Материалы для проводов и кабелей. Основные свойства

Провода и кабели подразделяются по назначению:

1. Обмоточные провода. Используются для изготовления обмоток электрических машин, трансформаторов, катушек индуктивности, реле и т.д.

Состоят из медной жилы и эмалевой (или волокнистой, пленочной) изоляции. Бывают провода определенных марок с жилами их алюминия. Эмалевая изоляция имеет меньшую толщину: 0,01¸0,06 мм (по сравнению с другими видами изоляции), и имеет высокую прочность на истирание, эластичность.

Диаметр жилы медных обмоточных проводов 0,02¸2,44 мм.

Допустимая температура использования эмалевых проводов 105¸120°С.

В обмоточных проводах с эмалевой и волокнистой изоляцией используется пряжа (хлопчатобумажная, шелковая, капроновая, асбестовая, стекловолокнистая). Толщина такой изоляции около 0,22 мм.

Применение стекловолокна позволяет получить более нагревостойкую изоляцию.

Высокочастотный обмоточный провод (литцендрат) состоит из большого числа тонких эмалированных жил, обмотанных 1 или 2 слоями шелка, при этом диаметр жилы 0,05¸0,2 мм, число жил в скрутке от 7¸630 штук, рабочие температуры около 90°С.

2. Обмоточные высокоомные провода. Изготавливают из сплавов с высоким удельным сопротивлением (манганин, константан, нихром) с волокнистой, эмалевой и смешанной изоляцией. Диаметр жилы 0,02¸0,8 мм, U_пр=200 В.

Используются для изготовлений добавочных сопротивлений, магазинов сопротивлений.

3. Монтажные провода. Используются для соединения элементов в схемах радио- и электроаппаратуры. Выполняются из алюминия и меди. Жесткие одножильные провода диаметром 0,3¸1,8 мм для фиксированного внутриприборного или аппаратного монтажа. Гибкие монтажные провода скручивают из нескольких тонких медных жил диаметром0,07¸0,3 мм, каждую из которых покрывают оловом (лужение).

Изоляция монтажных проводов выполняется из резины, полихлорвинила (t_РАБ=70°С), хлопчатой бумаги, капроновой или стеклянной пряжи (t_РАБ=180°С), синтетической пленки (t_РАБ=120°С).

Провода с резиновой изоляцией снабжаются хлопчатобумажной оплеткой, рабочие температуры 55°С.

Напряжение пробоя таких типов изоляции около U_пр=380 В.

4. Установочные провода. Используются для выполнения силовых и осветительных сетей. Могут выполнять из меди и алюминия, многожильные и одножильные.

Изоляция выполняется из резины, полихлорвинилового пластиката. Поверх резины обычно выполняется защитная оплетка из хлопчатобумажной или шелковой пряжи.

Напряжение пробоя резиновой изоляции около U_пр=220¸3000 В (при переменном токе).

Напряжение пробоя ПВХ изоляции около U_пр=500 В.

5. Силовые кабели. Используются для передачи и распределения электроэнергии при постоянном или переменном токе. Силовой кабель состоит из токопроводящей жилы, изоляции, защитной оболочки, защитного покрова (или брони). Прокладывается в земле, под водой, в помещениях.

Токопроводящая жила изготавливается из отожженной меди, алюминия (только в кабелях, прокладываемых в зданиях). Для придания высокой гибкости жила изготавливается многопроволочной, форма сечения жилы может быть различной: круглая, секторная, полая, сегментная.

Трехжильный кабель обычно выполняется с сегментными жилами и изоляцией из бумажной пропитанной ленты, или резины.

Кабели с бумажной изоляцией (помимо изоляции отдельных жил), имеют поясную изоляцию (наложенную на скрученные изолированные жилы). Сверху для защиты от влаги используется свинцовая или алюминиевая оболочка (иногда гибка резиновая или ПВХ), сверху – броня (из стальной ленты или проволоки). Бронированные кабели под броней имеют слой мягкого материала (подушку).

Кабель с бумажной изоляцией диаметром 6¸800 мм, при t_РАБ=80°С, имеет напряжение пробоя U_пр=1000¸3000 В.

Поверх резиновой изоляции накладывается лента из прорезиненной ткани. Кабели имеют оболочку из негорючей резины, ПВХ или свинца.

Гибкие кабели (для присоединения подвижных потребителей) имеют резиновую изоляцию, сверху – общий резиновый шланг.

6. Радиочастотные кабели. Используются для передачи энергии высокой частоты и радиосигналов (около 10 кГц).

Бывают:

- симметричные – состоят из двух проводящих жил, расположенных параллельно или скрученных вместе. Жилы изолированы друг от друга, и от металлической оболочки кабеля – экрана.

- коаксиальный – провод, соосно расположенные в металлической трубе (обычно, гибкой), являющейся вторым (наружным) проводом. Они разделены слоем изоляции (сплошной или комбинированной). Электромагнитное поле сосредоточено между двумя проводами, поэтому излучение кабеля очень мало, и потери энергии в окружающих металлических частях практически отсутствуют. Наружный провод защищает кабель от помех и соседних линий электропередач (выполняет роль экрана). Внутренний провод коаксиального кабеля либо однопроволочный, либо многопроволочный. Наружный провод – это одинарная или двойная оплетка из медных проволок или полосок. Изоляция кабелей из высокочастотной резины, кабельного полиэтилена (сплошного слоя), полиэтиленовой или полистирольной нити (кордель), фторопластовой ленты. Для защиты от влаги, света, механических воздействий используется оболочка из полиэтилена, ПВХ пластиката, резины или свинца.

На рисунке - конструкции радиочастотных кабелей.

а - коаксиальный (РК); б - симметричный (двойной) (РД); в - спиральный (РС); 1 - внутренний проводник; 2 - изоляция: 3 - внешний проводник; 4 - наружная оболочка; 5 - полиэтиленовый сердечник.