Конструкция кабеля и провода: назначение и характеристики основных элементов | Публикации
Рубрикатор
- 29 сентября 2020 г. в 15:55
- 14188
Поделиться
Пожаловаться
Бытовые приборы, электроинструменты, промышленное оборудование, осветительная техника — это и многое другое требует применения кабельной продукции для подключения к источнику питания или передачи сигнала.
Для того, чтобы работа осуществлялась наиболее эффективно, существуют разные конструкции монтажных, силовых, сигнальных проводов и кабелей, каждая из которых применима в определённых условиях. Рассмотрим основные составляющие.
Конструкция кабеля
Кабель — это гибкое электротехническое изделие, предназначенное для передачи электроэнергии или радиосигнала от одного элемента сети к другому. Главное отличие кабеля от провода — наличие собственных изоляционных оболочек у каждой из жил, а вся конструкция заключена в общий слой из плотного материала.
Токопроводящие жилы силового многожильного кабеля
Для изготовления используется проволока из меди, стали, алюминия, а также сплавов с низким или высоким сопротивлением. Диаметр жилы кабеля бывает от 1 до 10 миллиметров. Основным требованием к элементу является хорошая электропроводность, которая влияет на допустимый ток нагрузки или коэффициент потери сигнала (в информационных кабелях). Именно электропроводность определяет выбор сечения и количество жил.
Самые популярные материалы внутренних компонентов силового гибкого кабеля:
- Медь
Обладает наибольшей проводящей способностью среди всех металлов, кроме серебра. Податливость обработке позволяет получить проволоку любой толщины и длины методом машинной прокатки. Для защиты от коррозии медь покрывают лужением. - Алюминий
Занимает третье место после серебра и меди по показателям электропроводности. Из-за сравнительно невысокой стоимости и практически неиссякаемых запасов в природе алюминий часто заменяет дефицитный красный металл в кабельной продукции.
Минус, который ограничивает область применения, — недостаточная устойчивость к повреждениям вследствие перегибов.
Минус, который ограничивает область применения, — недостаточная устойчивость к повреждениям вследствие перегибов.Цена силового медного кабеля намного выше, чем у алюминиевого. Это объясняется широкой сферой применения, дефицитностью металла, высокой надёжностью и долговечностью.
Изоляционная оболочка
Покрытие предназначено, во-первых, для создания диэлектрического промежутка в простых и силовых кабелях с медными, алюминиевыми жилами. Во-вторых, выполняет функцию стабилизации геометрических размеров — это важно для радиочастотных изделий. Стоит отметить, что материал, толщина и плотность изоляции влияют на предельное значение рабочего напряжения.
Виды материалов:
- поливинилхлорид;
- диэлектрическая резина;
- кабельная бумага, пропитанная специальным составом;
- полиэтилен.
Самый распространённый материал для изоляционной оболочки в продукции общепромышленного применения — ПВХ.
Электрические экраны
Экранированный силовой кабель — изделие, защищённое от помех, создаваемых работающими электроприборами.
Экраны изготавливают в виде оплётки из алюминиевой проволоки, ленты или фольги. Элемент снижает воздействие электромагнитного поля и способствует повышению качества передаваемого сигнала.
Внешний защитный покров
Прежде чем купить силовой кабель, стоит подробно рассмотреть варианты исполнения внешней изоляционной оболочки, так как этот параметр определяет сферу использования и влияет на выбор способа монтажа.
Различают следующие виды материалов изоляции:
- Металл — обеспечивает полную долговременную защиту от влаги.
- Полимерный пластикат — временно препятствует проникновению воды внутрь конструкции. В процессе эксплуатации жидкость постепенно диффундирует через пластик, что приводит к снижению сопротивления.
- Резина и ПВХ — по эффективности соответствуют металлу.
Существует специализированная продукция, оболочки которой выполнены из технологичных материалов, например, силовой кабель ВВГнг и ВВГнг LS. Особенность заключается в том, что при превышении максимально допустимой температуры изделие не горит, не плавится, не выделяет едкий дым и отравляющий газ.
Силовой огнестойкий кабель прокладывают в стратегически важных объектах: на атомных станциях, в аэропортах, медучреждениях и других зданиях, где важно исключить задымление при аварии.
Конструкция провода
Провод может состоять как из одной, так и из нескольких жил, бывает как оголённый, так и с изоляцией. Жилы провода уложены параллельно друг к другу и скручены в пучок. Силовой медный провод часто встречается в составе электрических линий в помещениях, а оголённые варианты используются для передачи энергии в ЛЭП и прокладываются по воздуху.
Конструкция провода напоминает кабельную, однако здесь всё намного проще.
Токопроводящая жила
Выполняет функцию проведения тока. Основные требования: минимальный нагрев, гибкость, устойчивость к поражению коррозией, хорошая электропроводность и невысокая стоимость. Жила гибкого силового провода выполнена в виде проволоки из алюминия или меди, которая характеризуется классами от 1 до 6. Чем выше уровень, тем лучше изделие выдерживает нагрузку на изгиб.
