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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA
Aislamiento de cables. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Trabajo eléctrico aislamiento de cables debe tener una rigidez dieléctrica que excluya la posibilidad de ruptura eléctrica a la tensión para la que está diseñado el cable. El aislamiento de papel, plástico y caucho se utiliza para aislar los núcleos de los cables entre sí y de las cubiertas metálicas exteriores. Aislamiento impregnado de papel El núcleo del cable tiene buenas características eléctricas, larga vida útil, temperatura permisible relativamente alta y bajo costo, por lo tanto, es el más utilizado. Las desventajas incluyen la higroscopicidad, que requiere una fabricación cuidadosa y una estanqueidad total de las fundas y los manguitos de los cables. A partir de papel multicapa reforzado para cable a base de sulfato de celulosa grado KMP-120, se realiza aislamiento para cables de potencia con tensión hasta 35 kV. Es posible producir aislamiento a partir de papel de dos capas de los grados K-080, K-120, K-170 o papel multicapa: KM-120, KM-140 y KM-170. El grosor del papel es respectivamente de 80, 120, 140 y 170 micras. Los núcleos se envuelven con cintas de papel sin impregnar. El bobinado más común es con un hueco, lo que permite doblar el cable dentro de ciertos límites sin peligro de dañar el aislamiento de papel. Para evitar el deterioro de las características eléctricas del aislamiento, los espacios entre las vueltas de las cintas adyacentes ubicadas en la parte superior (verticalmente) no deben coincidir. Al aplicar un gran número de cintas, no es posible evitar las coincidencias de huecos, por lo que se normaliza el número de coincidencias. No se permiten más de tres coincidencias de cintas de papel y aislamiento núcleo-núcleo o núcleo-cubierta (pantalla) en cables de 6 kV, no más de cuatro para cables de 10 kV, no más de seis para cables de 35 kV. El aislamiento de papel debe aplicarse firmemente, sin pliegues ni arrugas, cuya presencia conduce a la formación de huecos, inclusiones de aire que reducen la confiabilidad de los cables. GOST estandariza el grosor de la capa aislante de los cables de alimentación y depende de la tensión nominal y la sección transversal de los núcleos de los cables. Para aumentar la resistencia eléctrica en el aislamiento de la correa de los cables de tensión de 6 y 10 kV, se aplica una pantalla de papel conductor de electricidad a los núcleos y sobre el aislamiento de los cables de tensión de 20 y 35 kV. En los cables multinúcleo, las cintas aislantes superiores de los conductores tienen una designación digital o un color distintivo. Con una designación digital, el número 1 se aplica a la cinta superior del primer núcleo, el segundo - 2, el tercero - 3, el cuarto - 4. Con un color distintivo, el número 1 corresponde a blanco o amarillo, el número 2 - azul o verde, número 3 - rojo o carmesí, número 4 - colores marrón o negro. Los núcleos aislados de los cables multinúcleo se retuercen, llenando los espacios entre ellos con materiales aislantes hasta obtener una forma redonda. En núcleos aislados trenzados, el aislamiento de la correa se aplica con cintas de papel de cierto espesor. El aislamiento de papel de los cables primero se seca, luego se impregna con composiciones de colofonia de aceite: MP-1 para cables con un voltaje de 1-10 kV y MP-2 - 20-35 kV. La impregnación consigue un aumento de la resistencia eléctrica del aislamiento de papel. aislamiento de plástico utilizado para cables de alimentación. Está hecho de polietileno o cloruro de polivinilo (PVC). El polietileno tiene buenas propiedades mecánicas en un amplio rango de temperatura, resistencia a ácidos, álcalis, humedad y altas características de aislamiento eléctrico. Según el método de obtención del polietileno, se distinguen el polietileno de baja densidad y el de alta densidad. El polietileno de alta densidad tiene un punto de fusión y una resistencia mecánica más altos en comparación con el polietileno de baja densidad. El LDPE se ablanda a unos 105°C, alta densidad a 140°C. La introducción de peróxidos orgánicos en el polietileno y su posterior vulcanización aumentan significativamente su punto de fusión y resistencia al agrietamiento. El