8-3842-33-85-00 - магазин жидких обоев

г. Кемерово, Рынок "Привоз" бокс №1

Устройство силовых кабелей: Конструкция силового кабеля

Содержание

Конструкция силового кабеля

Силовые кабельные линии предназначены для подключения различных потребителей электрической энергии к электрической сети. В данной статье рассмотрим особенности конструкции силовых кабелей. Не зависимо от типа силового кабеля, основными конструктивными элементами кабеля являются токопроводящие жилы и изоляция. Помимо данных элементов в конструкции силовых кабелей может также присутствовать защитный экранирующий слой, защитная броня, заземление (заземляющая жила, металлическая оболочка), а также различные заполнители. Ниже приведем краткую характеристику и назначение приведенных конструктивных элементов силового кабеля.

Токопроводящие жилы

Токопроводящие жилы – это основной конструктивный элемент кабеля. Они служат в качестве проводника электрического тока от источника к потребителю. Жилы кабелей изготавливают из меди или алюминия. Существуют отдельные типы кабелей, в которых в качестве материала для токопроводящих элементов выступают алюмомедные жилы. Конструктивно жилы силовых кабелей могут быть выполненными монолитными (однопроволочными) или многопроволочными. Кабель одножильный с медной многопроволочной жилой (марка ПВ-3 или ПУгВ) Кабель одножильный с медной многопроволочной жилой ( марка ПВ-3 или ПУгВ)   По форме токопроводящие жилы могут быть круглыми, плоскими, секторными, сегментными. В зависимости от назначения кабельной линии, в ней может быть одна, две, три или более жил. Если в кабеле есть защитная заземляющая или нулевая жила, то она, как правило, имеет меньшее сечение, чем фазные жилы. Кабель алюминиевый с нулевой жилой круглого сечения и тремя фазными жилами секторного сечения в монолитном исполнении. (марка АВВГ) Кабель алюминиевый с нулевой жилой круглого сечения и тремя фазными жилами секторного сечения в монолитном исполнении. (марка АВВГ)   По фазным жилам кабеля и нулевой (нейтральной) жиле протекает ток нагрузки. Заземляющая жила кабеля предназначена для соединения корпусов электрического оборудования, электроприборов, которые в нормальном режиме не должны находиться под напряжением, с заземляющим контуром.
То есть при помощи заземляющей жилы обеспечивается заземление оборудования (электроприборов), подключенных к тому или иному силовому кабелю.

Изоляция силовых кабелей

Изоляционный покров кабеля служит для обеспечения электрической прочности (изоляции жил кабеля) друг от друга и относительно земли (внешней оболочки кабеля). В силовых кабелях изоляционный покров есть на каждой из жил кабеля, а также общая изоляция, наложенная поверх всех токопроводящих жил – так называемая поясная изоляция. Изоляция силовых кабельных линий может быть резиновой (например кабель КГ), поливинилхлоридной (например ВВГнгLS), бумажной, полиэтиленовой (например кабель ВПП, СИП) . Кабель медный с многопроволочными фазными и заземляющей жилой меньшего сечения в резиновой изоляции и оболочки (марка кабеля КГ) Кабель медный с многопроволочными фазными и заземляющей жилой меньшего сечения в резиновой изоляции и оболочки ( марка КГ)   Каждый из типов изоляции имеет свои преимущества и недостатки, и соответственно свою область применения.
Для стационарной прокладки электрических проводок в сетях напряжением до и выше 1000 В (до 6 кВ) наиболее популярны силовые кабеля с поливинилхлоридной изоляцией – марки ВВГ, ВБбШв, ВБШв и другие, в том числе не распространяющие горения с маркировкой «нг».

Оболочки кабелей

Оболочка в силовом кабеле служит для обеспечения дополнительной жесткости, механической прочности кабеля, а также устойчивости его к различным агрессивным средам (влага, газы, прямое воздействие солнечных лучей, кислоты, масла и другие разрушающие вещества). В качестве дополнительной защиты кабеля может выступать алюминиевая, стальная, свинцовая, пластмассовая, поливинилхлоридная, резиновая оболочки. Алюминиевые оболочки силовых кабельных линий напряжением до 1000 В в отдельных случаях могут использоваться в качестве нулевого (нейтрального) проводника. Алюминиевая или свинцовая оболочка является неотъемлемым конструктивным элементом силовых кабелей с пропитанной бумажной изоляцией, так как оболочка в данном случае обеспечивает герметичность гигроскопичной бумажной изоляции.

Защитные покровы

Для обеспечения дополнительной защиты силовых кабелей, помимо оболочки в конструкции кабеля предусматриваются защитные покровы. Защитный покров представляет собой бронированный слой, который отделен от кабеля специальной подушкой и имеет дополнительный наружный покров. Силовой бронированный кабель с медными и алюминиевыми жилами (марки ВБбШВ и АВБбШВ) Силовой бронированный кабель с медными и алюминиевыми жилами (марки ВБбШВ и АВБбШВ)   Бронированный слой силовых кабелей может быть выполнен стальными лентами или проволокой. Броня служит для защиты кабеля от механических повреждений и от растяжений (проволочная броня). Подушка обеспечивает защиту оболочки кабеля от повреждений стальными лентами или проволокой бронированного слоя, а также от коррозии (если внешняя оболочка кабеля металлическая или это экранированный слой). В качестве подушки используются ленты из различных материалов, кабельная пряжа или битум. Наружный покров служит для защиты стального бронированного слоя от коррозии.
В данном случае защитным материалом может быть пропитанная кабельная пряжа, шланг из полиэтилена или поливинилхлорида.