Внешняя изоляционная оболочка
Чтобы купить подходящий силовой провод, стоит заранее определить условия эксплуатации. Продукция без изоляции подходит для прокладки только по воздуху. Наличие оболочки допускает установку в помещениях как открытым, так и закрытым способом.
Внешний слой изготавливается из тех же материалов, что и у кабелей. Стоит отметить, что, независимо от вида оболочки, провода не обладают достаточной герметичностью для размещения в земле или под водой.
Источник: Интернет-магазин ELECTROTORG.RU
👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках
Читайте также
Elec.ru в любимой социальной сети Twitter
Актуальные новости, мероприятия, публикации и обзоры в удобном формате.
Подписаться
Новости по теме
Объявления по теме
ПРОДАМ: Кабельные муфты RAYCHEM, РОСМУФТА
Особенности применения соединительных и концевых кабельных муфт
Для того, чтобы срастить электрические и оптические кабеля при прокладке кабельной линии необходимо использование кабельной муфты.
Это удобное устройство позволяет быстро и качественно осуществить подвод линии к жилым зданиям и электроустановкам, предприятиям и ЛЭП.
В ходе работ могут быть использованы муфты кабельные соединительные, применяемые для обеспечения соединения одножильных и многожильных силовых кабелей для подключения различных нагрузок в зависимости от требований потребителя. Муфты кабельные соединительные могут применяться при прокладке кабеля как в земле, так и внутри помещений.
В последние годы для соединения многожильных силовых кабелей стали активно использоваться термоусаживаемые кабельные муфты. Наилучшим образом они изолируют кабеля, в которых имеется бумажная пропитка, обеспечивающая прочность изоляции до 10кВ.
Также применяются концевые кабельные муфты, позволяющие присоединять силовые кабеля к различным электроустановкам и линиям электропередач. Материал изоляции концевых кабельных муфт – пластмасса или бумага, они могут использоваться для соединения одножильных и многожильных силовых кабелей, имеющих круглое или секторное сечение.
Липатова Жанна · Балтийская Кабельная Компания · 8 июня · Россия · г Санкт-Петербург
ПРОДАМ: Кабель-провод, светотехнические изделия, низковольтное оборудование.
Предлагаем ознакомиться с широким ассортиментом электротехнической продукции, поставляемой нашей фирмой.
1)Кабельно-проводниковую продукцию и системы для прокладки кабеля;
2)Светотехнические изделия разного назначения;
3)Установочное электрооборудование: розетки, выключатели;
4)Низковольтное оборудование;
5)Электромонтажные изделия и инструмент для электромонтажа;
6)Силовое оборудование: автоматические выключатели, пускатели и контакторы, рубильники, счетчики электроэнергии и т.
Снаб Плюс · КЭМ · 29 мая · Россия · Челябинская обл
ПРОДАМ: Кабель, провод, светотехника, тиристоры, диоды
Предлагаемая продукция компании : в наличии и под заказ.
Кабель-Провод:
Кабель витая пара, Кабель связи, Кабельная продукция, Кабельно-проводниковая продукция, кабельные муфты, Коаксиальный кабель, Контрольный кабель, Монтажный провод, муфты оптические, наконечники кабельные, Оптический кабель, оптоволокно, Оптоволоконный кабель, Провод связи, Провод электрический, провод неизолированный, провода обмоточные, Провода соединительные, Провода установочные, Силовой кабель, Термостойкий кабель, Шнуры оптические, Электрокабель, Электропроводка, Эмальпровод, КГ,ПВ
Кабельно-проводниковая продукция:
Кабель и провод связи и передачи данных :(AS-CAB, BS-CAB),
Кабель контрольный : (АКВББШВ АКВББШНГ, АКВВБГ, АКВВБГЗ, АКВВГ, АКВВГЗ, АКВВГЗНГ, АКВВГНГ, АКВВГЭ, АКВВГЭНГ, АКРВБ, АКРВБГ, АКРВГ, АКРВГЭ, АКРНБ, АКРНБГ, АКРНГ, КВББШВ, КВББШНГ, КВВБГ, КВВГ, КВВГНГ, КВВГНГ-LS, КВВГЭ, КВВГЭНГ, КВВГЭНГ-LS, КВПБШВ, КРВБ, КРВБГ, КРВГ, КРВГЭ, КРНБ, КРНБГ, КРНГ)
Кабель силовой для нестационарной прокладки : ( КГ ,РПШ)
Кабель силовой : (АСБ, АСГ, АСК)
Провод: ПВ , АППВ, АПВ.
Снаб Плюс · КЭМ · 29 мая · Россия · Челябинская обл
ПРОДАМ: Радиочастотный кабель
Радиочастотный кабель — специализированная, соединительная оснастка, используемая при подключении и настройке видео- и радиооборудования.
