасно, тобто поєднувати їх.