Виды проводов

Провод — это изделие радиотехнической промышленности, состоящей из проводящей жилы и изоляции. Жила может быть сделана из меди, алюминия и других металлов, а изоляция из диэлектрических материалов.

Для начала давайте разберемся, почему провода бывают толстыми и тонкими?

Вы никогда не замечали, что у утюга и электрочайника диаметр провода больше, чем у зарядки для сотового телефона? Виноват во всем закон Джоуля-Ленца. Все электронные потребители «кушают» силу тока.

Из статьи работа и мощность тока мы с вами знаем, что мощность — это произведение силы тока на напряжение, то есть P=IхU . Следовательно, чтобы узнать силу тока, надо мощность разделить на напряжение в розетке. Если мой утюг обладает мощность в 1400 Ватт, значит I=P/U=1400/220=6.36 Ампер будет кушать мой утюг.

Провод — это как шланг.

Шланг выдерживает только определенный напор воды. Если мы сделаем очень большой напор воды, то шланг разнесет на кусочки! Чтобы этого не происходило, надо взять шланг бОльшего диаметра. С проводами дела обстоят точно также. Чем больше силы тока течет по проводу, тем он должен быть толще. Вот почему у нас утюг и электрочайник имеют толстые провода. По этим проводам будет течь большой ток, а по проводам зарядки — слабенький ток. Поэтому, с целью экономии дорогой меди, провода для зарядки мобильных телефонов делают тоньше.

Вот небольшая табличка, показывающая какую силу тока можно пропускать через медный провод в течение длительного времени:

Виды проводов

Провода бывают также одножильными

Здесь все просто. Одножильные провода используются в неподвижных частях радиоэлектронных устройств. Это может быть проводка в вашем доме или какие-либо перемычки внутри вашей радиоаппаратуры.

Многожильные провода используются там, где они чаще всего гнуться. Здесь правило простое — чем больше и чаще будет гнуться такой кабель, тем больше он имеет жил. В основном такие провода используют для ЧПУ станков, у которых имеются подвижные части, а также используются для питания всей переносной электроники.

Что же такое кабель и чем он отличается от провода? Кабель — это два и более провода, соединенных в один пучок. Внизу на фото всем вам знакомый кабель — витая пара.

Он часто используется в охранных пожарных системах, а также в интернет-провайдинге.

А это уже силовой кабель, который служит для передачи очень большого напряжения и силы тока на большие расстояния. Такой кабель чаще всего можно увидеть в промышленности.

В основном провода и кабели делают из алюминия или меди. Алюминий легче и дешевле меди, поэтому его используют для передачи электрического тока от подстанций к потребителям. Потребителями могут быть заводы, крупные предприятия и, конечно же, мы с вами. Провода из алюминия меньше провисают, благодаря своему маленькому весу.

Читайте так же:

Как просверлить дрелью отверстие в бетонной стене

Минус алюминия в том, что его проводимость хуже, чем проводимость меди, и он сильно окисляется на воздухе. В остальном, где требуется хорошая проводимость и качество сигнала, используют медные провода.

У нас есть прикольная статья про протоны. Глянь.

Как делают кабели и провода

Процесс изготовления проводов и кабелей технологически реализуется в несколько шагов, главные из которых: вытяжение заготовки, наложение изоляции, и финальный этап — намотка готового изделия в бухты. На самом деле все происходит несколько сложнее, и под производство кабеля отводится минимум два крупных цеха — цех по обработке медной заготовки и цех нанесения оболочек.

В первом цеху медная катанка вытягивается в проволоки и скручивается, а уже во втором цеху заготовки пропускаются через экструзионные линии, где кабель приобретают завершенную изолированную форму и наматывается в бухты.

Давайте, однако, рассмотрим технологический процесс производства кабелей и проводов более подробно и поэтапно на примере производства провода марки ПВС.

Сырьем для медных жил служит так называемая катанка, представляющая собой относительно толстые медные заготовки диаметром порядка 10 мм, они и поставляются на завод. Здесь при помощи станка грубого волочения, медная катанка подвергается холодной обработке — она под давлением проходит через волочильный инструмент, так называемый волок, канал которого сильно меньше по диаметру, чем сама катанка.

