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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA
Isolamento do cabo. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Trabalho elétrico Isolamento de cabos deve ter resistência elétrica que exclua a possibilidade de falha elétrica na tensão para a qual o cabo foi projetado. Para isolar os núcleos dos cabos entre si e das bainhas metálicas externas, é usado isolamento de papel, plástico e borracha. Isolamento impregnado de papel os núcleos dos cabos têm boas características elétricas, longa vida útil, temperatura permitida relativamente alta e baixo custo, portanto são mais amplamente utilizados. As desvantagens incluem a higroscopicidade, que requer fabricação cuidadosa e vedação completa das bainhas e acoplamentos dos cabos. O isolamento para cabos de potência com tensões de até 120 kV é feito de papel para cabos reforçado multicamadas à base de celulose sulfato grau KMP-35. Você pode fazer isolamento com papel de duas camadas das marcas K-080, K-120, K-170 ou papel multicamadas - KM-120, KM-140 e KM-170. A espessura do papel é respectivamente 80, 120, 140 e 170 mícrons. Os núcleos são embrulhados com fitas de papel não impregnadas. O enrolamento mais comum é com folga, o que permite dobrar o cabo dentro de certos limites sem correr o risco de danificar o isolamento do papel. Para evitar a deterioração das características elétricas do isolamento, os espaços entre as voltas das fitas adjacentes localizadas na parte superior (verticalmente) não devem coincidir. Ao aplicar um grande número de fitas, é impossível evitar a coincidência de lacunas, portanto o número de coincidências é normalizado. Não são permitidas mais de três combinações de tiras de papel e isolamento núcleo-núcleo ou núcleo-bainha (tela) em cabos com tensão de 6 kV, não mais que quatro para cabos de 10 kV, não mais que seis para cabos de 35 kV. O isolamento do papel deve ser aplicado de forma justa, sem dobras e rugas, cuja presença leva à formação de vazios e inclusões de ar, que reduzem a confiabilidade dos cabos. A espessura da camada isolante nos cabos de energia é padronizada pelo GOST e depende da tensão nominal e da seção transversal dos núcleos do cabo. Para aumentar a rigidez elétrica, uma tela de papel eletricamente condutora é colocada na isolação da correia dos cabos com tensões de 6 e 10 kV, e nos núcleos e no topo da isolação dos cabos com tensões de 20 e 35 kV. As tiras de isolamento superiores dos núcleos em cabos multipolares possuem uma designação digital ou uma cor distinta. Ao designar digitalmente, o número 1 é aplicado na faixa superior do primeiro núcleo, o segundo - 2, o terceiro - 3, o quarto - 4. Com uma cor distinta, o número 1 corresponde a branco ou amarelo, o número 2 - azul ou verde, número 3 - vermelho ou carmesim, número 4 - marrom ou preto. Os núcleos isolados dos cabos multipolares são torcidos, preenchendo os espaços entre eles com materiais isolantes até obter um formato redondo. O isolamento da correia é aplicado aos condutores isolados torcidos usando fitas de papel de determinada espessura. O isolamento de papel dos cabos é primeiro seco e depois impregnado com compostos de colofónia de óleo: MP-1 para cabos com tensão de 1-10 kV e MP-2 - 20-35 kV. A impregnação aumenta a resistência elétrica do isolamento do papel. Isolamento plástico usado para cabos de energia. É feito de polietileno ou cloreto de polivinila (PVC). O polietileno possui boas propriedades mecânicas em uma ampla faixa de temperatura, resistência a ácidos, álcalis, umidade e altas características de isolamento elétrico. Dependendo do método de produção do polietileno, distinguem-se o polietileno de baixa densidade e o polietileno de alta densidade. O polietileno de alta densidade tem maior ponto de fusão e resistência mecânica em comparação com o polietileno de baixa densidade. O polietileno de baixa densidade amolece a uma temperatura de cerca de 105 °C, o polietileno de alta densidade - 140 °C. A introdução de peróxidos orgânicos no polietileno e