תכונות עיצוב של חוטים וכבלים
אלמנטים מבניים
כל מוליך חשמלי מורכב מהחלקים הבאים, לא תמיד בבת אחת, הוא יכול רק מכמה:
- מוליך וריד. משמש להובלת זרם עם מינימום חימום אפשרי. הדרישות העיקריות לוורידים: גמישות טובה, עמידות בפני קורוזיה, מוליכות חשמלית גבוהה וכמובן עלות נמוכה.
- בידוד. מחסום שאמור לספק את ההתנגדות הגדולה ביותר האפשרית לאנרגיה חשמלית העוברת דרך הליבה. שכבת הבידוד צריכה להיות בעלת התכונות הדיאלקטריות הגבוהות ביותר האפשריות, ואילו בטווח הטמפרטורות הגדול ביותר האפשרי. בנוסף, הבידוד חייב להיות גמיש.
- מסך. יש צורך להגן על הגרעין המוליך מפני כל מיני הפרעות אלקטרומגנטיות חיצוניות. הדרישה לעיצוב שכבת המיגון היא ציפוי בידוד של 100% במהלך הכיפוף.
- בידוד חגורה. משמש להגנה נוספת על חוטים וכבלים מפני פירוק.
- צדף. מגן על המוליך מפני נזק מכני, תופעות אטמוספריות וכן מפני חדירת רטיבות.
- כיסוי מגן. נדן נוסף המשמש להפעלת מוצרי כבלים בתנאים קשים.
בניית כבלים וחוטים מורכבת מאלמנטים בודדים אלה. אם ברצונך לדעת יותר על הזנים והתכונות של כל רכיב, תמצא סקירה מפורטת יותר בהמשך.
סקירת פרמטרים
גרעין מוליך
ורידים של כבלים, חוטים ומיתרים נעשים בהתאם ל- GOST 22483-2012 הנוכחי, שהוא בתורו תקן וקובע את התנגדות הזרם הישיר של 1 ק"מ מליבה בטמפרטורה של + 20 מעלות צלזיוס. כדי לזהות התנגדות חשמלית, עליכם לדעת את חתך הרוחב, את חומר הייצור ואת סוג התיל. נשקול כל פרמטר בסדר, כך שתבינו כיצד הוא משפיע על תכנון חוטי חשמל וכבלים.
ציון החוט יכול להיות בין 1 ל 6. ככל שהציון גבוה יותר, כך גמישות המוליך טובה יותר. לדוגמא, כיתה א 'ו' משמשים לייצור מוצרי כבלים שישמשו אך ורק להנחה נייחת. כדי לחבר מנגנונים ניידים עליכם להשתמש בכבלים עם דרגת גמישות של 3 עד 6.
באשר לחומר הייצור, זהו פרמטר חשוב מאוד.הנחושת מוליכה זרם טוב יותר ועמידה יותר בפני נזק מכני. עם זאת, החסרונות של חוטי נחושת הם העלות והרגישות הגבוהים יותר לקורוזיה, במיוחד בלחות גבוהה ובטמפרטורה. האלומיניום זול יותר ופחות רגיש לקורוזיה, אך הוא שברירי יותר ויוצר סרט תחמוצת, המגביר את עמידות המגע. יתרונות וחסרונות של חיווט אלומיניום בחנו במאמר נפרד.
בידוד
ניתן לייצג את שכבת הבידוד על ידי החומרים הבאים:
- תרכובת פוליוויניל כלוריד (PVC). סוג הבידוד הנפוץ ביותר, אשר בטמפרטורת החדר (+ 20 מעלות צלזיוס) הוא בעל עמידות גבוהה. החסרונות של תרכובת PVC אינם גמישות מספקת, בהשוואה לגומי, והעובדה שהתנגדות הבידוד של החוט מופחתת משמעותית בטמפרטורה של + 70 מעלות צלזיוס ומעלה. יתרונות תרכובת PVC: מחיר נמוך, עמידות טובה בפני כימיקלים רבים, לחות ודליקות נמוכה.