Таким образом получается тонкая длинная проволока, диаметр которой многократно меньше диаметра катанки, а длина, соответственно, больше. Волочильная машина дает на выходе пасьму — тонкие проволоки, которые затем превратятся в многопроволочную структуру — стенгу.

В процессе волочения катанки, проводящие и пластические свойства меди ухудшаются, поэтому для того чтобы вернуть проводнику надлежащие свойства, полученную проволоку сначала необходимо нагреть в вакуумной печи до определенной температуры, а затем охладить до комнатной температуры, чтобы она получилась мягче.

Данная процедура называется отжигом, причем продолжительность выдержки пасьмы в вакуумной печи и температура нагрева зависят от исходных и требуемых характеристик проволоки, а также от ее диаметра. После завершения отжига, пасьма с правильными электрическими и механическими характеристиками наматывается на катушки для подачи на следующий этап обработки — для скрутки в стренгу.

Для создания гибкой многопроволочной жилы будущего провода, отдельные проволоки (пасьма) с нескольких катушек одновременно подаются в крутильную машину, где из них скручивается токопроводящая жила — стренга, служащая основой для будущего провода. Скрутка может быть разной: пучковой, шнуровой, правильной, а также может иметь то или иное направление (правое или левое).

В зависимости от требуемых гибкости, прочности на растяжение, и других характеристик будущего провода, выбирают тип скрутки. Объединенные скручиванием в стренгу, жилы наматываются опять же на катушку. Как вы уже поняли, стренга — это многопроволочный провод, готовый для наложения на него изоляции.

Стренга подается в экструзионный комплекс. Здесь гранулы ПВХ пластиката и превратятся в изоляцию. Катушка со стренгой устанавливается на отдающее устройство, с которого скрученная жила подается в экструдер. Жила постоянно натянута специальным натяжителем, и тут же подогревается до 100–150°С электрическим током, пока проходит по роликам. Расплавленные в шнеке гранулы ПВХ пластиката превращаются в однородную массу. Прогретый провод проходит через экструдер, где расплавленная масса ПВХ пластиката выдавливается на него, приобретая форму оболочки.

Работа экструзионной линии в технологическом процессе при производстве кабеля:

После выхода из экструдера уже в изоляции, гибкий провод проходит через протяженную охлаждающую ванну с водой, в которой происходит его охлаждение до 60°С. Далее вода сдувается с провода специальным приспособлением, изоляция окончательно сушится, и изолированный провод подается на вал, прежде подвергаясь сухому испытанию изоляции напряжением.

Отдельные изолированные жилы наконец скручиваются — так и получают многожильный провод: подкрученные жилы подаются в крутильную дисковую машину, при этом они уплотняются. На финальном этапе производства скрученные жилы покрываются в экструзионной линии общей изоляцией, и уже готовый провод проходит проверку на соответствие ГОСТ. После этого провод упаковывается в бухты, а бухты затем отгружают.

Из чего делают провода и кабели для электросетей

Передача электроэнергии от источника тока к потребителю производится по кабельным линиям и проводам. Несмотря на многочисленные эксперименты по беспроводной передаче при помощи электромагнитных волн и других излучений, пока не удалось изобрести другой способ доставить электричество даже на малое расстояние. Все говорит о том, что кабельная продукция в ближайшие несколько десятков лет останется востребованной и незаменимой.

Кабели и провода соединяют генераторы, аккумуляторы, динамо-машины и другие источники электроэнергии с машинами и механизмами, которые используют для работы электричество. По пути кабели соединяют с выключателями, разветвителями, понижающими и повышающими трансформаторами, автоматами защиты и другими электрокоммуникационными и монтажными устройствами.

Создается сложная сеть, при монтаже которой необходимо соблюдать строгие правила. Для упрощения и облегчения монтажа и эксплуатации, все элементы сети стандартизируют. Это позволяет использовать одни и те же инструменты для работы с магистралями передачи тока разной мощности и назначения, а также не испытывать сложности с подключением различных видов кабелей к электроустановочным устройствам.