Кабельные заполнители

Заполнители в силовых кабелях служат для обеспечения требуемой герметичности, электрической прочности, заполнения свободного пространства между конструктивными элементами внутри кабеля, а также для придания кабельной линии требуемой формы и жесткости (механической прочности). Кабель медный с заполнителем пустот между жилами (марка кабеля NYM)   Кабель медный с заполнителем пустот между жилами ( марки NYM)   В качестве заполнителя для силовых кабелей может применяться кабельная пряжа, резина, бумага, пластмасса. Кроме того, существуют маслонаполненные силовые кабели, в которых масло может выступать в качестве пропитки бумажной изоляции кабеля или в качестве заполнителя пустоты между жилами (маслонаполненный кабель в трубопроводе).

Экран силового кабеля

Экранирующий слой силового кабеля служит для защиты других кабельных линий, проложенных недалеко от данной линии, от воздействия электромагнитного поля (межкабельные наводки).
Кабель медный экранированный с экраном в виде фольги (марка силового кабеля ВВГЭнг) Кабель медный экранированный с экраном в виде фольги (марка ВВГЭнг)   В качестве экрана может быть использована алюминиевая или медная фольга, а также некоторые полупроводящие материалы.

Силовые кабели. Виды и структура. Характеристики и маркировки

Силовые кабели предназначены для передачи переменного тока от энергетических и коммунальных предприятий к потребителю. Преимущественно рассчитаны на напряжение до 10-35 кВ, но есть марки, которые выдерживают напряжение до 220 и 330 кВ. К силовому кабелю могут подключаться стационарные объекты и передвижные установки.

Структура силового кабеля

Устройство силового кабеля зависит от сферы его применения, но есть четыре основных элемента, без которых не обходится ни одна марка. Современные силовые кабели состоят из следующих частей:

  • Токопроводящих жил.
  • Изоляции каждой жилы.
  • Оболочки.
  • Наружного защитного покрова.

Общая изоляция называется поясной. Количество токопроводящих жил варьируется от одной до пяти. Они могут быть круглыми, треугольными и секторными, состоящими из одиночной проволоки или нескольких переплетенных проволок. Их прокладывают параллельно в кабеле или скручивают.

Зачастую присутствует нулевая жила, которая выполняет функцию нулевого проводника, и провод заземления для защиты от утечек тока. Применяют также экран, который ослабляет влияние электромагнитных полей, и делает симметричным поле, возникающее вокруг проводника. В дополнение к этому экран повышает прочность изоляции и защищает от внешнего воздействия среды.


Там где возникает повышенный риск механического повреждения, применяют бронированные кабели.

Они покрыты стальными лентами или оплеткой, противостоящей зубам грызунов, случайному воздействию ручного инструмента, пережатию горными породами и прочее. Чтобы ленты не повредили внутреннюю оболочку, делают специальную подушку под броню.

Жилы силового кабеля бывают алюминиевыми или медными. Алюминиевые жилы площадью поперечного сечения до 35 мм кв. включительно делают из одиночной проволоки. Если площадь сечения составляет 300-800 мм кв., то используют несколько алюминиевых проволок. В промежуточном значении площади (до 300 мм кв.) применяют как одну, так и несколько проволок.

С медью ситуация обстоит немного иначе. Однопроволочные жилы делают до площади 16 мм кв., а многопроволочные – 120-800 мм кв. Если же площадь сечения составляет 25-95 мм кв., то используют как несколько, так и одну проволоку.

У нулевой жилы площадь поперечного сечения уменьшена. Ее размещают между другими жилами, маркируют синим цветом при трехфазном токе.

Почему медный кабель лучше

Основное преимущество алюминиевого кабеля или провода состоит в его невысокой цене. Алюминий – недорогой и доступный проводник, который используют для протяженных линий электропередач.

Но все же домашнюю проводку рекомендуется делать из медных проводов, и для этого есть несколько причин:
  • Медь более пластична, поэтому не ломается при частых перегибах.
  • Алюминиевые контакты часто ослабевают и плавятся из-за повышенного контактного сопротивления, медные контакты значительно надежнее в этом плане.
  • Удельное сопротивление меди меньше, а значит электрическая проводимость больше, и медный провод может выдерживать большие нагрузки, чем алюминиевый при одинаковом сечении.

Все это является причиной замены алюминиевых проводов медными при сечении до 16 мм кв. Провода с большим сечением тоже можно менять, но цена такой замены будет высокой из-за высокой стоимости меди.

Основные характеристики
В зависимости от назначения и особенностей производства, силовые кабели отличаются по ряду параметров:
  • Количеству жил (1-5).
  • Материалу жилы (медь, алюминий).
  • Площадью поперечного сечения.
  • Типу изоляции.

В соответствии с этими характеристиками будет меняться рабочее напряжение, на которое рассчитан кабель, диапазон температур его применения и срок службы.

Так, кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена можно использовать при температурах в диапазоне -50…+50 °C. Его срок службы достигает 30 лет. Рассчитан на работу под напряжением до 330 кВ.

Силовые кабели с бумажной изоляцией применяют для электросетей с номинальным напряжением до 35 кВ, с резиновой изоляцией – для сетей постоянного тока напряжением до 10 кВ, с ПВХ оболочкой – для сетей переменного тока с номинальным напряжением до 6 кВ.