Кабель выступает обязательным, связующим элементом цепи, позволяя передавать сигнал на необходимое расстояние. Кабели могут быть предназначены как для внутренней, так и внешней проводки в зависимости от места использования и поставленных задач. От качества мест соединений напрямую зависит уровень сигнала, поэтому необходимо приобретать только проверенную продукцию надёжных производителей. Компания «МетроМет» может предложить выгодные цены на радиочастотные кабели, изготовленные строго по ГОСТ. Вся продукция сопровождается сертификатами и гарантией производителей
Стандартная модель радиочастотного кабеля использует следующую конструкцию:
— оболочка — служит изоляцией и защитой;
— экран — может служить внешним проводником, изготавливается из фольги, гофрированных медных и алюминиевых трубок;
— изоляция — дополнительный защитный слой из полиэтилена, вспененного полиэтилена или фторопласта;
— внутренний проводник.
Наличие различных составляющих в структуре кабеля определяет текущий ГОСТ на радиочастотные кабели и стандарты производителя.
Отдел продаж · МетроМет · 7 июня · Россия · Московская обл
ПРОДАМ: Оборудование, станки, линии, комплектующие для производства кабеля
Изготовим станки, линии, комплектующие — все для производства кабеля, провода.
Оборудование разрабатывается нашим конструкторским бюро, по техническим требованиям Заказчика, с учетом новейших тенденций кабельной техники. Мы производим весь спектр кабельного оборудования от станка до линии:
— разматывающие устройства;
— приемные устройства с траверсом;
— устройства для смотки кабеля, провода в бухты;
— головки для наложения стальной изоляции;
— устройства для протяжки кабеля;
— линии перемотки и тестирования кабеля;
— линия для наложения брони на кабель;
— экструзионные линии для наложения пластмассовой изоляции;
— оборудование для реверсивной скрутки кабельных изделий;
— машины для резки пленки и бумаги;
— оборудование для переработки отходов кабеля, цветного лома;
— компенсаторы;
— шнеки, цилиндры;
— дорны, матрицы;
— нестандартное оборудование по заявкам Заказчиков.
Более подробно с нашей продукцией можно ознакомиться на сайте www.czmp.ru
Более подробно с нашей продукцией можно ознакомиться на сайте www.czmp.net
Equipment, machines, devices, tools, cable lines, utility — all for cable manufacturing from Russian manufacturer.
Подгорная Владислава · СЗМП · 22 мая · Россия · г Санкт-Петербург
Классификация и маркировка силового кабеля
Силовой кабель – это токопроводящий изолированный проводник, рассчитанный на большие нагрузки, в отличие от проводов, которые используются для внутренней разводки и подключения электрооборудования. В частных домах кабели используются не только для подключения самого объекта к ближайшей электросети, а также для подачи питания на силовые агрегаты: электрокотлы отопления, электрические плиты и т.п. Существует определенная классификация силовых кабелей по различным параметрам, которые мы рассмотрим ниже.
Задать вопрос электрику:
вы можете задать любой интересующий вопрос по электрики нашим специалистам онлайн
Написать в WhatsAppНаписать в ТелеграмИз чего состоит силовой кабель
Кабель ВВГнгСиловой кабель состоит из следующих элементов, если двигаться изнутри наружу:
- токопроводящие жилы – изготавливаются из меди или алюминия;
- вспомогательные жилы защитного заземления;
- изоляция жил;
- экранирование из металлической ленты;
- несущий трос;
- оболочки и защитные покрытия.
В зависимости от конкретного вида кабеля в нем могут использоваться те или иные типы покрытия, а именно: резиновые, бумажные, пластмассовые или ПВХ.
Выше приведена таблица, в которой силовые кабели изначально классифицируются по напряжению, на которое они рассчитаны. Под низким напряжением понимаются цифры в пределах 35-ти кВт, а под высоким – до 750 кВт переменного тока и 400 кВт постоянного. Дальше мы видим классификацию по типу изолирующих и защитных покровов.
Бумажная пропитанная изоляция обходится дешевле, резиновая применяется в тех случаях, когда кабель подвергается частым перегибам, а ПВХ – универсальная и наиболее распространенная. Также кабели делят по количеству жил.
Как правило, синяя жила – нулевая, желто зеленая-заземление, а все остальные – фазные. Также существует различие в самой форме жилы, которая может быть круглой или сегментной, как показано на схематичном рисунке ниже первый, и секторной – второй.
Чтобы специалисту было проще понять, с каким кабелем он имеет дело, приняты определенные стандарты маркировки, которых довольно много.
Буквенная маркировка силовых кабелей
Выше вы видите таблицу, в которой приведены расшифровки некоторых буквенных маркировок. Их вы можете встретить на кабелях отечественного производства. Эти буквы определяют конкретные характеристики кабеля, исходя из которых, можно делать соответствующий выбор при проведении электромонтажа.
На самом деле типов проводов и кабелей гораздо больше, чем приведено в классификации выше.
Вот пример маркировки лишь некоторой части отечественного кабеля.
