Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Кабельдік өнімдер және олардың жіктелуі




 

Кабельдік өнімдерді әр түрлі белгілері бойынша классификациялауға болады: қолданылуы бойынша, электр оқшауламалы материалдардың қолданылуы бойынша, конструктивті орындалу ерекшеліктері бойынша және т.б.

Қолданылуы бойынша кабельдік өнімдер келесі түрге бөлінеді:

1. электрлендірілген көлік және әуе электр беріліс желілері үшін оқшауланбаған сымдар;

2. электр энергиясын стационарлық тұтынушыларға, энергияның жылжымалы тұтынушыларына және т.б. тұтынушыларға беру үшін күштік кабельдер;

3. бақылау кабельдері;

4. монтаждық сымдар;

5. орамалық сымдар;

6. тұрмыстық және орнатылатын сымдар;

7. байланыс кабельдері (қалалық, қалааралық, т.с.с.);

8. арнайы кабельдер.

Электрлендірілген көліктердің және әуе электр беріліс желілерінің оқшауланбаған сымдарын эксплуатациялау кезінде, оларға әсер ететін механикалық жүктемелер болады. Оқшауланбаған сымдарға атмосфералық қалдықтар, коррозияны болдыратын ауаның тотықтануы әсер етеді.

Әуе электр беріліс желілері үшін болат алюминийлі және алюминий сымдарды қолдану кеңінен тараған.

Алюминийдің механикалық беріктілігі аз болғандықтан, алюминй сымдар электр беріліс желілерінде сирек қолданылады. Оларды механикалық жүктемелері үлкен емес жерлерде, мысалы, қосалқы стансаның ашық шиналарында қолдану тиімді.

Болат алюминийлі сымдар жан-жағынан алюминий сымдармен оралған ішкі болат өзекшеден тұрады. Алюминий сымдардың қимасының болат өзекшенің қимасына қатынасы сымдардың арасындағы кеңістіктің коррозиялық төзімділігін жоғарылату үшін 3–10 мм2 аралығында болады.

Электр көлігі үшін түйіспелі сымдардың фасонды қимасын мыстан немесе оның қоспасынан дайындайды, мыстың тапшылығына байланысты әуе электрлік беріліс желілерінде мыс сымдарды қолданбайды десе де болады.

Күштік кабельдер энергияның стационарлық тұтынушыларын қоректендіру үшін (2.17-сурет) жер асты траншеяларында, каналдарда, блоктарда, туннельдерде төсеу үшін арналған. Ток өткізгіш талсымдары электр энергиясының қорек көзінен оның тұтынушыларына ток өткізуді қамтамасыз етеді. Берілген энергияның мөлшері ток өткізгіш талсымдардың кедергісімен және электрлі оқшауламаның рауалы максималды жұмыстық температурасымен анықталады.

 

 

2.17-сурет. Брондалған күштік кабель

 

2.17-суретте келесі белгіленулер көрсетілген: 1 - ток өткізгіш талсым; 2 - талсымдардың оқшауламасы; 3 - белдеулік оқшаулама; 4 - мырыштық қабат; 5 - қорғаныстық жабын.

 

Ток өткізгіш талсымдардың қимасының пішіні дөңгелек (2.18-сурет), сегментті және секторлы (2.19-сурет) болуы мүмкін. 10 кВ дейінгі кернеуде кабельдер секторлық талсымдардан, ал жоғары кернеулерде домалақ талсымдардан дайындалады.

Кабельдерді тасымалдау және монтаждау кезінде қолайлы болу үшін, олардың иілгіштігі жеткілікті түрде болуы керек. Кабельдің үлкен қималы ток өткізгіш талсымдарының сәйкесті иілгіштігін алу мақсатында жеке сымдармен ширатылған түрін дайындайды.

 

2.18-сурет. Жеке мырышталған домалақ талсымдары бар күштік кабель

 

2.18-суретте келесі белгіленулер көрсетілген: 1 - ток өткізгіш талсым; 2 - жартылай өткізетін қағаздан жасалған экран; 3 - қағаз-майлы оқшаулама; 4 -жартылай өткізетін қағаздан жасалған экран; 5 - мырыштық қабат; 6 -сіңдірілген кабельдік жіптермен толықтыру; 7 - сымды брон; 8 - қорғаныс қабаты.

