Progettazione del cavo di alimentazione

Come funzionano i cavi di alimentazione

I cavi di potenza sono costituiti dai seguenti elementi fondamentali: conduttori, isolanti, guaine e coperture protettive. Oltre agli elementi principali, la struttura del cavo può includere schermature, messe a terra protettive e riempitivi.

I cavi energia si differenziano: in base al tipo di metallo dei fili - cavi con fili in alluminio e rame, in base al tipo di materiali che isolano i fili percorsi da corrente, cavi con isolamento in carta, plastica e gomma, in base al tipo di protezione dei l'isolamento dei fili dei cavi dall'influenza dell'ambiente esterno - cavi di guaina metallica, plastica e gomma, secondo il metodo di protezione contro i danni meccanici - armati e non armati, secondo il numero di conduttori - uno, due, tre -, quattro e cinque core.

Ogni modello di cavo ha la propria designazione e marchio. Il marchio del cavo è costituito dalle lettere iniziali delle parole che descrivono la costruzione del cavo.

Riso. 1.Sezioni dei cavi energia: a-cavi bipolari con conduttori tondi e segmentati, b-cavi tripolari con isolamento a nastro e guaine separate, c-cavi quadripolari con conduttore nullo di forma circolare, settoriale e triangolare, 1 - filo conduttore, 2 - conduttore neutro, 3 - isolamento del nucleo, 4 - schermatura su nucleo conduttivo, 5 - isolamento della cintura, 6 - riempitivo, 7 - schermatura sull'isolamento del nucleo, 8 - guaina, 9 - paraurti, 10 - protezione esterna copertina

Elementi strutturali dei cavi di potenza e loro destinazione.

I nuclei conduttivi sono conduttori di corrente elettrica... I cavi di alimentazione hanno un conduttore principale e uno neutro. I conduttori principali vengono utilizzati per trasmettere energia elettrica e i conduttori neutri vengono utilizzati per far passare la differenza di corrente di fase a carico irregolare.

I conduttori dei cavi di potenza sono in alluminio e rame, unipolari e multifilari. A seconda della forma, le vene sono rese rotonde, settoriali o segmentate (vedi Fig. 1).

I conduttori in alluminio di cavi fino a 35 mm2 compresi sono realizzati a filo singolo, 50-240 mm2 - filo singolo o multifilo, 300-800 mm2 - multifilo.

I fili di rame fino a 16 mm2 inclusi sono realizzati a filo singolo, 25 - 95 mm2 - filo singolo o multifilo, 120 - 800 mm2 - multifilo.

Il conduttore di neutro o il conduttore di terra di protezione, di regola, ha una sezione ridotta rispetto ai conduttori principali. Può essere tondo, settoriale o triangolare e si trova al centro del cavo o tra i suoi conduttori principali (vedi Fig. 1).

Un conduttore di terra di protezione viene utilizzato per collegare parti metalliche non sotto tensione di un impianto elettrico a un circuito di terra di protezione.

L'isolamento fornisce la necessaria rigidità dielettrica dei conduttori tra loro e verso la guaina messa a terra (terra). Vengono utilizzati isolanti in carta, gomma e plastica (PVC e polietilene).

L'isolamento applicato all'anima del cavo è chiamato conduttore isolato e posto sopra i conduttori isolati intrecciati o paralleli di un cavo multipolare è chiamato isolamento in vita.

Isolamento cavi in ​​carta impregnati con impregnanti viscosi (colofonia d'olio o sintetici isolanti elettrici).

Lo svantaggio dei cavi con una composizione di impregnazione viscosa è la possibilità estremamente limitata di posarli su percorsi inclinati, ovvero la differenza di altezza tra i loro raccordi terminali non deve superare: per cavi impregnati di viscosa fino a 3 kV, armati e senza armatura in un guaina in alluminio — 25 m , senza armatura in guaina di piombo — 20 m, armata in guaina di piombo — 25 m, per cavi con impregnazione viscosa 6 kV, armata e senza armatura in guaina di piombo — 15 m, in alluminio — 20 m, per cavi con impregnazione viscosa 10 kV , blindata e non blindata in involucro di piombo e alluminio — 15 m.

I cavi con un composto impregnante viscoso, la cui parte libera è stata rimossa, sono chiamati cavi impregnati magri. Vengono utilizzati per la posa su percorsi verticali e inclinati, senza limitare il dislivello, se si tratta di cavi non armati e armati in guaina di alluminio per tensioni fino a 3 kV, e con dislivello fino a 100 m — per eventuali altri cavi con isolante impregnato impoverito.