Разновидности изоляции

На каждую жилу накладывается изоляция, чтобы не допустить электрического пробоя. Помимо этого существует поясная изоляция, наложенная поверх всех вместе применяемых в кабеле жил.

Устаревший способ изоляции – бумага с пропиткой. Современные силовые кабели снабжают преимущественно полимерной изоляцией и резиновой.

Пропитку бумажного кабеля делают из синтетических изоляционных смол или вязкого состава канифоли и масла с добавлением других составляющих. У таких кабелей есть ограничения по применению на участках трассы с большим перепадом высот, поскольку при нагревании смола стекает вниз. Для прокладки на вертикальных участках можно применять кабеля с бумажной изоляцией и пропиткой повышенной вязкости.

Для прокладки сетей переменного тока напряжением до 1кВ и постоянного, напряжением до 10 кВ, можно применяют силовые кабели с резиновой вулканизированной изоляцией. Резину накладывают сплошным полотном или в виде лент.

Полимерная изоляция представляет собой слой поливинилхлорида (ПВХ) или сшитого полиэтилена (СПЭ). В целях пожарной безопасности используют специальное покрытие, не поддерживающее горение.

Применение полиэтилена делает кабель более легким и гибким. Он устойчив к влиянию ультрафиолета, низких температур, выдерживает нагревание до +90°C. Силовые кабели с полиэтиленовой изоляцией можно прокладывать на сложных трассах. Благодаря простой прокладке себестоимость монтажных работ снижается.

Маркировка

Чтобы было удобно определять назначение каждой жилы кабеля, предусмотрена цветовая маркировка изоляции. Увидев провод определенного цвета, электрик сразу понимает, куда его можно подсоединить.

В разных странах маркировка может немного отличаться, но существуют Международные стандарты, и мировые производители стараются их придерживаться.

В однофазных сетях жила с нулевой фазой и заземляющая жила также обозначаются синим и желто-зеленым цветом. Фазную жилу обычно делают коричневого или черного цвета, но встречаются и другие варианты (красный, белый, серый и т.д.).

В соответствии с ГОСТом предусмотрена буквенная маркировка:
  • В самом начале маркировки стоят 4 или 3 буквы. Если первая буква А – то применяется алюминиевая жила. Если буквы А нет, то жила медная.
  • Следующая буква указывает на материал изоляции всего кабеля. В – винил (поливинилхлорид), Р – резина.
  • Затем идет буква, указывающая на изоляцию каждой жилы. Расшифровка такая же, как для изоляции кабеля.
  • Третья (или четвертая) буква указывает на особенности внешней оболочки. А – асфальтовая оболочка, Б – бронированные свойства, Г – голый, незащищенный кабель.
  • После заглавных могут идти маленькие буквы «нг». Они означают, что кабель негорючий. Шв говорит о том, что наружный покров – ПВХ шланг, Шп – полиэтиленовый шланг.

Зная все обозначения, можно без проблем расшифровать загадочную маркировку ВВГ-нг, АВБ или что-то подобное.

Цифры обозначают следующее:
  • Количество жил.
  • Площадь сечения в мм кв.
  • Напряжение в вольтах.

У изделий иностранного производства своя буквенная маркировка. Согласно немецкому стандарту буквой N обозначают силовой кабель, Y – изоляция из ПВХ, HX – изоляция из сшитого полиэтилена, С – медный экран, RG – броня.

Известные марки

Строение жил большинства кабелей одинаковое. Они могут состоять из нескольких тонких переплетенных проволок или из одной цельной проволоки большего диаметра. В случае переплетения конструкция получается более гибкой, при равном диаметре сечения и материале проводящие свойства не отличаются.

Важную роль играет изоляция, поскольку от ее свойств зависит, в каких условиях можно эксплуатировать кабели.

Наиболее известны силовые кабели АВВГ и ВВГ. Первый имеет алюминиевые жилы, изоляцию и внешнюю оболочку из ПВХ. Его можно использовать для сетей номинальным напряжением 0,6-1 кВт, частотой 50 Гц, прокладывать в помещениях и в земле, коллекторах, траншеях. Второй снабжен медными жилами, область применения такая же. Марка ВВГнг отличается устойчивостью к горению. ВВГп представляет собой плоскую модификацию, удобную для монтажа.

NYM – усовершенствованный аналог силового кабеля ВВГ с заполнением из мелованной резины, которая противостоит горению. Однако от прямого воздействия солнечного света кабели надо защищать, поскольку ПВХ неустойчиво к влиянию ультрафиолета.

Широко известна марка гибкого круглого кабеля КГ. Его делают с медными жилами, резиновой изоляцией каждой жилы и общей. Первый слой изоляции может быть из ПЭТ (полиэтилен). Применяют для подключения переносных электрических установок, сварочных аппаратов, садовой и снегоуборочной техники и других мобильных электрических устройств.

К бронированному виду кабелей относится марка ВБбШв. Жилы могут быть как медными, так и алюминиевыми (в этом случае добавляется буква А). Диапазон сечения жил 1,5…240 мм кв. Применяется для прокладки под землей к зданиям и сооружениям, монтируется внутри помещений, разрешена прокладка в местах повышенной взрывоопасности.

