Понятие:

Кабель (от голл. kabel - канат, трос) - электрический, один или несколько изолированных проводников, заключённых в герметическую оболочку, поверх которой, как правило, накладываются защитные покровы.

Применение:

Кабель применяют для передачи на расстояние электрической энергии или сигналов: высоковольтные линии электропередачи, электроснабжение промышленных предприятий, транспорта и коммунальных объектов; магистральные линии связи, городская телефонная сеть, средства радиосвязи и телевидения; подача электроэнергии к движущимся рабочим машинам - экскаваторам, врубовым и торфодобывающим машинам и т. д.; электрооборудование судов, летательных аппаратов и т. п.

Конструкция:

Конструкция кабеля существенно зависит от условий его прокладки и эксплуатации (под землёй, в воде, на воздухе, в химически активных средах, при низких или высоких температурах, при повышенной влажности и т. д.).

Кабели любых типов имеют общие конструктивные элементы:

• токопроводящие жилы,

• изоляция,

• оболочка.

Токопроводящие жилы изготавливают из меди или алюминия, имеющих наименьшее (после серебра) электрическое сопротивление (удельное сопротивление электротехнической меди r = 1,7×10^-8ом×м, алюминия r = 2,9×10 ⁸ом×м).

В зависимости от условий эксплуатации токопроводящие жилы могут иметь различную степень гибкости, быть однопроволочными или скрученными из многих проволок.

В силовых кабелях токопроводящие жилы нормируют по сечению, выбор которого зависит от передаваемой мощности. Наиболее распространены сечения: 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120 и 150 мм².

В кабелях связи токопроводящие жилы нормируют по диаметру.

Изоляция кабеля выполняется из сплошного, слоистого или каркасно-воздушного диэлектрика, отделяющего токопроводящие жилы друг от друга и от оболочки.

В многожильных кабелях скрученные изолированные жилы дополнительно покрывают изоляцией (поясной), как правило, из того же материала, что и основная; поясная изоляция служит бандажом, придавая кабелю круглую форму.

Требования к изоляционным материалам: изоляционные материалы должны обладать

• высоким электрическим сопротивлением,

• необходимой по условиям эксплуатации электрической прочностью при возможно меньшей толщине,

• низкими диэлектрическими потерями (tgd),

• минимальной диэлектрической проницаемостью (e),

• высокой стойкостью к старению,

• в зависимости от условий эксплуатации к изоляции могут предъявляться дополнительные требования: негорючесть, повышенная гибкость, влагостойкость и др.

Особое значение имеет нагревостойкость изоляции, т. е. способность выдерживать повышенную температуру без существенного уменьшения эксплуатационной надёжности, т. к. повышение верхнего предела рабочей температуры позволяет снизить габариты и массу кабеля.

В качестве изоляции наиболее распространены

• кабельная и телефонная бумага,

• резины на основе натурального и синтетического каучуков,

• пластмассы (полиэтилен различных модификаций, поливинилхлорид, полистирол и др.),

• в состав изоляции в качестве компонентов могут входить минеральные масла и масло-канифольные составы, а также некоторые инертные газы под давлением.

   

Оболочки в виде сплошных труб поверх изолированных токопроводящих жил служат для защиты их от механических повреждений, воздействия влаги, света, химических веществ.

• Для кабеля, с легко увлажняемой (гигроскопической) изоляцией предпочтительно применение оболочки из свинца или алюминия - материалов с диффузионной константой, близкой к нулю. Свинцовые оболочки легко формуются при сравнительно невысоких температурах (180-220 град.С) и, несмотря на многие недостатки: большая плотность (11,4 г/см³), вредность в обработке, малая вибростойкость и механическая прочность, широко используются при изготовлении кабеля.

• Более перспективен для этих целей алюминий, который в 2-2,5 раза прочнее и в 3,3 раза легче свинца, более вибростоек и менее дефицитен. Однако для прессования алюминия требуется более сложное оборудование, т. к. его пластическая деформация требует значительных усилий даже при температуре 450-500 С.. Для повышения гибкости алюминиевые оболочки кабель больших диаметров гофрируют.

• Кабель со сплошной пластмассовой изоляцией обычно имеют оболочки из различных поливинилхлоридов и пигментированного сажей (1-2%) полиэтилена (влагопроницаемость поливинилхлоридов в 10 раз выше, чем полиэтилена).

• Кабели с резиновой изоляцией имеют, как правило, оболочку на основе различных синтетических каучуков, придающих ей нефтемаслостойкость, негорючесть, повышенную морозостойкость, гибкость, механическую прочность.

Бронепокровы (броня):

Для защиты оболочек кабеля от механических повреждений и коррозии на них накладывают защитные покровы, в состав которых в большинстве случаев входят бронепокровы (броня).

Чаще всего бронёй служат две стальные ленты толщиной 0,3-0,8 мм, иногда с цинковым или битумным покрытием, надёжно защищающие кабель от повреждений при прокладке в земле, внутри помещений, в каналах, блоках, тоннелях.

Виды брони:

• Для защиты кабеля от воздействия значительных растягивающих усилий на него накладывают броню из круглых (реже плоских) оцинкованных стальных проволок диаметром от 1,4 до 6 мм (обязательно при прокладке по дну водоёмов, в буровых скважинах и т. п.). Под броню и поверх неё накладывают мягкие покровы из нескольких слоев битума, пропитанной бумажной ленты или кабельной пряжи (джута).

• Кабели, прокладываемые в особо агрессивных средах, в земле при наличии блуждающих токов, а также все кабели с алюминиевой оболочкой, независимо от условий их эксплуатации, защищают усиленными покровами, в состав которых входит пластмассовое покрытие - ленточное либо сплошное.

• При прокладке в шахтах или пожароопасных помещениях кабели защищают негорючими покровами (например, из стеклянной пряжи, каменноугольного пека).

• Для защиты кабеля от незначительных механических повреждений применяется панцирь из стальных оцинкованных проволок диаметром до 0,3 мм или оплётка из волокнистых материалов, пропитанных противогнилостными составами.