 

 

2.19-сурет. 10 кВ кернеудегі секторлы талсымды және белдеулік оқшауламалы үш фазалы кабель

 

2.19-суретте келесі белгіленулер келтірілген: 1 – ток өткізгіш талсым; 2 – фазалық оқшаулама; 3 - белдеулік оқшауламалы; 4 - толықтыру; 5 –мырышты немесе алюмини қабықша; 6 - бронның астындағы жастық; 7 - екі болат таспадан тұратын брон; 8 - сыртқы коррозияға қарсы жабын.

 

Ток өткізгіш талсымдардың материалы ретінде мыс және алюминий қолданылады. Кабельдің мыс талсымдарының меншікті кедергісі 0,01793 мкОм·м аспауы керек. Алюминийдің меншікті кедергісі 0,0294 мкОм·м, яғни 1,64 есе мыстың меншікті кедергісінен үлкен.

Мыстың механикалық беріктілігі өте жоғары және иілуге үлкен төзімділігі болады. Алайда, мыстың тапшылығы және алюминиймен салыстырғанда бағасы қымбат болғандықтан, алюминийді қолдану кең қолдау тауып отыр.

Сонымен қатар күштік кабельдерде талсымдарды дайындау үшін таза натрий де қолданылуы мүмкін. Натрийдің меншікті кедергісі 0,046 мкОм·м жуық, яғни мыстың меншікті кедергісінен 2,58 есе үлкен болады. Натрийлі талсымның массасы мыс талсымдардың массасымен салыстырғанда 3,5 есе аз, бағасы 24 есе, ал қимасы 2,6 есе үлкен болады.

Натрийдің сызықтық кеңейту коэффициенті 7-10-5°С тең болады, бұл кабельді қыздыру және салқындату кезінде полиэтиленді оқшауламаның механикалық кернеудің азаюына әкеліп соқтырады.

Натрийдің жылу сыйымдылығы және балқыту кезінде қызуы жоғары болғанда, оның балқыту температурасының (97°С) төмен болуы, қысқа тұйықталу тогына кабель төзімділігінің жоғарылауын жабдықтайды.

Натрийдің кемшілігіне оның химиялық активтілігінің жоғарылығы жатады, бұл оның герметизациясына қойылатын талапты жоғарылатып, кабельдің бөлінуін қиындатады.

Ток өткізгіш талсымдарда энергия шығындарын азайту және кабельдің жүктемелік тогын жоғарылату мақсатында криогенді кабельдерді жасап шығару мүмкіндігі туындады.

Криогенді кабельдер криоөткізгішті және асқын өткізгішті болып бөлінеді. Криоөткізгішті кабельдер 22-77 К дейінгі температура кезінде жұмыс жасайды. Криоөткізгішті кабельдердің ток өткізгіш талсымдары таза мыстан немесе таза алюминийден жасалады.

30 К температурада бұл материалдардың меншікті кедергісі 0,0001 мкОм·м құрайды, бұл қалыпты температура кезіндегі меншікті кедергіден 170-290 есе аз.

Асқын өткізгішті кабельдер шамамен 4 К температурада жұмыс істейді. Ток өткізгіш талсымның материалы ретінде ниобий және оның кейбір қоспалары мен қосылыстары (NbsSn, Nb^Ga және т.б.) қолданылуы мүмкін. Асқын өткізгішті кабельдерді жасау кезінде біршама конструктивті мәселелерді шешу мәселесі алға қойылады.

Күштік кабельдің электрлік оқшауламасы ток өткізгіш талсымдарын басқа фаза мен басқа кернеулердің талсымдарынан және кабельдің жерлендірілген қабықшаларынан оқшаулау үшін қызмет етеді. Жоғары вольтті кабельдердің радиалды мөлшерлері оқшауламаның қалыңдығымен анықталады.

Кабельдердің габаритті мөлшерін және бағасын төмендету мақсатында электрлік оқшауламада өрістің жұмыстық кернеулігін жоғары етіп таңдайды. Күштік кабельдерде қағаз-майлы оқшаулама мен полиэтиленнен жасалған поливинилхлоридті пластикат және резиналы оқшауламалар кеңінен таралған.

Газбен толтырылған кабельдің элегазды конструкциясы жасалуда. Криогенді кабельдерде оқшаулама ретінде вакуум, сұйық сутегі, азот және фторопласт-4 қолданылады.