 Похожие темы:

Силовые кабели — виды, назначение и конструкция

Силовые кабели используют для передачи электрического тока от производителя к потребителям: промышленным предприятиям, в частные дома, торговые центры, спортивные сооружения и административные здания.

Силовые кабели используют для передачи электрического тока от производителя к потребителям: промышленным предприятиям, в частные дома, торговые центры, спортивные сооружения и административные здания.

Силовой кабель относится к электротехническим изделиям. Состоит из металлических жил, изоляционной оболочки, защитного покрова и экрана. Внутри оболочки находятся основные (фазные, нулевые) и вспомогательные провода.
Вспомогательными являются жилы заземления, которые предназначены для подключения корпусов приборов к общему контуру заземления.
Для улучшения параметров и защиты от повреждений, силовые кабели оснащают:

  • прокладкой из брони;
  • броневым покрытием;
  • экраном;
  • поясной изоляцией;
  • специальным составом, которым заполнена внутренняя полость.

Кабельные жилы выпускают из меди и алюминия – эти металлы обладают пластичностью и низким уровнем электрического сопротивления. Изоляцию делают из полиэтилена, металлической фольги со специальной пропиткой, резины и поливинилхлорида.
Проводка с изоляцией из металлической бумаги применяет на магистральных участках линий электропередач напряжением не более 760 кВ и частотой 50 герц.
Защитное покрытие из полиэтилена обладает устойчивостью к значительным колебаниям температуры и механическим повреждениям. Провода с полиэтиленовой изоляцией на продолжительный срок работы.
Медные жилы отличаются низким уровнем электрического сопротивления Благодаря этому, снижаются потери мощности и увеличивается пропускную способность линий электропередач. Выдерживают большие нагрузки на разрыв, изгиб и растяжение, которым подвержены в процессе эксплуатации.

Обозначают кабели по назначению, напряжению и марке. Маркировка содержит данные о материале проводов, оболочки и покрове.
Пример
Электрический кабель из четырех алюминиевых жил, оснащенный наружным покровом (в этом случае допускается укладка в траншею), с эксплуатационным напряжением 1 кВ, при суммарном сечении 185 мм2 обозначают ААБв (ож) 4*185-1.
Кабели с бумажной изоляцией и жилами из алюминия маркируют: ААБ, ААГ, ААП, АСБ, АСПГ и АСШв.
Международной Электротехнической Комиссией (МЭК) разработана цветовая маркировка кабелей. В ряде стран на сегодняшний день используют буквенные обозначения: первый символ – материал жил, второй — вид изоляции, следующий символ – тип оболочки. Броневое покрытие и вид экрана также имеют свои обозначения. Количество символов зависит от сложности конструкции конкретного вида кабеля.
Буквенная маркировка типов изоляции:

  • П – полиэтиленовая;
  • Р – резиновая;
  • В – поливинилхлоридная.

Бумажная изоляции с пропиткой не имеет маркировки.

В зависимости от вида изоляции провода окрашены в определенный цвет:

  1. Коричневым или черным цветом обозначают фазные жилы.
  2. Желто-зеленым с голубыми метками – дополнительная жила, которая подключается к контуру заземления.
  3. Изоляция нулевого проводника окрашена в голубой цвет.
  4. Жилы заземления имеют желто-зеленый цвет.

Буквенное обозначение кабеля ВВГНГ означает марку и его эксплуатационные характеристики. К наиболее распространенным и востребованным относятся модели с буквенными аббревиатурами:
ППВ – провод с трехжильной сердцевиной из меди с изоляцией ПВХ, предназначен для прокладки подземных коммуникаций уличного освещения;
АППВ – характеристики сходны с предыдущей моделью, но может иметь четыре жилы из алюминия;
ВВГ – сердцевина сделана из меди, имеет 1-4 жилы с оболочкой из поливинилхлорида, используют для монтажа осветительных линий в жилых и производственных помещениях; кабель устойчив к воздействию влаги и другим неблагоприятным факторам окружающей среды;
ПВС – сердцевина сделана из меди, имеет 2-5 провода; используют в бытовых приборах и осветительных системах;
ВБбШв – имеют 5 скрученных жил, что обусловлено спецификой эксплуатации; используют в силовых линиях электропередач, отличаются прочностью и устойчивы к механическим повреждениям;
НУМ – имеет четыре стержня, внутренняя полость заполнена металлическим наполнителем; используют для монтажа наземных и воздушных сетей;
КГ – конструкция кабеля состоит из медных многопроволочных жил, защитное покрытие сделано из прорезиненного материала; кабель обладает гибкостью, применяют для монтажа линий в труднодоступных местах и помещениях с высокой влажностью.
В списке представлены базовые модели кабелей. Подробную информацию о технических характеристиках конкретной марки предоставляют консультанты профильных компаний, которые занимаются реализацией данной продукции.