Как устроен кабель

Алюминиевые и медные кабели устроены практически одинаково. Они, конечно, отличаются размерами главных частей, материалами изоляции и другими тонкостями, но общее устройство одинаковое. Это:

изоляционный слой (слои);
токопроводящая жила (жилы);
защитный слой.

Основа кабеля — жила, сделанная из металла с низким сопротивлением течению электротока. Кроме проводимости, металл жилы должен соответствовать и другим требованиям — быть прочным, гибким, устойчивым к коррозии, не слишком дорогим. После ряда экспериментов, проведенных еще в 18–19 столетиях, лучшими металлами признаны медь и алюминий, из которых изготовляется подавляющее количество кабелей и проводов.

Токопроводящие свойства жилы определяются поперечным сечением провода. Он может быть монолитным и состоящим из свитых в один жгут (пучок) нескольких тонких проводов. Многожильные провода и кабели более гибкие, чем монолитные. Для жилы используется проволока круглого сечения, как более технологичная в производстве. Но есть кабели, в которых используются квадратная или овальная проволока.

По количеству жил, проводники подразделяются на кабели и провода. В проводе обычно одна жила, у кабеля несколько, каждая из которых изолирована отдельной изоляцией. Обычно двухжильные кабели для подключения бытовой техники или ввода в дом не оснащаются внешней оболочкой, но есть и модели, у которых два изолированных провода покрыты дополнительной изоляцией и тканевой, реже, металлической, обмоткой.

Изоляционные материалы

Вторая важная часть кабеля — изоляция. Это слой резины или полимера, который исключает доступ к жиле. Предназначена изоляция как для защиты от короткого замыкания, так и для предотвращения риска поражения током. В зависимости от типа кабеля, в роли изолятора выступают самые разные материалы:

стекловолокно;
керамика;
поливинилхлорид;
резина;
целлулоид;
полиэтилен и другие полимеры.

Кроме высокого электрического сопротивления изоляционные материалы должны соответствовать и другим требованиям. Изоляция должна быть гибкой, прочной, водостойкой, не разрушаться при солнечном свете и перепадах температуры. Очень важны для материала противопожарные свойства и температурная стойкость. Провода и кабели при передаче тока большой силы часто нагреваются. Изоляция не должна выделять токсичных и воспламеняющихся газов, загораться сама. А при КЗ или других авариях — не гореть и не поддерживать распространения огня.

Внешняя оболочка

Чаще всего, это более толстый слой изоляции, который защищает свитые в пучок изолированные жилы от внешних воздействий. Но в силовых кабелях средней и большой мощности дополнительно используют стальную навивку из полосы, оплетку, прокладки из бумаги и фольги. Такие дополнительные слои получили название «бронь». Бронированные кабели предназначены для подземной установки, использования в промышленности, в зоне агрессивной атмосферы и других экстремальных условиях.

Кабели и провода

В зависимости от внутренней структуры, существует определенная градация в названиях. Кабелем называют структуру, в которой находится не менее трех жил в изоляции, разделенных пергаментом, свинцом, резиной или другими материалами. Провод — это один или несколькло проводников в отдельной изоляции, объединенные общей изоляцией (кожухом) или без такой оболочки. Максимальное количество жил в проводе (шнуре) не превышает пяти.

Из чего делают провода и кабели

Наиболее важной характеристикой любого электрического силового кабеля является его электрическая прочность, так как нарушение ее выводит из строя кабельную линию. Всякий диэлектрик, применяемый на практике, всегда обладает какой-то неоднородностью структуры и свойств. Так, например, изоляция кабелей высокого напряжения (бумага) имеет слоистый характер, резиновая изоляция неоднородна, так как она получается путем смешения каучука с мелкоизмельченными порошками минеральных наполнителей и смягчителями. Даже такие материалы, как синтетические диэлектрики .

Силовые кабели предназначаются для передачи и распределения электроэнергии по району и для подводки ее к токоприемникам. Хотя кабельные более дорогие в процессе прокладки, чем воздушные линии, они все чаще используются в качестве приоритетного решения. Сегодня высоковольтные кабели в основном эксплуатируются на уровнях напряжения 380 кВ, 110 кВ, 35кв, 20 кВ, 10 кВ и 400 В. В то время как сегодня производятся почти только кабели с пластиковой изоляцией и оболочкой из сшитого полиэтилена, классический высоковольтный кабель представляет собой .