Кабельдерде қағаз-майлы оқшаулама барлық кернеуде қолданылады. Қағаз-майлы оқшауламаның маңызды ерекшеліктеріне оның бағасының қымбат еместігін және ұзақ пайдаланылатындығын жатқызуға болады. Кемшілігіне: tgδ жоғарылығы, кабельді дайындауда сапалылығына қойылатын талаптың жоғарылығы, герметикалық металлдық қорғаныс қабықшасының болуы жатады. Соңғысы – оның ерекшелігімен өтеледі.

tgδ жоғары мәні 500 кВ және одан жоғары кернеуде кабельдерді еселеп салқындату талап етіледі. tgδ төмендету мақсатында кабельдерде полярлық емес полимерлі пленканы пайдалану жұмыстары жүргізілуде.

Кабельдерде полимерлі материалдарды қолдану кеңінен тарап отыр. Ток өткізгіш талсымның полимерлі оқшауламасы қымбат мырыш немесе алюминийлі қабықшалардың болуын талап етпейді. Жоғары вольтті кабельдерде полиэтиленді қолдану кеңінен тараған.

Полиэтиленнің tgδ және салыстырмалы диэлектрлік өтімділігі төмен. Қысқа мерзімдік электрлік беріктілігі аз мөлшерлі қалыңдықта 300-500 МВ/м құрайды. Бірақ та кернеуді ұзақ уақыт ұстап тұрғанда полиэтиленде оқшауламаның тесілуін болдыратын дендриттер пайда болады.

Дендриттер полиэтиленнің біртексіздігінен және оның ластануынан туындайды. Сол себепті кабель оқшауламасының ұзақ уақыт қызмет жасауы үшін полиэтиленді тазартып отырады. Полиэтиленнің жоғары температуралық сызықтық кеңейту коэффициенті (0,00015—0,00018 0С) онда температураның өзгеруіне байланысты жоғары механикалық кернеуді туындатады. Бұл оқшауламаның қызмет ету мерзімін қысқартады.

Қазіргі кезде полиэтилен 110 кВ кернеудегі кабельдерде қолданылады. Кейбір елдерде 220 кВ кернеуде полиэтиленді оқшауламалы кабельдер жасалуда және қажетке қолдану барысында сынақтан өтуде.

Поливинилхлоридті пластикаттың tgδ жоғары болады, бұл жоғары кернеуде кабельдердің жылуға төзімсіздігіне байланысты диэлектрлік шығындардың жоғарылауын болдыратындықтан, оны қолдануды шектейді. Сондықтан поливинилхлоридті пластикаттан жасалынған кабельдерді 10 кВ дейінгі кернеуде қолданады. Шет елдерде 66 кВ дейінгі кернеуде поливинилхлоридті пластикатты кабельдер жасалынып жатыр деген мәлімет бар.

Резиналы оқшауламалы кабельдер 35 кВ дейінгі кернеулерде қолданылады. Резиналы оқшауламалардың негізгі кемшілігіне каучук құрылымын қайтадан құруы және кабельдің істен шығуын болдыратын оның тез тозуы жатады. Кабельдер үшін резиналар көбінесе каучуктың табиғи және синтетикалық қоспаларынан дайындалады.

Жартылай өткізгішті экрандар оқшаулама мен ток өткізгіш талсымдардың арасындағы газдық қосылысты шунттау үшін және талсымның тегіс еместігінен пайда болатын өрістің біртекті еместігін жою үшін арналған.

Жартылай өткізгішті экрандар оқшауламалардың материалдарын құрайтын күйемен толтырылған құрылымдар: жартылай өткізгішті қағаздар, полиэтилендер, резиналар және т.б. қызмет атқарады. Жартылай өткізгішті экрандар бөліктік разрядтар пайда болу қауіпі болатын жоғары вольтті кабельдерде қолданылады.

Кабельдің қорғаныс қабықшалары оқшауламаны атмосфералық әсерлерден: дымқылдың болуынан, агрессивтік орталардан, ластанудан сақтайды. Қағаз-майлы оқшауламаларда қорғаныс қабықшалары қағазды сіңдіргіш құрамының ағып кетпеуін қамтамасыз етеді. Қағаз-майлы оқшауламалы кабельдерде қорғаныс қабықшаларын дайындау үшін қорғасын мен алюминийді пайдаланады. Қорғасын сіңдірілген оқшауламаның үстіне тегіс құбыр түрінде салынады. Қорғасынның өте жоғары икемділігі кабельдің қажетті иілгіштігін жабдықтайды. Алюминий қатаңдау металл болғандықтан кабельдің жоғары иілгіштігін алу үшін кейбір жағдайда қабықшаларды жиырылмалы етіп жасайды.