Конструкция силовых кабелей. Ооо энергия

Силовые кабели классифицируются по значению номинального напряжения в сети. Во вторую очередь кабели и провода классифицируют по виду изоляции и особенностям конструкции. Сейчас для токопроводящих жил применяют алюминий и медь. Кабели для сетей переменного напряжения (от 1кВ до 35кВ) и кабели для сетей с заземленной нейтралью в сетях постоянного тока относятся к кабелям низкого напряжения. Эти кабели изготавливают с использованием бумажной, пластмассовой и резиновой изоляцией. Самым перспективным видом изоляции является пластмассовая изоляция. Кабели с такой изоляцией удобны в монтаже, просты в изготовлении и надежны при эксплуатации. Сопротивление изоляции таких кабелей будет долго оставаться в допустимых пределах. Большой процент от всего изготавливаемого кабеля принадлежит именно кабелям с пластмассовой изоляцией. Силовые кабели с прочей изоляцией в наше время почти не выпускаются. Кабели низкого напряжения изготавливают в одножильном, двухжильном, трехжильном и четырехжильном исполнении. Одножильные и трехжильные кабели применяют в сетях напряжением от 1кВ до35кВ, а двухжильные и четырехжильные кабели применяют в сетях до 1кВ. Кабель с четырьмя жилами предназначен для четырехпроводных сетей электроснабжения. Четвертая жила это заземляющий или зануляющий проводник. В некоторых случаях (взрывоопасные, пожароопасные и прочие опасные помещения) эта жила имеет сечение равное сечению других жил. Кабели для сетей переменного напряжения (от 110кВ до 750кВ) и кабели для сетей постоянного напряжения от 100кВ до 400кВ относятся к кабелям высокого напряжения. К кабелям высокого напряжения включены кабели, предназначенные для работы в сетях переменного напряжения 110, 220, 330, 380, 500, 750 кВ и выше, а также кабели постоянного напряжения от +100 до +400 кВ и выше. Подавляющее большинство таких кабелей делают маслонаполненными с бумажной изоляцией. Давление масла обеспечивает отличную прочность и сопротивление изоляции. В некоторых случаях для заполнения кабеля используют газ. В качестве внешней изоляции предпочтительно использование пластмассы. Как и в случае с кабелем низкого напряжения, именно пластмассовая изоляция позволяет держать значение сопротивления изоляции кабеля в нормативе долгое время.

Маркировка силовых кабелей в электроснабжении состоит из буквы, обозначающих материал жилы, изоляции, внешней изоляции, а также вид защиты наружной изоляции и некоторые другие особенности. Для обозначения алюминия используют букву А. При применении меди, первая буква не указывается. Второй буквой (П – полиэтиленовая, В – ПВХ, Р – резиновая) обозначается материал изоляции жилы. Третьей буквой обозначают тип внешней оболочки (А – алюминий, С – свинец, П – полиэтилен, В – ПВХ, Р – резина). Четвертая и последующие буквы указывают тип наружного покрова. Буква Б указывает на наличие брони в виде лент. Маленькие буквы НГ обозначают оболочку пониженной горючести для оболочки из ПВХ. Для обозначения маслонаполненных кабелей используют букву М (Г для газа). Следующая буква Н обозначает низкое давление, а буква В высокое давление. После всех букв идет цифра указывающая на количество жил. Далее идет цифра обозначающая сечение жил. Маленькие буквы ОЖ обозначают однопроволочный проводник жилы. Отсутствие букв указывает на то, что жилы многопроволочные.

© Все материалы защищены законом РФ об авторских правах и ГК РФ. Запрещено полное копирование без разрешения администрации ресурса. Разрешено частичное копирование с прямой ссылкой на первоисточник. Автор статьи: коллектив инженеров ОАО «Энергетик ЛТД»

Силовые кабели предназначены для передачи переменного тока от энергетических и коммунальных предприятий к потребителю. Преимущественно рассчитаны на напряжение до 10-35 кВ, но есть марки, которые выдерживают напряжение до 220 и 330 кВ. К силовому кабелю могут подключаться стационарные объекты и передвижные установки.

Структура силового кабеля

Устройство силового кабеля зависит от сферы его применения, но есть четыре основных элемента, без которых не обходится ни одна марка. Современный кабель состоит из следующих частей:

  • Токопроводящих жил.
  • Изоляции каждой жилы.
  • Оболочки.
  • Наружного защитного покрова.

Общая изоляция называется поясной. Количество токопроводящих жил варьируется от одной до пяти. Они могут быть круглыми, треугольными и секторными, состоящими из одиночной проволоки или нескольких переплетенных проволок. Их прокладывают параллельно в кабеле или скручивают.

Зачастую присутствует нулевая жила, которая выполняет функцию нулевого проводника, и провод заземления для защиты от утечек тока. Применяют также экран, который ослабляет влияние электромагнитных полей, и делает симметричным поле, возникающее вокруг проводника. В дополнение к этому экран повышает прочность изоляции и защищает от внешнего воздействия среды.


Там где возникает повышенный риск механического повреждения, применяют бронированные кабели.

Они покрыты стальными лентами или оплеткой, противостоящей зубам грызунов, случайному воздействию ручного инструмента, пережатию горными породами и прочее. Чтобы ленты не повредили внутреннюю оболочку, делают специальную подушку под броню.

Жилы силового кабеля бывают алюминиевыми или медными. Алюминиевые жилы площадью поперечного сечения до 35 мм кв. включительно делают из одиночной проволоки. Если площадь сечения составляет 300-800 мм кв., то используют несколько алюминиевых проволок. В промежуточном значении площади (до 300 мм кв.) применяют как одну, так и несколько проволок.

С медью ситуация обстоит немного иначе. Однопроволочные жилы делают до площади 16 мм кв., а многопроволочные – 120-800 мм кв. Если же площадь сечения составляет 25-95 мм кв., то используют как несколько, так и одну проволоку.

У нулевой жилы площадь поперечного сечения уменьшена. Ее размещают между другими жилами, маркируют синим цветом при трехфазном токе.