Per la posa su percorsi verticali e fortemente inclinati, senza limitare il dislivello, i cavi sono realizzati con isolante in carta impregnata con una speciale composizione a base di ceresina o poliisobutilene. Questa composizione ha una maggiore viscosità, per cui, quando si riscalda un cavo posato verticalmente o lungo un percorso in forte pendenza, non scorre verso il basso. Pertanto, i cavi con tale isolamento possono essere posati a qualsiasi altezza, proprio come i cavi con isolamento in plastica e gomma.

L'isolamento in gomma è costituito da uno strato denso di gomma o da strisce di gomma con successiva vulcanizzazione. I cavi di alimentazione con isolamento in gomma sono utilizzati nelle reti per corrente alternata fino a 1 kV e corrente continua fino a 10 kV.

Cavi di alimentazione con isolamento in plastica avere isolamento dalla plastica di polivinilcloruro sotto forma di uno strato continuo o da composizioni di polietilene. Vengono utilizzati anche cavi in ​​​​polietilene autoestinguente (autoestinguente) e vulcanizzato.

Gli schermi vengono utilizzati per proteggere i circuiti esterni dall'influenza dei campi elettromagnetici delle correnti che passano attraverso il cavo e per garantire la simmetria del campo elettrico attorno alle anime del cavo. Gli schermi sono fatti di carta semiconduttrice e lamina di alluminio o rame.

I sostituti sono necessari per eliminare i vuoti liberi tra gli elementi strutturali del cavo, per compattarli, per dare la necessaria forma e stabilità meccanica alla struttura del cavo. Come riempitivi vengono utilizzati fasci di nastri di carta o fili per cavi, fili di plastica o di gomma.

Guaine per cavi di alimentazione… Le guaine per cavi in ​​alluminio, piombo, acciaio corrugato, plastica e gomma non combustibili (nitrito) proteggono l'interno dei cavi dai danni causati da umidità, acidi, gas, ecc.

La guaina in alluminio dei cavi di alimentazione per tensioni fino a 1 kV può essere utilizzata come quarto conduttore (neutro) nelle reti CA a quattro fili con neutro messo a terra, ad eccezione delle installazioni con atmosfere esplosive e installazioni in cui la corrente nel conduttore neutro in condizioni normali è superiore al 75% della corrente nel filo di fase.

Coperture protettive dei cavi di alimentazione... Poiché le guaine dei cavi possono essere danneggiate e persino distrutte da influenze chimiche e meccaniche, sono coperte con coperture protettive.

Le coperture protettive proteggono le guaine dei cavi da influssi esterni (corrosione, danni meccanici). Questi includono il cuscino, la fodera dell'armatura e la fodera esterna. A seconda della struttura del cavo, vengono utilizzate una, due o tre guaine protettive.

Un cuscino applicato allo schermo o all'involucro per proteggerli dalla corrosione e dai danni causati da strisce o paraurti. Il cuscino è costituito da strati di filo di cavo impregnato, cloruro di polivinile, poliammide e altri nastri equivalenti, carta crespata, composto bituminoso o bitume.

Per proteggerli da danni meccanici, le guaine dei cavi sono avvolte, a seconda delle condizioni operative, con una cintura d'acciaio o un'armatura di filo... Il filo di armatura è costituito da fili tondi o piatti.

L'armatura di nastri d'acciaio piatti protegge i cavi solo da danni meccanici.L'armatura in filo d'acciaio assorbe anche le forze di trazione, forze che si verificano nei cavi quando i cavi sono posati verticalmente a grandi altezze o lungo percorsi molto inclinati.

Per proteggere l'armatura del cavo dalla corrosione, è ricoperta da un rivestimento esterno costituito da uno strato di cavo o filo di vetro impregnato di una composizione bituminosa, e in alcune strutture viene applicato agli strati di filo cloruro di polivinile pressato o bitume per tubi in polietilene.

Nelle miniere, nei locali a rischio di esplosione e incendio, non è consentito l'uso di cavi armati di progettazione convenzionale per la presenza di un "cuscino" tra la guaina e l'armatura del cavo contenente bitume combustibile. In questi casi è opportuno utilizzare cavi con "cuscino" non combustibile e rivestimento esterno in fiocco di fibra di vetro.