- פוליאתילן מקושרים (SPE). הוא משמש לייצור מוצרי כבלים במתח גבוה המונחים מתחת לאדמה. לעיצוב כבלי פוליאתילן צולבים יש גמישות טובה, היגרוסקופיות נמוכה (ספיגת לחות) ואפשרות חימום ל -130 מעלות צלזיוס. החסרונות של כבלי SPE הם מורכבות הייצור, הצורך להשתמש בציוד זר, וזו הסיבה שעלות המוצר גבוהה בהרבה מהאנלוגים.
- פוליאתילן. זה יכול להיות בצפיפות נמוכה (LDPE) וגבוה (HDPE). יתרונות: תכונות דיאלקטריות גבוהות פי 300 מזו של בידוד ה- PVC, היגרוסקופיות נמוכה, עמידות לריגנטים כימיים. עם זאת, החסרונות של הפוליאתילן הם ירידה בתכונות הדיאלקטריות של החוט עם עליית הטמפרטורה, גמישות ירודה ובאותה עת עלות גבוהה. תכנון כבלים עם בידוד פוליאתילן מבוסס היטב להנחת חיווט נייח במתקנים תעשייתיים.
- בידוד גומי. בשל הגמישות שלו, הוא משמש לרוב לחיבור מנגנונים וציוד ניידים. גמיש, זול, בעל תכונות דיאלקטריות גבוהות. עם זאת, הוא מאבד את מאפייני הבידוד החשמלי שלו בטמפרטורות מעל +80 מעלות צלזיוס, הוא חשוף לנזקים מקרינה אולטרה סגולה, והכי חשוב, הוא אינו עמיד בפני שריפה.
- בידוד נייר ספוג (BPI). תכנון כבלים מבודדים מנייר מורכב מקלטות של נייר כבלים ספוג במתחם צמיגי מיוחד או לא זורם. הדרישות לייצור קלטות כבל מסוג זה לא צריכות להיות חופפות זו לזו בעת הנחתן זו על גבי זו. לא יותר מ -3 גפרורים או אפילו שניים מותרים אם הקלטת הנמוכה ביותר נמצאת במגע עם שכבת המיגון או הגרעין המוליך. השימוש בכבלים עם בידוד BPI - הנחת קו מתח גבוה באדמה. יתרונות - עלות נמוכה ותכונות בידוד חשמלי גבוהות. חסרונות - ספיגת לחות, סכנת שריפה גבוהה, עמידות נמוכה בפני נזק מכני ונוזלי בידוד עם עלייה בטמפרטורה, וזו הסיבה שמומלץ להשתמש במוליך אך ורק להתקנה אופקית.
- גומי סיליקון. יש לו עמידות בחום גבוהה, פרמטרי בידוד חשמלי, חוזק וגמישות טובים. יחד עם זאת, הוא מעט עמיד בפני כימיקלים, עיצוב החוט נהרס במהלך שחיקה והוא די יקר. הוא משמש, ככלל, בתנאים עם טמפרטורה גבוהה.
- פוליטראפלואורואילן (PTFE). יש לו עמידות טובה בפני נזק מכני גם בטמפרטורות של עד + 250 מעלות צלזיוס, בעוד שהוא עמיד היטב בפני התקפה כימית. החסרונות של סוג זה של הגנה הם עלות גבוהה ורעילות.
מסך
המרכיב הבא בבניית כבלים וחוטים הוא שכבת מיגון שמטרתה להגן על המוליך מפני הפרעות אלקטרומגנטיות. לרוב משתמשים במסך בכבלי בקרה ובקווי כבלים מתח גבוה.
סוגי המסכים העיקריים:
- מנייר מתכתי (אם העיצוב מספק בידוד BPI);
- חוטי נחושת (ל- PVC וגומי);
- חוט פלדה מגולוונת (שריון + מנוף);
- גומי מוליך (עם בידוד מסוג גומי).
ניתן ליישם את שכבת המיגון הן על כל צרור הליבות והן על כל אחת בנפרד. ככלל, זה גמיש ומאפשר בנוסף להגן על החוט מפני נזק מכניעם זאת, בגלל נוכחותו של מסך בעיצוב, מטר רץ של המוצר יעלה יותר.
צדף
אלמנט מבני זה של כבלי חשמל וחוטי חשמל מגן מפני ההשפעות השליליות של קרינת שמש, לחות, חומרים אגרסיביים וכמובן מפני נזק מכני.