Не стоит забывать о том, что существуют и зарубежные маркировки кабеля по своим собственным стандартам. В каждой стране существуют свои собственные технологии, как и методы классификации. Большим спросом пользуются кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена. ниже еще одна таблица, по которой можно определить какую нагрузку выдержит провод при определённом сечении жилы
Таблица сечения кабеляТак или иначе, самостоятельно разбираться в вопросах выбора силового кабеля вам не придется. Это задача для электрика-энергетика или профильного инженера компании, которая будет оказывать комплексные услуги электромонтажа. Таких специалистов вы найдете в компании «Elektrikru.ru». Мы подберем оптимальное решение в соответствии с вашими индивидуальными потребностями, закупим материалы и оборудование по выгодным ценам и проведем все работы на объекте под ключ.
Силовой кабель – это токопроводящий изолированный проводник, рассчитанный на большие нагрузки, в отличие от проводов, которые используются для внутренней разводки и подключения электрооборудования.
В частных домах кабели используются не только для подключения самого объекта к ближайшей электросети, а также для подачи питания на силовые агрегаты: электрокотлы отопления, электрические плиты и т.п. Существует определенная классификация силовых кабелей по различным параметрам, которые мы рассмотрим ниже.
Из чего состоит силовой кабель
Кабель ВВГнг
Силовой кабель состоит из следующих элементов, если двигаться изнутри наружу:
- токопроводящие жилы – изготавливаются из меди или алюминия;
- вспомогательные жилы защитного заземления;
- изоляция жил;
- экранирование из металлической ленты;
- несущий трос;
- оболочки и защитные покрытия.
В зависимости от конкретного вида кабеля в нем могут использоваться те или иные типы покрытия, а именно: резиновые, бумажные, пластмассовые или ПВХ.
Выше приведена таблица, в которой силовые кабели изначально классифицируются по напряжению, на которое они рассчитаны. Под низким напряжением понимаются цифры в пределах 35-ти кВт, а под высоким – до 750 кВт переменного тока и 400 кВт постоянного.
Дальше мы видим классификацию по типу изолирующих и защитных покровов. Бумажная пропитанная изоляция обходится дешевле, резиновая применяется в тех случаях, когда кабель подвергается частым перегибам, а ПВХ – универсальная и наиболее распространенная. Также кабели делят по количеству жил.
Как правило, синяя жила – нулевая, желто зеленая-заземление, а все остальные – фазные. Также существует различие в самой форме жилы, которая может быть круглой или сегментной, как показано на схематичном рисунке ниже первый, и секторной – второй.
Чтобы специалисту было проще понять, с каким кабелем он имеет дело, приняты определенные стандарты маркировки, которых довольно много.
Буквенная маркировка силовых кабелей
Выше вы видите таблицу, в которой приведены расшифровки некоторых буквенных маркировок. Их вы можете встретить на кабелях отечественного производства. Эти буквы определяют конкретные характеристики кабеля, исходя из которых, можно делать соответствующий выбор при проведении электромонтажа.
На самом деле типов проводов и кабелей гораздо больше, чем приведено в классификации выше. Вот пример маркировки лишь некоторой части отечественного кабеля.
Не стоит забывать о том, что существуют и зарубежные маркировки кабеля по своим собственным стандартам. В каждой стране существуют свои собственные технологии, как и методы классификации. Большим спросом пользуются кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена. ниже еще одна таблица, по которой можно определить какую нагрузку выдержит провод при определённом сечении жилы
Таблица сечения кабеля
Так или иначе, самостоятельно разбираться в вопросах выбора силового кабеля вам не придется. Это задача для электрика-энергетика или профильного инженера компании, которая будет оказывать комплексные услуги электромонтажа. Таких специалистов вы найдете в компании «Elektrikru.ru». Мы подберем оптимальное решение в соответствии с вашими индивидуальными потребностями, закупим материалы и оборудование по выгодным ценам и проведем все работы на объекте под ключ.
[Whatsapp]
Кабель | Типы, использование и преимущества
чертежи многопарных и коаксиальных кабелей в разрезе
Посмотреть все материалы
- Ключевые сотрудники:
- Джованни Баттиста Пирелли
- Похожие темы:
- подводный кабель коаксиальный кабель кабель связи подземный кабель силовой кабель
Просмотреть весь связанный контент →
кабель , в электрических и электронных системах, проводник или группа проводников для передачи электроэнергии или телекоммуникационных сигналов из одного места в другое. Электрические кабели связи передают голосовые сообщения, компьютерные данные и визуальные изображения с помощью электрических сигналов на телефоны, проводные радиоприемники, компьютеры, телепринтеры, факсимильные аппараты и телевизоры. Нет четкого различия между электрическим проводом и электрическим кабелем. Обычно первое относится к одиночному сплошному металлическому проводнику с изоляцией или без нее, а второе относится к многожильному проводнику или к сборке изолированных проводников.
В волоконно-оптических кабелях, изготовленных из гибких волокон из стекла и пластика, электрические сигналы преобразуются в световые импульсы для передачи аудио-, видео- и компьютерных данных.
