Diseño de cable de alimentación
Cómo funcionan los cables de alimentación
Los cables de potencia constan de los siguientes elementos básicos: conductores, aislamiento, fundas y fundas protectoras. Además de los elementos principales, la estructura del cable puede incluir pantallas, puestas a tierra de protección y rellenos.
Los cables de alimentación difieren: según el tipo de metal de los hilos - cables con hilos de aluminio y cobre, según el tipo de materiales que aíslan los hilos conductores de corriente, cables con aislamiento de papel, plástico y goma, según el tipo de protección de el aislamiento de los hilos de los cables de la influencia del entorno externo - cables de metal, plástico y cubierta de goma, según el método de protección contra daños mecánicos - blindados y no blindados, según el número de núcleos - uno, dos, tres -, cuatro y cinco núcleos.
Cada diseño de cable tiene su propia designación y marca. La marca del cable consta de las letras iniciales de las palabras que describen la construcción del cable.
Arroz. 1.Secciones transversales de cables de potencia: a-cables de dos hilos con conductores redondos y segmentados, b-cables de tres hilos con aislamiento de cinturón y cubiertas separadas, c-cables de cuatro hilos con un conductor cero de forma circular, sectorial y triangular, 1 — hilo conductor, 2 — conductor neutro, 3 — aislamiento del núcleo, 4 — pantalla sobre el núcleo conductor, 5 — aislamiento del cinturón, 6 — relleno, 7 — pantalla sobre el aislamiento del núcleo, 8 — cubierta, 9 — parachoques, 10 — protección exterior cubrir
Elementos estructurales de los cables de potencia y su finalidad.
Los conductores de los cables de potencia son de aluminio y cobre, monofilar y multifilar. Según la forma, las venas se hacen redondas, sectoriales o segmentarias (ver Fig. 1).
Los conductores de aluminio de cables de hasta 35 mm2 inclusive están hechos de un solo cable, 50-240 mm2 - un solo cable o varios cables, 300-800 mm2 - varios cables.
Los cables de cobre de hasta 16 mm2 inclusive se fabrican de un solo cable, 25 — 95 mm2 — de un solo cable o de varios cables, 120 — 800 mm2 — de varios cables.
El conductor neutro o el conductor de tierra de protección, por regla general, tiene una sección transversal reducida en comparación con los conductores principales. Puede ser redonda, sectorial o triangular y se ubica en el centro del cable o entre sus conductores principales (ver Fig. 1).
Un conductor de tierra de protección se utiliza para conectar partes metálicas no energizadas de una instalación eléctrica a un circuito de tierra de protección.
El aislamiento aplicado al núcleo del cable se denomina conductor aislado, y colocado encima de los conductores paralelos o trenzados aislados de un cable multinúcleo se denomina aislamiento de cintura.
Aislamiento de cables de papel impregnado con compuestos de impregnación viscosos (colofonia de aceite o sintéticos aislantes eléctricos).
La desventaja de los cables con una composición viscosa de impregnación es la posibilidad extremadamente limitada de tenderlos en rutas inclinadas, es decir, la diferencia de altura entre sus extremos no debe exceder: para cables viscosos hasta 3 kV, armados y sin armadura en un cubierta de aluminio — 25 m , sin armadura con cubierta de plomo — 20 m, con armadura con cubierta de plomo — 25 m, para cables con impregnación viscosa 6 kV, con armadura y sin armadura con cubierta de plomo — 15 m, con cubierta de aluminio — 20 m, para cables con impregnación viscosa 10 kV , blindados y no blindados en carcasa de plomo y aluminio — 15 m.
Los cables con un compuesto de impregnación viscoso, cuya parte libre ha sido eliminada, se denominan cables impregnados pobres. Se utilizan para el tendido en vías verticales e inclinadas, sin limitar la diferencia de nivel, si se trata de cables armados y no blindados con cubierta de aluminio para tensiones de hasta 3 kV, y con una diferencia de nivel de hasta 100 m — para cualquier otro cable con aislamiento empobrecido impregnado.
El aislamiento de goma está hecho de una capa densa de goma o de tiras de goma con vulcanización posterior. Los cables de potencia con aislamiento de caucho se utilizan en redes para corriente alterna hasta 1 kV y corriente continua hasta 10 kV.
Cables de alimentación con aislamiento de plástico tener aislamiento de plástico de cloruro de polivinilo en forma de una capa continua o de composiciones de polietileno. También se utilizan cables autoextinguibles (autoextinguibles) y de polietileno vulcanizado.
Las pantallas se utilizan para proteger los circuitos externos de la influencia de los campos electromagnéticos de las corrientes que pasan por el cable y para garantizar la simetría del campo eléctrico alrededor de los núcleos del cable. Las pantallas están hechas de papel semiconductor y lámina de aluminio o cobre.
Los sustitutos son necesarios para eliminar los espacios libres entre los elementos estructurales del cable, para compactarlos, para dar la forma y la estabilidad mecánica necesarias a la estructura del cable. Como relleno se utilizan haces de cintas de papel o hilos de cable, hilos de plástico o caucho.
Revestimientos de cables de alimentación... Los revestimientos de cables no combustibles (nitrito) de aluminio, plomo, acero corrugado, plástico y caucho protegen el interior de los cables de daños por humedad, ácidos, gases, etc.
Se permite utilizar la cubierta de aluminio de los cables de alimentación para tensiones de hasta 1 kV como cuarto conductor (neutro) en redes de CA de cuatro hilos con neutro sólidamente puesto a tierra, excepto en instalaciones con atmósferas explosivas e instalaciones en las que la corriente en el conductor neutro en condiciones normales es más del 75% de la corriente en el cable de fase.
Cubiertas protectoras de cables de alimentación... Dado que las cubiertas de los cables pueden dañarse e incluso destruirse por influencias químicas y mecánicas, se cubren con cubiertas protectoras.
Cojín aplicado a la pantalla o carcasa para protegerlos de la corrosión y daños causados por tiras o parachoques. El cojín está hecho de capas de hilo de cable impregnado, cloruro de polivinilo, poliamida y otras cintas equivalentes, papel crepé, compuesto bituminoso o betún.
Para protegerlos de daños mecánicos, las fundas de los cables se envuelven, según las condiciones de funcionamiento, con una correa de acero o una armadura de alambre... La armadura de alambre está hecha de alambres redondos o planos.
La armadura de tiras planas de acero protege los cables solo de daños mecánicos.La armadura de alambre de acero también absorbe las fuerzas de tracción.Estas fuerzas se producen en los cables cuando se colocan verticalmente a grandes alturas oa lo largo de recorridos muy inclinados.
Para proteger la armadura del cable de la corrosión, se cubre con una cubierta exterior hecha de una capa de cable o hilo de vidrio impregnado con una composición bituminosa, y en algunas estructuras, se aplica betún prensado de cloruro de polivinilo o manguera de polietileno a las capas de hilo.
En minas, recintos con peligro de explosión y de incendio, no está permitido el uso de cables blindados de diseño convencional debido a la presencia de un "cojín" entre la funda y la armadura del cable que contiene betún combustible. En estos casos, se deben utilizar cables con un "cojín" incombustible y una cubierta exterior hecha de fibra de vidrio cortada.