Почему медный кабель лучше

Основное преимущество алюминиевого кабеля или провода состоит в его невысокой цене. Алюминий – недорогой и доступный проводник, который используют для протяженных линий электропередач.

Но все же домашнюю проводку рекомендуется делать из медных проводов, и для этого есть несколько причин:

  • Медь более пластична, поэтому не ломается при частых перегибах.
  • Алюминиевые контакты часто ослабевают и плавятся из-за повышенного контактного сопротивления, медные контакты значительно надежнее в этом плане.
  • Удельное сопротивление меди меньше, а значит электрическая проводимость больше, и медный провод может выдерживать большие нагрузки, чем алюминиевый при одинаковом сечении.

Все это является причиной замены алюминиевых проводов медными при сечении до 16 мм кв. Провода с большим сечением тоже можно менять, но цена такой замены будет высокой из-за высокой стоимости меди.

Основные характеристики

В зависимости от назначения и особенностей производства, силовые кабели отличаются по ряду параметров:

  • Количеству жил (1-5).
  • Материалу жилы (медь, алюминий).
  • Площадью поперечного сечения.
  • Типу изоляции.

В соответствии с этими характеристиками будет меняться рабочее напряжение, на которое рассчитан кабель, диапазон температур его применения и срок службы.

Так, кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена можно использовать при температурах в диапазоне -50…+50 °C. Его срок службы достигает 30 лет. Рассчитан на работу под напряжением до 330 кВ.

Силовые кабели с бумажной изоляцией применяют для электросетей с номинальным напряжением до 35 кВ, с резиновой изоляцией – для сетей постоянного тока напряжением до 10 кВ, с ПВХ оболочкой – для сетей переменного тока с номинальным напряжением до 6 кВ.

Разновидности изоляции

На каждую жилу накладывается изоляция, чтобы не допустить электрического пробоя. Помимо этого существует поясная изоляция, наложенная поверх всех вместе применяемых в кабеле жил.

Устаревший способ изоляции – бумага с пропиткой. Современные силовые кабели снабжают преимущественно полимерной изоляцией и резиновой.

Пропитку бумажного кабеля делают из синтетических изоляционных смол или вязкого состава канифоли и масла с добавлением других составляющих. У таких кабелей есть ограничения по применению на участках трассы с большим перепадом высот, поскольку при нагревании смола стекает вниз. Для прокладки на вертикальных участках можно применять кабеля с бумажной изоляцией и пропиткой повышенной вязкости.

Для прокладки сетей переменного тока напряжением до 1кВ и постоянного, напряжением до 10 кВ, можно применяют силовые кабели с резиновой вулканизированной изоляцией. Резину накладывают сплошным полотном или в виде лент.

Полимерная изоляция представляет собой слой поливинилхлорида (ПВХ) или сшитого полиэтилена (СПЭ). В целях пожарной безопасности используют специальное покрытие, не поддерживающее горение.

Применение полиэтилена делает кабель более легким и гибким. Он устойчив к влиянию ультрафиолета, низких температур, выдерживает нагревание до +90 °C. Силовые кабели с полиэтиленовой изоляцией можно прокладывать на сложных трассах. Благодаря простой прокладке себестоимость монтажных работ снижается.

Маркировка


Чтобы было удобно определять назначение каждой жилы кабеля, предусмотрена цветовая маркировка изоляции. Увидев провод определенного цвета, электрик сразу понимает, куда его можно подсоединить.

В разных странах маркировка может немного отличаться, но существуют Международные стандарты, и мировые производители стараются их придерживаться.

В однофазных сетях жила с нулевой фазой и заземляющая жила также обозначаются синим и желто-зеленым цветом. Фазную жилу обычно делают коричневого или черного цвета, но встречаются и другие варианты (красный, белый, серый и т.д.).

В соответствии с ГОСТом предусмотрена буквенная маркировка.

В самом начале маркировки стоят 4 или 3 буквы. Если первая буква А – то применяется алюминиевая жила. Если буквы А нет, то жила медная.

Следующая буква указывает на материал изоляции всего кабеля. В – винил (поливинилхлорид), Р – резина.

Затем идет буква, указывающая на изоляцию каждой жилы. Расшифровка такая же, как для изоляции кабеля.

Третья (или четвертая) буква указывает на особенности внешней оболочки. А – асфальтовая оболочка, Б – бронированные свойства, Г – голый, незащищенный кабель.

После заглавных могут идти маленькие буквы «нг». Они означают, что кабель негорючий. Шв говорит о том, что наружный покров – ПВХ шланг, Шп – полиэтиленовый шланг.

Зная все обозначения, можно без проблем расшифровать загадочную маркировку ВВГ-нг, АВБ или что-то подобное.

Цифры обозначают следующее:

  1. Количество жил.
  2. Площадь сечения в мм кв.
  3. Напряжение в вольтах.

У изделий иностранного производства своя буквенная маркировка. Согласно немецкому стандарту буквой N обозначают силовой кабель, Y – изоляция из ПВХ, HX – изоляция из сшитого полиэтилена, С – медный экран, RG – броня.

Известные марки

Строение жил большинства кабелей одинаковое. Они могут состоять из нескольких тонких переплетенных проволок или из одной цельной проволоки большего диаметра. В случае переплетения конструкция получается более гибкой, при равном диаметре сечения и материале проводящие свойства не отличаются.