Кабели электрические силовые
Наиболее распространенным типом силового кабеля является кабель, подвешенный над головой между столбами или стальными опорами. Эти воздушные кабели состоят из нескольких проводов, обычно медных или алюминиевых, скрученных (скрученных) вместе в концентрические слои. Медь или алюминий выбирают из-за высокой электропроводности, а скрутка придает кабелю гибкость. Поскольку воздушные кабели часто подвергаются сильным воздействиям окружающей среды, иногда используются сплавы меди или алюминия для повышения механической прочности кабеля, хотя и с некоторым ущербом для его электропроводности. Более распространенная конструкция состоит в том, чтобы включать в сборку многожильного кабеля несколько высокопрочных нержавеющих стальных проволок. Многие воздушные кабели, особенно работающие под высоким напряжением, неизолированы.
Кабели, работающие при более низких напряжениях, часто имеют покрытие из пропитанной асфальтом хлопчатобумажной оплетки, полиэтилена или другого диэлектрического (непроводящего) материала. Эти покрытия обеспечивают некоторую защиту от короткого замыкания и случайного поражения электрическим током.
Другой тип силового кабеля прокладывается в подземных каналах и широко используется в городах, где нехватка места или соображения безопасности не позволяют использовать воздушные линии. В отличие от воздушного кабеля, в подземном кабеле всегда используется коммерчески чистая медь или алюминий (механическая прочность под землей не является проблемой), а многожильный проводник часто скручивают, чтобы максимально увеличить его компактность и электрическую проводимость.
Воздушные и подземные силовые кабели составляют основную часть электрической цепи от генератора до точки потребления электроэнергии. Однако для баланса цепи (а иногда и всей цепи) могут потребоваться специальные кабели.
Примером такого использования и специальных условий, которые необходимо соблюдать, являются кабели для использования на сталелитейных заводах и в котельных (высокая температура), на мобильном оборудовании (вибрация и чрезмерное изгибание), на химических заводах (коррозия), для подводных лодок и шахт (механические злоупотребления), вблизи ядерных реакторов (высокая радиация) и на искусственных спутниках (экстремальные значения давления).
Электрические кабели, используемые для передачи информации, сильно отличаются от силовых кабелей как по назначению, так и по конструкции. Силовые кабели рассчитаны на высокие напряжения и большие токовые нагрузки, тогда как напряжение и ток в коммуникационном кабеле малы. Силовые кабели работают на постоянном или низкочастотном переменном токе, а кабели связи работают на более высоких частотах. Силовой кабель обычно имеет не более трех проводников, каждый из которых может иметь диаметр 1 дюйм (2,5 см) и более; телефонный кабель может иметь несколько тысяч проводников, диаметр каждого из которых составляет менее 0,05 дюйма (0,125 см).
Защитные покрытия для электрических кабелей связи аналогичны покрытиям для электрических силовых кабелей. Обычно они состоят из трубки из алюминия или свинцового сплава или из комбинации металлических полос и термопластичных материалов. Изоляция телефонного кабеля состоит из сухой целлюлозы (в виде бумажной ленты, обернутой вокруг жилы, или бумажной массы, нанесенной на жилу) или полиэтилена. Толщина изоляции составляет несколько сотых дюйма или меньше. Коаксиальный кабель, впервые получивший широкое распространение во время Второй мировой войны, представляет собой двухжильный кабель, в котором одна из жил имеет форму трубки, а другая (меньшая, но тоже круглого сечения) поддерживается с минимальной твердой изоляции в центре трубы. Несколько таких коаксиальных блоков могут быть собраны в общей оболочке или оболочке.
Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подписаться сейчас Строительство длинных подводных кабелей для телефонной или телеграфной службы несколько отличается от того, что обсуждалось ранее.
Трансатлантический кабель для телеграфа был впервые проложен в 1858 году, а для телефона — в 1956 году; волоконно-оптический кабель впервые проложен через Атлантический океан в 1988 году. См. также подводный кабель .
Волоконно-оптические телекоммуникационные кабели
Наблюдайте за прокладкой подводного оптоволоконного кабеля у морского дна Крита для улучшения глобальной связи
Посмотреть все видео к этой статьеКабели из оптических волокон впервые вошли в эксплуатацию в середине 1970-х годов. В оптоволоконном кабеле световые сигналы передаются по тонким волокнам из пластика или стекла от светодиодов или полупроводниковых лазеров посредством внутреннего отражения. Преимущества волоконно-оптических кабелей по сравнению с обычными коаксиальными кабелями включают низкую стоимость материала, высокую пропускную способность, низкое затухание сигнала, безопасность данных, химическую стабильность и устойчивость к электромагнитным помехам.
Как и другие типы кабелей, волоконно-оптические кабели разработаны и изолированы для различных применений на суше, под землей, над головой и под водой.
Такие кабели обычно состоят из сердечника, заключенного в ряд защитных слоев. Сердечник кабеля содержит один сплошной или скрученный центральный силовой элемент, окруженный оптическими волокнами; они либо свободно расположены в жесткой центральной трубе, либо плотно упакованы в мягкую гибкую внешнюю оболочку.