Полимерлі оқшауламалы кабельдерде қорғаныс қабықшаларының материалдары ретінде қоршаған ортаға төзімді поливинилхлорид қолданылады. Резиналы оқшауламалы кабельдердің механикалық беріктілігі жоғары және атмосфералық әсерлерге төзімді арнайы құрамды резиналы қабықшалары болады.

Жылжымалы тұтынушыларды (экскаваторларды, тау-кен өндірісінің кешендерін және т.б.) энергиямен қоректендіру үшін қолданылатын күштік кабельдер ауыр жағдайларда жұмыс істейді.

Бұл кабельдердің жоғары иілгіштігі және жеткілікті механикалық беріктілігі болуы керек. Жылжымалы тұтынушыларды энергиямен қоректендіру үшін қолданылатын күштік кабельдер иілгіштігі жоғары домалақ мыс талсымдардан, резиналы оқшауламадан және резиналы қабықшалардан тұрады. Жоғары вольтті кабельдердің ток өткізгіш талсымдарының және

Энергияның тереңдікке батырылатын тұтынушылары үшін арналған кабельдер бұрғылауға (скважинаға) немесе суға батырылатын шарттарында жұмыс жасайды. Бұл кезде кабельге сыртқы жоғары қысым, керілу күші әсер етеді. Бұрғылауға батырылатын кабельдерді жоғары температураның әсеріне сынақтан өткізеді. Кабельдер бір-, екі-, үш- және көп талсымды болып келеді.

Батырылатын кабельдердің талсымдары мыс сымнан жасалған көп сымдардан тұрады. Оқшаулама ретінде резина, полиэтилен, фторопласт-4 қолданылады. Қорғаныстық қабат ретінде резинаны, полиэтиленді, поливинилхлоридті пайдаланады.

Бақылау кабельдері басқару, бақылау және автоматтандырылған тізбектері үшін арналған. Бұл кабельдерді әдетте көп талсымды етіп дайындайды. Стационарлық төсеу кезінде талсымдарды мыстан немесе алюминийден жасайды. Жылжымалы объектілерді басқару тізбек-терінде көп сымды, аса иілгіш немесе иілгіш мыс талсымдар қолданылады.

Монтаждық сымдар радиоаппараттураларда, есептеу техникалардың аппараттарында, сондай-ақ автоматика және телемеханиканы монтаждау үшін қолданылады. Монтаждық сымдар бір талсымды, бір- және көп сымды түрде жасалады. Талсымның материалы ретінде жұмсақ мыс сым қолданылады. Монтаждық сымдар қолданылатын сымның оқшауламасының түріне қарай талшықты және пленкалы оқшаулама, пластмассалы және резиналы оқшаулама деп бөлінеді.

Талшықты материалдар ретінде этилцеллюлозді лакпен жабылған капрон және лавсан қолданылады. Жоғары қызуға төзімді сымдар үшін шыны талшығымен оралған кремний органикалық лақпен сіңдірілген фторопласты таспадан жасалған оқшаулама қолданылады.

Резиналы оқшауламалы монтаждық сымдарды парафинмен немесе лакпен сіңдірілген мақта қағазды жабыннан жасайды. Сымдардың пластмассалы оқшауламасы поливинилхлоридтен және полиэтиленнен жасалады.

Орамалық сымдар электр қозғалтқыштардың, трансформатор-лардың орамаларын, әртүрлі жерлерде қолданылатын орауыштарды дайындау үшін арналған. Орамалық сымдар жұмсақ мыс немесе домалақ, тікбұрышты немесе фасонды қималы алюминий сымдардан тұрады.

Тұрмыстық және орнатылатын сымдар күштік және жарық-тандыру қондырғыларда электр энергиясын тарату үшін және тұрмыс-тық құралдарды жалғау үшін қолданылады. Бұл сымдарды поли-винилхлоридті немесе резиналы оқшауламалы бір немесе екі талсымды түрде жасайды.

Байланыс кабельдері қолдану аймағына қарай магистралды, облыс ішілік және қала аралық, су астылық деп бөлінеді.