Ускоренное старение образцов резины при нагреве идет значительно медленнее для теплостойкой резины, чем для резины, содержащей серу. Обычно применяемый метод старения в термостате не дает заметного изменения механических свойств теплостойкой резины даже за несколько месяцев. Повышение температуры, при которой производится искусственное старение с 70° С для сернистых резин до 120° С для резин теплостойких, существенно изменяет условия старения и, следовательно, затрудняет сравнение сроков жизни обычных и теплостойких резин по результатам испытания на старение .

Подземные высоковольтные кабели для передачи электроэнергии используются уже много лет, и за эти годы был разработан ряд различных технологий. Линии передачи с газовой и масляной изоляцией обладают техническими, экологическими и эксплуатационными характеристиками, которые делают их очень хорошей альтернативой там, где требуется передача высокого напряжения в ограниченном пространстве, например, там, где невозможно использовать воздушные линии электропередачи. Кабельные линии электропередачи с газовой и масляной изоляцией .

К основным электрическим характеристикам проводов и кабелей относятся характеристики, измеряемые при постоянном напряжении, а именно: омическое сопротивление токопроводящих жил, сопротивление изоляции и емкость. Омическое сопротивление токопроводящих жил проводов и кабелей выражается в омах и относится обычно к единице длины (м или км) провода или кабеля. Омическое сопротивление, отнесенное к единице длины и сечения, называется удельным сопротивлением и выражается в ом х см. В технических условиях на провода и кабели удельное сопротивление выражается .

Защитные оболочки служат для защиты изолирующего слоя провода или кабеля от влияния окружающей среды, а главным образом от влияния влаги. Чем менее влагоустойчива изоляция кабеля или провода, тем более совершенная оболочка должна быть применена. Физические условия работы кабеля также влияют на выбор материала защитной оболочки, например, если от кабеля требуется повышенная гибкость, то нужно применять гибкую защитную оболочку. Материалы, используемые для защитных оболочек, немногочисленны, а именно: свинец, алюминий, резина, пластмассы и их комбинации .

Провода и кабели с резиновой изоляцией применяются для присоединения токоприемников и распределения электроэнергии во вторичных сетях электрического тока, а также имеют широкое применение в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте, в строительстве и быту. Применение резиновой или пластмассовой изоляции вызывается не столько желанием получить гибкий кабель, сколько делается для облегчения и упрощения концевых разделок кабеля. Применение свинцовой оболочки не дает возможности использовать повышенную гибкость изолирующего слоя кабеля .

Все кабельные изделия могут быть сведены к следующим основным видам: голые провода, изолированные провода и шнуры разных типов, кабели разных типов. Голые провода имеют только одну единственную конструктивную часть — металлическую сплошную или скрученную из отдельных проволок жилу. Изолированные провода имеют кроме токоведущей жилы еще слой изоляции на жиле и легкие защитные покровы, например оплетку. Шнур характеризуется наличием двух или нескольких скрученных вместе гибких изолированных жил в общей оплетке. Кабель характеризуется тремя конструктивными элементами .

Линии электропередачи предназначены для передачи электрической энергии от источника питания (электростанций) к потребителям – в дома, учреждения, на различные предприятия. Электроэнергия от электростанции до конечного потребителя проходит большой путь через множество различных повышающих и понижающих распределительных подстанций, между которыми электроэнергия передается при помощи воздушных и кабельных линий электропередач. Рассмотрим, что собой представляют воздушные и кабельные линии электропередачи, приведем их достоинства и недостатки .

В населенных пунктах и на территориях предприятий электрические и информационные сети, как правило, — кабельные. Когда кабель только монтируется — его хорошо видно, но если кабель давно проложен, его обычно невозможно увидеть, поскольку он оказывается скрыт где-то внутри конструкции. И стоит начаться земляным работам или какому-нибудь ремонту, как тут же возникает угроза повреждения скрытого кабеля. Чтобы этого не произошло, кабель защищают от механических повреждений, применяя специальные меры. Так кабель будет застрахован от нарушения его целостности .

голоса

Рейтинг статьи