polietileno vulcanizado se deforma ligeramente a 150°C. Para obtener polietileno autoextinguible se introducen aditivos especiales. Para pantallas conductoras de electricidad de cables con aislamiento de polietileno, se agrega poliisobutileno, negro de acetileno y ácido esteárico al polietileno. El producto sólido de la polimerización, el cloruro de polivinilo, no propaga la combustión. Para aumentar la elasticidad y la resistencia a las heladas del PVC, se le agregan plastificantes: caolín, talco, carbonato de calcio, se introducen aditivos colorantes para obtener PVC coloreado. El PVC envejece bajo la influencia de la temperatura, la radiación solar, etc. debido a la volatilización del plastificante (disminuye la elasticidad y la resistencia al frío). Aislamiento de goma consiste en una mezcla de caucho (natural o sintético), relleno, suavizante, acelerador de vulcanización, antioxidante, colorante, etc. El caucho RTI-1, que contiene un 35% de caucho, se utiliza para aislar cables. Las ventajas del aislamiento de caucho son la flexibilidad y la no higroscopicidad casi total. Desventajas: mayor costo y baja temperatura de funcionamiento del núcleo (65 °C) en comparación con otros tipos de aislamiento, lo que reduce la capacidad de carga del cable. Con el tiempo, los cauchos aislantes muestran una disminución significativa de la elasticidad y un cambio en otras propiedades físicas y mecánicas. El envejecimiento del aislamiento de caucho ocurre bajo la influencia de varios factores y es principalmente el resultado de la degradación oxidativa (destrucción) del caucho contenido en el caucho. Para proteger el aislamiento del núcleo de la exposición a la luz, la humedad, diversos productos químicos, así como para protegerlo de daños mecánicos, los cables están provistos de cubiertas. Los mejores materiales para la fabricación de cubiertas de cables en términos de estanqueidad y resistencia a la humedad, flexibilidad y resistencia al calor son los metales: plomo y aluminio. Los cables con aislamiento no absorbente (plástico o goma) no necesitan cubierta metálica, por lo que normalmente se fabrican con cubierta de plástico o goma. El grosor de la funda está normalizado y depende del material del que está hecho, del diámetro del cable y de las condiciones de funcionamiento. vainas de plomo están hechos de plomo grado C-3 (plomo puro no menos del 99,95%). El plomo es uno de los metales muy pesados (densidad 11340 kg/m327,4). Punto de fusión - XNUMX ° C. El plomo tiene una baja resistencia mecánica y una gran fluidez, lo que debe tenerse en cuenta al tender cables verticalmente con una cubierta de plomo desnuda. A medida que aumenta la temperatura, aumenta la fluidez del plomo. El potencial electroquímico normal del plomo es de -0,13 V, por lo que tiene una actividad química baja y una alta resistencia a la corrosión. La desventaja de las cubiertas de plomo es su baja resistencia a las cargas de vibración, especialmente a temperaturas elevadas. Se logra un aumento en la resistencia a la vibración y la fuerza mecánica mediante la introducción de aditivos de antimonio en el plomo. La cubierta de plomo de los cables sin cubiertas protectoras está hecha de aleaciones de plomo y antimonio de los grados SSuM, SSuMT. Las fundas de plomo deberán estar libres de marcas, rayones y abolladuras que las lleven fuera de las tolerancias mínimas de espesor. Conchas de aluminio están fabricados por extrusión a partir de aluminio A-5 con una pureza de al menos el 99,97%. Densidad del aluminio - 2700 kg/m, resistencia a la tracción - 39,3-49,1 MPa. Las cubiertas de aluminio son 2-2,5 veces más fuertes y 4 veces más livianas que las cubiertas de plomo, tienen una mayor resistencia a las cargas de vibración y tienen altas propiedades de protección. Los inconvenientes de las fundas de aluminio son las grandes dificultades tecnológicas para aplicarlas al cable y la baja resistencia a la corrosión electroquímica, que se explica por el elevado potencial negativo normal del aluminio (-1,67 V). La corrosión se reduce al desplazamiento de los iones de hidrógeno del medio con el que el aluminio entra en contacto y la transición del propio aluminio en forma de iones a la solución. Por lo tanto, los cables con cubiertas de aluminio están protegidos con fundas