Количество и тип защитных слоев, окружающих жилу, зависит от назначения кабеля. Как правило, сердечник покрывается слоем меди для улучшения проводимости на большие расстояния, за которым следует материал (например, алюминиевая фольга), блокирующий проникновение воды в волокна. Стальная проволока или жилы добавляются для прочности на растяжение, а затем весь кабель заворачивается в полиэтиленовую оболочку или оболочку для устойчивости. См. также оптоволокно.
Эта статья была недавно пересмотрена и обновлена Эми Тикканен.Кабельные материалы
ПРОВОДНИКИ И ИЗОЛЯТОРЫ
Иногда мы забываем, что многие кабели не предназначены для передачи электроэнергии или сигналов, например, кабели, поддерживающие мосты, приводящие в действие элероны и буксирующие автомобили..jpg)
Механическая проволока и кабель — это большая (но другая) отрасль.
Однако между механическими и электрическими проводами и кабелями есть сходство — по крайней мере, с точки зрения способов их изготовления.
По мере изготовления прядей проволоки они протягиваются через матрицы все меньшего размера. Это относится ко всем проводам. Алмазные штампы используются из-за их чрезвычайной твердости и того факта, что они сохраняют свой точный размер в течение длительного времени. Фактически, система размеров American Wire Gauge (AWG) предлагает эту процедуру рисования. Например, провод размером 22 AWG, что меньше, чем 20 AWG, теоретически протягивается через 22 матрицы с постепенно уменьшающимся размером. Проволока большего размера проходит через меньшее количество фильер; следовательно, «калибр» с меньшим числом. См. Таблица 1 .
ОТОЖЖЕННАЯ МЕДЬ
| AWG | Диаметр (дюймы) | Циркуляр Мил | Ом на 1000 футов | фунтов на 1000 футов |
|---|---|---|---|---|
| 10 | 0,1000 | 10000 | 1,00 | 31,43 |
| 12 | 0,0791 | 6250 | 1,60 | 19,77 |
| 14 | 0,0633 | 4000 | 2,50 | 12. 43 |
| 16 | 0,0500 | 2500 | 4,00 | 7,818 |
| 18 | 0,0395 | 1563 | 6,40 | 4,917 |
| 20 | 0,0316 | 1000 | 10,0 | 3,092 |
| 22 | 0,0250 | 625 | 16,0 | 1,945 |
| 24 | 0,0200 | 400 | 25,0 | 1,223 |
| 26 | 0,0158 | 250 | 40,0 | 0,769 |
| 28 | 0,0125 | 156 | 64,0 | 0,484 |
| 30 | 0,0100 | 100 | 100 | 0,304 |
| 32 | 0,0079 | 63 | 160 | 0,191 |
| 34 | 0,0063 | 40 | 250 | 0,120 |
| 36 | 0,0050 | 25 | 400 | 0,076 |
| 38 | 0,0040 | 16 | 640 | 0,048 |
| 40 | 0,0032 | 10 | 1000 | 0,030 |
Таблица 1.
Таблица размеров проводов. Круговые милы — это квадрат диаметра в тысячных долях, который полезен для сравнения площади поперечного сечения проводника.
МЕТАЛЛЫ
Медь считается стандартом в электрических проводниках, уступая по проводимости только серебру, но гораздо более распространена и, следовательно, экономична.
Поскольку пайка меди может быть затруднена, если не используется флюс (который может оставить коррозионные остатки), ее обычно лужят или покрывают, если она предназначена для пайки. (Это не исключает использования флюса, но покрытие облегчает пайку и в целом обеспечивает некоторую защиту от коррозии.)
Неизолированная медь идеально подходит для заделки под давлением (опрессовка и т. д.), при которой происходит окисление поверхности.
Меньший вес алюминия позволяет предположить, что он предпочтительнее для авиационной промышленности, заботящейся о весе. Его вес составляет примерно 1/3 веса меди, и даже с его меньшей проводимостью он работает лучше, чем медь, в пересчете на фунт почти в 2:1.
Так почему же алюминий не предпочтительнее? Начнем с того, что физические свойства проволоки — это только часть истории. Несколько лет назад, когда медь была в дефиците, для проводки в жилых помещениях часто выбирали алюминий. Что в то время не было полностью оценено, так это серьезные последствия гальванической реакции между алюминием и латунными или медными фитингами или клеммами в присутствии влаги. Это вызовет коррозию, которая вызовет отказ в соединении либо в виде разомкнутой цепи, либо, что еще хуже, в виде высокого сопротивления, что породило множество пожаров. Алюминий оказался гальванически слишком агрессивным для прямого контакта с медью или латунью. [ В таблице 2 перечислены металлы в соответствии с их классом гальванической защиты.]
| Серия гальванических изделий | |
|---|---|
| НАИМЕНЕЕ БЛАГОРОДНЫЙ, КОРРОЗИОННЫЙ | |
| мг | Магний |
| Цинк | Цинк |
| Ал | Алюминий |
| CD | Кадмий |
| Fe | Железо |
| Кр | Хром |
| — | Свинцово-оловянные сплавы |
| Пб | Свинцово-оловянные сплавы |
| Сн | Олово |
| Никель | Никель |
| — | Латунь |
| Медь | Медь |
| — | Бронза |
| — | Серебряный припой |
| Аг | Серебро |
| Золото | Золото |
| Пт | Платина |
| САМЫЙ БЛАГОРОДНЫЙ, ЗАЩИЩЕННЫЙ | |
Таблица 2.