Важную роль играет изоляция, поскольку от ее свойств зависит, в каких условиях можно эксплуатировать кабели.


Наиболее известные марки силовых кабелей АВВГ и ВВГ. Первый имеет алюминиевые жилы, изоляцию и внешнюю оболочку из ПВХ. Его можно использовать для сетей номинальным напряжением 0,6-1 кВт, частотой 50 Гц, прокладывать в помещениях и в земле, коллекторах, траншеях. Второй снабжен медными жилами, область применения такая же. Марка ВВГнг отличается устойчивостью к горению. ВВГп представляет собой плоскую модификацию, удобную для монтажа.


NYM – усовершенствованный аналог силового кабеля ВВГ с заполнением из мелованной резины, которая противостоит горению. Однако от прямого воздействия солнечного света кабели надо защищать, поскольку ПВХ неустойчиво к влиянию ультрафиолета.

Широко известна марка гибкого круглого кабеля КГ. Его делают с медными жилами, резиновой изоляцией каждой жилы и общей. Первый слой изоляции может быть из ПЭТ (полиэтилен). Применяют для подключения переносных электрических установок, сварочных аппаратов, садовой и снегоуборочной техники и других мобильных электрических устройств.

К бронированному виду кабелей относится марка ВБбШв. Жилы могут быть как медными, так и алюминиевыми (в этом случае добавляется буква А). Диапазон сечения жил 1,5…240 мм кв. Применяется для прокладки под землей к зданиям и сооружениям, монтируется внутри помещений, разрешена прокладка в местах повышенной взрывоопасности.

Силовые кабели состоят из одной, трех или четырех одно- или многопроволочных медных или алюминиевых жил, изолированных друг от друга и окружающей среды бумажно-пропитанной, резиновой или пластмассовой изоляцией, герметизированных свинцовыми, алюминиевыми, пластмассовыми или резиновыми оболочками и защищенных, как правило, броней из стальных лент или оцинкованной стальной проволоки, а также защитными антикоррозийными покровами.

Изоляции жил кабелей изготавливаются из бумажных лент, пропитанных маслоканифольным составом, из поливинилхлоридного пластиката, полиэтилена, сшитого полиэтилена, резины.

Диапазон переменного рабочего напряжения, на который изготавливаются силовые кабели, находится в пределах от 660 В до 500 кВ. Величина рабочего напряжения влияет на конструкцию кабелей.

Буквенное обозначение определяет конструкцию кабелей, их брони, защитных оболочек и покровов. Кабели с алюминиевыми жилами обозначают буквой А. Наличие медных жил в маркировке кабеля не выделяется. Например:

ААБв — кабель с алюминиевыми жилами с бумажной пропитанной изоляцией, в алюминиевой оболочке, под броней из стальных лент с выпрессованной из поливинилхлорида защитной оболочкой; СБ — кабель с бумажной пропитанной изоляцией с медными жилами, в свинцовой оболочке (С), с броней из стальных лент (Б), с защитными покровами из кабельной пряжи, пропитанной битумом; АСБ — то же, что СБ, но с алюминиевыми жилами; ААБ — то же, что АСБ, но с алюминиевой оболочкой. Основные буквенные обозначения кабелей и их значения приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 Буквенные обозначения кабелей

Буква, сочетание букв

Значение буквы или сочетания букв

Алюминиевая жила

Алюминиевая жила и свинцовая оболочка

Алюминиевая жила и алюминиевая оболочка

Броня из двух стальных лент с антикоррозионным защитным покровом

То же, но с негорючим защитным покровом (не поддерживающим горение)

Отсутствие защитных покровов поверх брони или оболочки

В подушке под броней имеется слой (два слоя) из пластмассовых лент

В подушке под броней имеется выпрессованный шланг из поливинилхлорида (полиэтилена) ,

Защитный покров в виде выпресоованного шланга (оболочки) из поливинилхлорида (полиэтилена)

Броня из круглых оцинкованных стальных проволок, поверх которых наложен защитный покров

Не поддерживающий горение защитный покров

Маслонаполненный.

Броня из оцинкованных плоских проволок, поверх которых наложен защитный покров

Свинцовая оболочка

Отдельные оболочки поверх каждой фазы

(в конце обозначения через дефис)

Обедненно-пропитанная бумажная изоляция

Бумажная изоляция, пропитанная нестекающим составом, содержащим церезин

Резиновая изоляция и оболочка из резины, не поддерживающей горение

Изоляция или оболочка из поливинилхлорида

Изоляция или оболочка из термопластичного полиэтилена

Изоляция или оболочка из самозатухающего полиэтилена (не поддерживающего горение)

Броня из профилированной стальной ленты

Изоляция из вулканизированного полиэтилена

Для кабелей, изготовленных после 01.04.1985. Изоляция способна работать при температурах 80, 70 и 65 °С соответственно для кабелей на напряжения 6,10,20 и 35 кВ, при этом увеличивается допустимый ток нагрузки. (Примеры обозначений кабелей: ААГУ, СБУ, СШвУ и т. д.)

Жилы силовых кабелей выполняются однопроволочными и многопроволочными. Сведения об алюминиевых и медных жилах, выпускаемых отечественной промышленностью, приведены в главе 1. В маркировке кабелей с однопроволочной жилой добавляется обозначение «ож».