especialmente resistentes a la putrefacción que no permiten el paso de la humedad a la funda. Conchas de plástico Están fabricados con manguera compuesta de PVC o polietileno. Las fundas de plástico combinan ligereza, flexibilidad y resistencia a las vibraciones, pero el vapor de agua se difunde gradualmente a través del plástico, lo que provoca una disminución de la resistencia de aislamiento de los cables. Por ello, se utilizan en cables con aislamiento no higroscópico de polietileno, PVC, etc. El compuesto plástico para mangueras se diferencia del aislante por la selección de plastificantes y estabilizantes, que le otorgan una mayor resistencia al ligero envejecimiento. Para las cubiertas de los cables se utiliza compuesto de PVC grado 0-40. Las cubiertas de los cables hechas de compuesto de PVC a temperaturas inferiores a las permitidas se vuelven rígidas y pueden destruirse en caso de impacto. La buena resistencia mecánica del compuesto de PVC hace posible el uso generalizado de cables revestidos sin cubiertas protectoras. No propaga la combustión, es resistente a la humedad y al aceite, resistente a la corrosión eléctrica y química. Los cables en tal cubierta son fáciles de fabricar y fáciles de instalar. Las cubiertas de polietileno de los cables se caracterizan por sus altas propiedades físicas y químicas, baja permeabilidad a la humedad y resistencia a la corrosión eléctrica y química. Conchas de goma Están hechos de caucho resistente al aceite RSHN-2, retardante de llama. Las cubiertas de goma son altamente resistentes a las cargas de tracción, impacto y torsión. Como rellenos de caucho se utiliza negro de humo (hollín), que lo protege de la acción de las radiaciones solares. Fundas protectoras constan de almohadilla, armadura y cubierta exterior y están diseñados para proteger los cables contra daños mecánicos y corrosión. Se agrega la letra "G" a la designación de la marca del cable que no tiene cubierta protectora. Almohadillas para cables son capas concéntricas de materiales fibrosos y composición bituminosa o betún sobre la cubierta y están destinadas a proteger las cubiertas del cable de daños por cintas o alambres de la armadura y protegerlo de la corrosión y no tienen una designación. Una almohada reforzada con un devanado adicional con dos cintas de plástico, que brinda protección contra la corrosión y las corrientes vagabundas, está marcada con la letra "l". Para mejorar la resistencia a la corrosión, la almohada está hecha con dos capas de cintas de plástico y está marcada con un número y la letra - "2 l". Para aumentar la resistencia a la corrosión y la humedad del cojín, se aplica una capa de polietileno extruido o compuesto de PVC sobre cintas de compuesto de PVC (y otro material equivalente). En el marcado, este tipo de almohada se indica con las letras "p" (polietileno) y "v" (compuesto de plástico de PVC). Las fundas protectoras sin almohada están marcadas con la letra "b". El grosor mínimo de la almohada depende del diseño, el diámetro del cable y es de 1,5 a 3,4 mm. Armadura Sirve para proteger los cables de daños mecánicos. Para cables que no están sujetos a fuerzas de tracción durante la operación, se utiliza una armadura de cinta, que consiste en dos cintas de acero con un espesor de 0,3 a 0,8 mm (dependiendo del diámetro del cable a lo largo de la cubierta) y se aplica de manera que la parte superior la cinta cubre los espacios entre las vueltas de la cinta inferior. Para los cables que están sujetos a fuerzas de tracción, se utiliza una armadura de alambres planos o redondos de acero galvanizado. El grosor de la armadura hecha de alambres planos de acero galvanizado es de 1,5-1,7 mm, el diámetro de los alambres redondos es de 4-6 mm. Cubierta exterior, que incluye una capa de composición bituminosa o betún, hilo impregnado y revestimientos que protegen las bobinas del cable de la adherencia, no tiene una designación en el marcado. La tapa con elemento incombustible en el marcado del cable tiene la letra "H". Con una manguera protectora de polietileno prensado, las cubiertas se denominan "Shp" y con una manguera de PVC - "Shv". El grosor mínimo de la cubierta exterior depende del diámetro del cable y es de 1,9-3 mm. Autor: Bannikov E.A.
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