Общие металлические элементы в порядке их гальванического потенциала. Те, кто находится ближе друг к другу в этом списке, с меньшей вероятностью будут атаковать друг друга в присутствии электролита, чем те, которые находятся дальше друг от друга. Для практических целей любая влага, кроме дистиллированной воды, может рассматриваться как электролит и вызывать коррозию. Элемент, расположенный ближе к вершине, будет затронут.
Та же проблема существует и в других схемах. Если бы все выводы были заменены на алюминиевые, гальваническая проблема могла бы быть решена, но это относилось бы ко всем штырям, клеммам, контактам и проводящей аппаратуре, а существует множество существующих систем, которые нуждаются в адаптации. Кроме того, алюминий образует на своей поверхности твердый слой оксидов, и для хорошего электрического соединения его необходимо проколоть.
Несмотря на то, что это второе лучшее решение, существуют биметаллические («AL/CU») адаптеры, которые соединяют алюминиевые и медные проводники, где замена электропроводки в доме нецелесообразна.
Они решают проблему гальванического воздействия, которая ставит под угрозу пожарную безопасность.
Еще один серьезный недостаток алюминия заключается в том, что его нельзя легко паять или покрывать металлом для улучшения паяемости.
Все это может свидетельствовать о том, что алюминий не может быть законно использован в электрических системах, не говоря уже о самолетах. Не так. По правде говоря, алюминий одобрен для использования в воздухе калибром 6 AWG или больше. Это нацелено на силовые приложения, а не на системы авионики. При высоких токах, характерных для больших проводников, таких как эти, последствия возможной коррозии в некоторой степени компенсируются самим током.
Серебро Проводимость лучше, чем у меди, хотя и значительно дороже. В результате его часто используют в качестве покрытия для меди, чтобы улучшить проводимость кожи и обеспечить некоторую защиту от коррозии. Это имеет особое значение на очень высоких частотах, когда ток более склонен концентрироваться на «коже» проводника, явление, называемое скин-эффектом.
Серебро также легко паяется.
Олово обеспечивает защиту медного проводника от коррозии, но не оказывает заметного влияния на его проводимость. Это, конечно, в высшей степени поддается пайке. Проводник, который «лужят», на самом деле может быть покрыт свинцово-оловянным сплавом — припоем.
Золото , хотя и дорогое, является обычным покрытием для латунных контактов разъемов, коаксиальных контактов ARINC и частей некоторых других разъемов. По сути, это покрытие является предпочтительным из-за его превосходных свойств коррозионной стойкости в приложениях, где может быть большое воздействие. Золото также является хорошим проводником и легко паяется.
В таблице 3 перечислены некоторые распространенные проводящие материалы и их свойства, как абсолютные, так и относительно меди.
| Для провода 30 AWG | Температурный коэффициент 2 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Относительное сопротивление | Ом на 1000 футов | фунтов на 1000 футов | «Ом-фунт» 1 на 1000 футов | Точка плавления (°С) | Специальный Гравитация | DR на °C | D Длина % на °С | |
| Медь | 1 | 103 | 0,304 | 31,4 | 1083 | 8,89 | 0,0039 | 16,1 |
| Алюминий | 1,64 | 169 | 0,092 | 15,6 | 660 | 2,7 | 0,0039 | 28,7 |
| Серебро | 0,94 | 97 | 0,359 | 34,9 | 961 | 10,5 | 0,0038 | 18,8 |
| Золото | 1,42 | 146 | 0,661 | 96,6 | 1063 | 19,32 | 0,0034 | 14,3 |
| Олово | 6,7 | 691 | 0,25 | 172,7 | 232 | 7,3 | 0,0042 | 26,9 |
| ОТНОСИТЕЛЬНО МЕДИ | ||||||||
| Медь | 100% | 100% | 100% | 100% | 100% | 100% | 100% | 100% |
| Алюминий | 164% | 164% | 30% | 50% | 61% | 30% | 99% | 178% |
| Серебро | 94% | 94% | 118% | 111% | 89% | 118% | 97% | 117% |
| Золото | 142% | 142% | 217% | 308% | 98% | 217% | 87% | 89% |
| Олово | 670% | 670% | 82% | 550% | 21% | 82% | 107% | 167% |
Таблица 3.