Берілетін жиіліктің спектрі бойынша кабельдер төменгі және жоғары жиілікті (12 кГц жоғары) болып бөлінеді. Конструктивті орындалуы бойынша кабельдер симметриялық және коаксиалды болып бөлінеді. Байланыс кабелі аз бұрмаланған сигналдарды және үлкен қашықтықтарда өшетін сигналдарды беру үшін қолданылады.

Арнайы кабельдер, жару жұмыстарына арналған кабельдер мен импулсьтік кабельдер және дала байланысына арналған кабельдер және т.б. болып бөлінеді.

Әр түрлі жағдайларда жұмыс шарттарына байланысты кабельдік конструкцияларды есептеудің өзінің арнайы ерекшеліктері болады. Кейбір жағдайларда кабель өнімінің мөлшері технологиялық мүмкіндіктерге байланысты анықталады. Кабель өнімдеріне төмендегідей реттілікпен есептеу жүргізіледі: электрлік есептеу; жылулық есептеу; кабельдің қызмет ету мерзімін есептеу.

Үлкен механикалық жүктемелі кейбір кабель өнімдері үшін механикалық есептеулер де жүргізіледі.

Электрлік есептеу жүргізгенде оқшауламаның ток өткізгіш талсымдарының қимасын және оның қалыңдығын анықтайды.

Жылулық есептеу жүргізгенде оқшауламаның температурасы анықталады және кабельдің қимасы немесе оның жүктемелік (ток бойынша) қабілеттілігі тексеріледі.

Қызмет ету мерзімін есептеу кезінде электрлік есептеуде қабылданған коэффициенттерді тексеріп анықтайды және белгілі ықтималдықта кабельдің істен шықпай жұмыс істеуі, оның істен шығу уақытының мәнін береді.

Құрамы бойынша кабельдердің жіктелуі.Кабель өнімдерінің ток өткізгіш талсымдарының материалдары ретінде электр өткізгіштігі жоғары металлдар: мыс және алюмен жатады. Осы мақсатта, сонымен бірге түйіспелі элементтерде, ұштамаларда басқа металлдардың қоспасы, мысалы қола және латунь қоспалары қолданылады.

Мыс – түсі қызыл, электр өткізгіштігі жағынан күмістен кейінгі металл. Бағасының қымбаттылығы себепті, мыстың қолдану диапазоны мен көлемі шектеулі.

Алюмен – мыстан үш есе жеңіл, күміс сияқты ақ түсті металл. Оның электр өткізгіштігі мысқа қарағанда 1,5 есе төмен. Алюмен мыстан біршама арзан болғандықтан кең қолдау тауып отыр.

Қорғасын қорғаныстық герметикалық қабықша ретінде пайдаланылады.

Болат алюмен сымдарды таспа, сым және жиырылған қабықша түрінде кабельдің болат қорғаныс қабықшаларын дайындау үшін қолданылады. Бұлардан басқа электр қондырғылардың, троллейлердің жерлендіргіш құрылғылары үшін қолданылатын жолақтар мен бұрыштарды жасайды.

Жоғары электрлік кедергісі бар сымдар мен таспаларды дайындау үшін әртүрлі металдардың қоспалары: алюмель, константан, копель, манга­нин, нейзильбер, нихромдар қолданылады.

Алюмель – никельдің (негізі болып саналады) алюменнен, марганецпен, кремниймен ( 6%) қоспасы.

Константан – мыстың (негізі болып саналады) никельмен ( 40% дейін) және марганецпен (1,5% дейін) қоспасы.

Копель - мыстың (негізі болып саналады) никельмен ( 43% дейін) және марганецпен (0,5 % дейін) қоспасы.

Манганин - мыстың (негізі болып саналады) марганец (11-13%) пен никельдің (2,5...3,5%) қоспасы.

Нейзильбер - мыстың (негізі болып саналады) никель (5...35%) мен мырыштың (13...45%) қоспасы.

Нихром - никельдің (негізі болып саналады) хроммен (15...30%), кремниймен (1,5% дейін), алюминиймен (3,5% дейін) қоспасы. Нихром ыстыққа жоғары төзімділігімен (1200 °С дейін) айрықшаланады.

Қалайы мен оның қоспасы сымдар мен кабельдердің металл талсымдарын ойықтау және дәнекерлеу үшін қолданылады.







Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 1869. Нарушение авторских прав

codlug.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.011 сек.) русская версия | украинская версия