міські кабелі

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 200-230С, 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 40общего 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 80всей 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 200-230С 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.

Схожі статті