עבור מוצרי כבלים עם בידוד נייר ספוג, משתמשים במכבל עופרת או מאלומיניום. אם שכבת הבידוד מיוצגת על ידי פלסטיק או גומי PVC, אז הקליפה, בהתאמה, יכולה להיות PVC או גומי צינור.
למארז העופרת גמישות טובה ועמידות בפני התקפה כימית, ניתן להלחמתו בשטח. החיסרון הוא שלעופרת יש נקודת התכה נמוכה, כך שכאשר הם נחשפים לחום ורטט, עלולים להיווצר סדקים במעטפת, עד לקרע מוחלט. הם נאבקים עם החסרונות הללו על ידי הוספת תוספי אנטימון ונחושת לעיצוב.
האלומיניום חזק פי שניים מעופרת, עמיד בפני תנודות, ויכול לשמש שריון ואפילו מסך. הדבר הרע היחיד הוא כי נדן האלומיניום של הכבל הוא בעל עמידות לקויה בפני קורוזיה וגם עולה יותר.
תרכובת פלסטיק מפלסטיק היא זולה, נפגעת מעט על ידי כימיקלים, היא בעלת חוזק מכני ובו זמנית די צמודה. עם זאת, יש לו גמישות ירודה, עמידות לקויה בלחץ מכני והזדקנות קלה.
גומי צינור, בהשוואה למקובל, מקבל היטב עומסי מתיחה, הלם וסיבוב. בנוסף, הוא יכול להיות עמיד בפני שמן, טמפרטורות נמוכות והצתה. חסרונות - נהרס על ידי חשיפה בו זמנית לקרינת חמצן ושמש, תוך עמידות לקויה להתקפה כימית.
כיסוי מגן
ובכן, האלמנט האחרון בבניית כבלים וחוטי חשמל הוא כיסוי מגן, שיכול להיות מורכב מכרית, שכבת שריון וכיסוי חיצוני.
מטרת הכרית היא הגנה נוספת על שכבת הבידוד מפני נזק מקלטות פלדה או חוט מתכת, אשר בתורו מייצגים שריון. הכרית יכולה להיות עשויה:
- נייר קרפ (אורכו גבוה לשבירה);
- קלטות פלסטיק (אלטרנטיבה לנייר קרפ);
- הרכב ביטומני (נדבק זה לזה).
דרושה שכבת שריון בכדי להגן על מבנה המוליך מפני מתח מכל מכני. סרטי פלדה אינם סופגים כוחות מתיחה וניתן להגן עליהם עוד יותר מפני קורוזיה. בפרט, שתי שכבות של סרטי פלדה מספקים הגנה טובה מפני נזק מכני. החוט מונע פיתול של גדילים ועובד היטב במתח. זה לא מגן מפני נזק מכני.
ובכן, הכיסוי החיצוני אמור לספק לכבל הידוק, כמו גם התנגדות לתופעות אטמוספריות שונות. ניתן לייצג אותו על ידי חוט כבלים העשוי מפיברגלס, מוספג בנוסף עם ביטומן או כיסוי העשוי מפלסטיק (תרכובת PVC או פוליאתילן).
ככלל, הכיסוי החיצוני שצוין עשוי להיכלל בתכנון כבלי מתח גבוה עם בידוד BPI. חיפויים קלים חיצוניים טבועים בחוטים: חוט כותנה, פיברגלס, תפירה או חוט פשתן.כמו כן, ניתן לטפל בצמה בתרכובת נגד פטריות או עמידה בפני מזג אוויר או אפילו לכה, שתגן מפני לחות.
זה כל מה שרצינו לספר לכם על מה מורכב כבל וחוט. לבסוף, אנו ממליצים לצפות בסרטון בו מוצגים בצורה ברורה את כל האלמנטים המבניים האישיים, בסדר מיקומם:
כפי שאתה יכול לראות, עיצוב חוטים וכבלים יכול להיות מסובך למדי, כך שלא יהיה קשה לבחור את הגרסה המתאימה של המוליך לתנאים שלך!
יהיה מעניין לקרוא:
טעינה...