posterior vulcanização aumenta significativamente seu ponto de fusão e resistência à fissuração. O polietileno vulcanizado deforma-se ligeiramente a 150 °C. Para obter polietileno autoextinguível, são introduzidos aditivos especiais. Para telas eletricamente condutoras de cabos isolados com polietileno, poliisobutileno, negro de acetileno e ácido esteárico são adicionados ao polietileno. O produto sólido da polimerização - cloreto de polivinila - não propaga a combustão. Para aumentar a elasticidade e a resistência ao gelo do PVC, são adicionados plastificantes - caulim, talco, carbonato de cálcio; para obter o PVC colorido são introduzidos aditivos corantes. O PVC envelhece sob a influência da temperatura, radiação solar, etc. devido à volatilização do plastificante (diminuição da elasticidade e da resistência ao frio). Isolamento de borracha consiste em uma mistura de borracha (natural ou sintética), carga, amaciante, acelerador de vulcanização, antioxidante, corante, etc. A borracha RTI-1, que contém 35% de borracha, é usada para isolamento de cabos. As vantagens do isolamento de borracha são a flexibilidade e a quase total não higroscopicidade. Desvantagens - maior custo e baixa temperatura de operação do núcleo (65 ° C) em comparação com outros tipos de isolamento, o que reduz a carga admissível no cabo. Com o tempo, as borrachas isolantes sofrem uma diminuição significativa na elasticidade e alterações em outras propriedades físicas e mecânicas. O envelhecimento do isolamento de borracha ocorre sob a influência de vários fatores e é principalmente consequência da destruição oxidativa (destruição) da borracha contida na borracha. Para proteger o isolamento dos núcleos da exposição à luz, umidade, diversos produtos químicos, bem como protegê-lo de danos mecânicos, os cabos são equipados com bainhas. Os melhores materiais para a fabricação de bainhas de cabos em termos de estanqueidade e resistência à umidade, flexibilidade e resistência ao calor são os metais - chumbo e alumínio. Cabos com isolamento não absorvente de umidade (plástico ou borracha) não necessitam de bainha metálica, portanto geralmente são feitos com bainha de plástico ou borracha. A espessura da bainha é padronizada e depende do material de que é feita, do diâmetro do cabo e das condições de operação. Bainhas de chumbo feito de chumbo grau C-3 (chumbo puro não inferior a 99,95%). O chumbo é um dos metais muito pesados (densidade 11340 kg/m327,4). Ponto de fusão - XNUMX °C. O chumbo possui baixa resistência mecânica e fluidez significativa, o que deve ser levado em consideração ao colocar cabos verticalmente em uma bainha de chumbo nua. À medida que a temperatura aumenta, a fluidez do chumbo aumenta. O potencial eletroquímico normal do chumbo é de -0,13 V, portanto possui baixa reatividade química e alta resistência à corrosão. A desvantagem das bainhas de chumbo é a sua baixa resistência a cargas vibratórias, especialmente em temperaturas elevadas. Aumentos na resistência à vibração e na resistência mecânica são alcançados pela introdução de aditivos de antimônio no chumbo. A bainha de chumbo dos cabos sem capa protetora é feita de ligas de chumbo-antimônio das marcas SSuM, SSuMT. As bainhas de chumbo não devem apresentar marcas, arranhões ou amassados que as levem além das tolerâncias mínimas de espessura. Conchas de alumínio fabricado por extrusão de alumínio A-5 com pureza de pelo menos 99,97%. A densidade do alumínio é 2700 kg/m39,3, a resistência à tração é 49,1-2 MPa. Os invólucros de alumínio são 2,5 a 4 vezes mais fortes e XNUMX vezes mais leves que os de chumbo, têm maior resistência a cargas de vibração e possuem altas propriedades de blindagem. As desvantagens das bainhas de alumínio são as grandes dificuldades tecnológicas de aplicação no cabo e a baixa resistência à corrosão eletroquímica, explicada pelo alto potencial negativo normal do alumínio (-1,67 V). A corrosão se resume ao deslocamento dos íons de hidrogênio do ambiente com o qual o alumínio entra em contato e à transição do próprio