Сравнение обычных проводящих материалов. 1 Ом-фунтов на 1 м фут» — расчетное значение, иллюстрирующее относительное преимущество в весе каждого материала. Это только для целей сравнения и не имеет реальной цели дизайна. 2 Температурный коэффициент – это коэффициент, который применяется к изменениям сопротивления или физического размера для каждого градуса Цельсия. Обратите внимание на значительную разницу в коэффициентах расширения между медью и алюминием — еще одна причина их несовместимости. Можно отметить, что основным преимуществом алюминия является вес.
ОБОЛОЧКА И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗОЛЯЦИИ
ПВХ не подходит для изоляции проводов и кабелей в самолетах — позиция, подтвержденная FAA. Другие хорошие и одобренные варианты существуют и легко доступны.
Номинальные температуры отражают диапазон, в котором будет поддерживаться целостность изоляции — достаточно гибкая в холодном состоянии и не подверженная размягчению или разрушению в верхней части шкалы.
Следует отметить, что предельная температура должна учитывать повышение температуры, вызванное рассеянием мощности в самом проводнике.
Несмотря на то, что большая часть бортовой проводки не выдерживает воздействия номинальных экстремальных температур, такие номинальные характеристики обеспечивают некоторый запас прочности для обеспечения безопасности в случае пожара или неисправности.
Другие изоляционные свойства, вызывающие озабоченность, в зависимости от приложений, включают диэлектрическую постоянную, которая определяет потери, взаимную емкость (между проводниками), импеданс, скорость распространения и т. д. [См. Фактор скорости ] Наиболее распространенные изоляционные материалы для проводов и кабелей, утвержденные и обычно приемлемые для самолетов, относятся к семейству Teflon® — известной торговой марке фторполимеров, в которую входят, например, PTFE, ETFE (также известный как Tefzel®), TFE и FEP.
Провода MIL-W-22759 имеют изоляцию из TFE или Tefzel®.
Изоляция из ТФЭ рассчитана на верхний диапазон температур окружающей среды от +200°C до +260°C, в зависимости от толщины изоляции и материалов проводников. Tefzel® обычно рассчитан на температуру +150°C. Оба подходят для -65°C, что может быть реализовано в непосредственной близости от кожи на больших высотах.
ПРОБЛЕМЫ ТЕМПЕРАТУРЫ/ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
Есть несколько старых «резервных» коаксиальных кабелей — например, RG58 и RG214 — и несколько более новых кабелей с малыми потерями, которые на самом деле могут вызвать серьезные проблемы с производительностью в авиационных системах. Их полезность ограничена использованием полиэтилена в качестве диэлектрического материала. Это приводит к номинальной температуре, как правило, 85°C (что равняется 185°F), что, на первый взгляд, может показаться вполне адекватным.
Но бортовые системы гораздо надежнее обслуживаются кабелями, рассчитанными на 200°C. Теперь 200 ° C — это колоссальные 394 ° F — достаточно жарко, чтобы расплавить припой! Конечно, намного выше человеческой терпимости.
Итак, не будет ли излишним указывать (и платить за) кабели с номиналом 200°? Решительно нет. И вот почему.
Многие специалисты по авионике знают — если не из науки, то из опыта — что использование «высокотемпературных» кабелей предпочтительнее менее дорогих коаксиальных кабелей. Причина в производительности — может быть, не в начале, а с течением времени.
Во многих самолетах кабели проходят через планер в местах, где температура может быть намного выше, чем в кабине. Несмотря на то, что при контакте с воздуховодами, брандмауэрами двигателей и других горячих точках или в непосредственной близости от них температуры не достигают даже 200°C, они нередко испытывают точки соприкосновения с температурой значительно выше 100°C. Именно там может произойти повреждение. Какой ущерб?
Немного предыстории: Коаксиальные кабели по определению являются коаксиальными, то есть цилиндр экрана и поперечное сечение центрального проводника имеют одну и ту же ось. Пространство [диэлектрик] между ними везде одинаковое.
В идеале.
Диэлектрические материалы при более низких температурах размягчаются при относительно низких температурах, и центральный проводник неизбежно смещается от центра к экрану, в направлении силы тяжести или внутрь изгиба кабеля. В таком случае «соосность» смещается от оси, и нарушается концентричность, необходимая для поддержания импеданса. Это необратимо и лишь часть ущерба, который может произойти.
Другая часть находится в коробке. В случае с приемником изменения импеданса могут вызвать ослабление сигнала — возможно, вплоть до потери полезности.
В случае с передатчиком все может быть еще хуже. Отражение мощности [измеряемое как КСВ или коэффициент стоячей волны] возвращается прямо на заключительный этап, производя тепло… а тепло — заклятый враг всех электронных компонентов. Это приглашение на скамейку для ремонта. Вы знаете кого-нибудь, кто предпочел бы заплатить за ремонт, чем скромную дополнительную плату за кабель, рассчитанный на 200°C?
Кабели, в которых используются диэлектрические материалы из полиэтилена (PE), рассчитанные на температуру 85°C, становятся мягкими при температурах, обычных для изолированных мест в самолете.