alumínio na forma de íons para a solução. Portanto, os cabos com bainha de alumínio são protegidos com coberturas particularmente resistentes ao apodrecimento que não permitem a passagem de umidade para a bainha. Conchas de plástico feito de mangueira de PVC ou polietileno. As bainhas de plástico combinam leveza, flexibilidade e resistência à vibração, mas o vapor de água se difunde gradualmente através do plástico, o que leva a uma queda na resistência de isolamento do cabo. Portanto, são utilizados em cabos com isolamento não higroscópico de polietileno, PVC, etc. O plástico da mangueira difere do plástico isolante na seleção de plastificantes e estabilizadores, que proporcionam maior resistência ao envelhecimento pela luz. Para bainhas de cabos, é usado composto plástico de PVC grau 0-40. Em temperaturas abaixo da temperatura permitida, as bainhas dos cabos de PVC tornam-se rígidas e podem ser destruídas com o impacto. A boa resistência mecânica do plástico PVC permite a utilização generalizada de cabos revestidos sem capas protetoras. Não propaga combustão, é resistente à umidade e ao óleo, resistente à corrosão elétrica e química. Os cabos com essa bainha são fáceis de fabricar e instalar. As bainhas dos cabos de polietileno se distinguem por altas propriedades físicas e químicas, baixa permeabilidade à umidade e resistência à corrosão elétrica e química. Conchas de borracha feito de borracha resistente a óleo RSHN-2, que não propaga a combustão. Os invólucros de borracha são altamente resistentes a cargas de tração, impacto e torção. O negro de fumo (fuligem) é utilizado como enchimento de borracha, o que o protege da radiação solar. Capas protetoras consistem em uma almofada, armadura e cobertura externa e são projetados para proteger os cabos contra danos mecânicos e corrosão. A letra “G” é adicionada à designação da marca de um cabo que não possui capa protetora. Almofadas de cabo São camadas concêntricas de materiais fibrosos e uma composição betuminosa ou betume no topo da bainha e têm como objetivo proteger as bainhas dos cabos contra danos por fitas ou fios de armadura e protegê-los da corrosão e não possuem designação. Uma almofada reforçada com enrolamento adicional com duas fitas plásticas, que oferece proteção contra corrosão e correntes parasitas, é marcada com a letra “l”. Para aumentar a resistência à corrosão, a almofada é confeccionada com duas camadas de fita plástica e marcada com um número e uma letra - “2 l”. Para aumentar a resistência à corrosão e à umidade da almofada, uma camada de polietileno extrudado ou plástico PVC é colocada sobre as fitas plásticas de PVC (e outro material equivalente). Na marcação, esse tipo de travesseiro é designado pelas letras “p” (polietileno) e “v” (plástico PVC). As capas protetoras sem almofada estão marcadas com a letra “b”. A espessura mínima da almofada depende do projeto, do diâmetro do cabo e é de 1,5 a 3,4 mm. Armadura serve para proteger os cabos contra danos mecânicos. Para cabos que não estão sujeitos a forças de tração durante a operação, utiliza-se uma armadura de fita, que consiste em duas fitas de aço com espessura de 0,3 a 0,8 mm (dependendo do diâmetro da bainha do cabo) e é aplicada de forma que a fita superior cubra as lacunas entre voltas da fita inferior. Para cabos sujeitos a forças de tração, utiliza-se armadura feita de fios planos ou redondos de aço galvanizado. A espessura da armadura feita de fios planos de aço galvanizado é de 1,5 a 1,7 mm, o diâmetro dos fios redondos é de 4 a 6 mm. Capa externa, que inclui uma camada de composição betuminosa ou betume, fios impregnados e revestimentos que protegem as espiras do cabo de grudar, não tem designação na marcação. A tampa com elemento não inflamável na marcação do cabo possui a letra “H”. Com mangueira protetora de polietileno prensado, as tampas são designadas “Shp”, e com mangueira de PVC - “Shv”. A espessura mínima da tampa externa depende do diâmetro do cabo e é de 1,9-3 mm. Autor: Bannikov E.A.
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