Жилы изготовляют круглой формы для: одножильных и трехжильных кабелей в отдельных металлических оболочках всех сечений и многожильных с поясной изоляцией сечением до 16 мм2 включительно. Жилы сечением 25 мм2 и более для многожильных кабелей с поясной изоляцией изготавливают сегментной или секторной формы.

Алюминиевые жилы силовых кабелей сечением 6…240 мм2 и медные сечением 6…50 мм2 изготавливают сплошными однопроволочными. Соответственно алюминиевые сечением 70…800 мм2 и медные сечением 25…800 мм2 — многопроволочными.

Многопроволочные медные и алюминиевые жилы сегментной и секторной формы уплотняют в процессе изготовления.

Силовые кабели с изоляцией из бумажных лент, пропитанных маслоканифольным составом изготавливают в соответствии с ГОСТ 18410-73. Для вертикальных или крутых кабельных трасс используются кабели с обедненно-пропитанной изоляцией или изоляцией с нестекающим пропитывающим составом (ГОСТ 18409-73).

Кабели с пластмассовой изоляцией на напряжения 0,66…6 кВ изготавливаются в соответствии с ГОСТ 16442-80. В качестве изоляции для одножильных кабелей на напряжения 10, 35 и 110 кВ используется вулканизированный полиэтилен (кабели марок АПаВ, АПВП, АПвПс). Напряжение между жилой и заземленным экраном составляет соответственно 5,8; 20 и 64 кВ.

Кабели на напряжения 110 и 220 кВ изготавливают в соответствии с ГОСТ 16441 -78 с бумажной пропитанной изоляцией, с одной полой жилой, маслонаполненными (рис. 1.3). Маслонаполненный канал таких кабелей через специальные муфты периодически соединяется с масляными баками с давлением до 0,5 МПа.

Кабели 110…525 кВ могут также прокладываться в трубопроводе с маслом под избыточным давлением. Такие кабели называют кабелями высокого давления. Они имеют свинцовые оболочки, которые удаляются непосредственно перед укладкой в трубопровод. Внутренний диаметр трубопровода в 2,85 раз больше диаметра отдельной фазы. Давление масла в трубопроводе достигает величины 1,5 МПа.

конструктивное исполнение силовых кабелей. Функциональное

назначение изоляции, оболочки защитных покровов. Применение

силовых кабелей.

Кабелем называют устройство, предназначенное для канализации электрической энергии и состоящее из одного или нескольких изолированных друг от друга проводников заключенных в герметическую защитную оболочку из резины, пластмассы, алюминия или свинца.

Силовые кабели предназначены для передачи и распределения электрической энергии при напряжении промышленной частоты и постоянном напряжении и являются наиболее ответственными изделиями кабельной отрасли.

Основную классификацию силовых кабелей составляет значение номинального напряжения, при котором кабель может работать длительное время.

Силовые кабели:

1. Низкого напряжения: 2. Высокого напряжения:

а) с бумажной пропитанной изоляцией 1) с пластмассовой изоляцией

Двужильный 2) с бумажной пропитанной

Одножильный изоляцией

б) с пластмассовой изоляцией 3) маслонаполненные и

Двужильный газонаполненные

Трехжильный — низкого давления

в) с резиновой изоляцией — высокого давления

Трехжильный

Четырехжильный

Система маркировки: медные токопроводящие жилы не обозначаются специальной буквой, а алюминиевые жилы обозначаются буквой А, которая ставится в начале марки кабеля: П. — полиэтилен, В — поливинилхлоридный пластикат, Р. — резина, Пс — самозатухающий полиэтилен, Пв — вулканизированный полиэтилен.

Бумажная пропитанная изоляция не имеет буквенного обозначения. Третья буква марки кабеля обозначает тип защитной оболочки: А — алюминиевая, С — свинцовая, П. — полиэтиленовая, В — поливинилхлоридная, Р — резиновая, НР — оболочка из резины, не поддерживающая горения. Последние буквы обозначают и защитное покрытие: Б — броня из двух стальных оцинкованных лент с антикоррозийным защитным покровом, Би — то же, но не с горючим защитным покровом, Р — отсутствие защитных покровов поверх брони или оболочки, К — броня из круглых стальных оцинкованных проволок с защитным покровом, П — броня из плоских стальных оцинкованных проволок с защитным покровом, Бб — броня из профилированной стальной ленты, Шв (Шп) — защитный покров из впрессованного шланга из поливинилхлоридного пластика (полиэтилена).

Силовые кабели низкого напряжения с бумажной пропитанной изоляцией, делятся на кабели с поясной изоляцией (до 10 кВ) и с жилами покрытыми свинцом (20 и 35 кВ). Силовые кабели с поясной изоляцией выпускаются трехжильного типа с секторными жилами из меди или алюминия в диапазоне сечений 6-240 мм.

Силовой электрический кабель общего применения с пропитанной бумажной изоляцией состоит из токоведущих жил (из меди или алюминия) круглой или сеглянтной формы жильной изоляции из бумаги. Бумажная изоляция пропитана маслоканифольным составом заполнителей из жгутов сульфатной бумаги, которая проложена между жилами; поясной изоляцией из бумаги герметизирующей оболочки из свинца или алюминия; двухслойного битумного состава, между слоями кабельной пряжи, пропитанной противогнилостным составом. Кабели покрыты бронею из стальных лент, у некоторых марок кабелей из плоских или круглых стальных оцинкованных проволок, покрытых битумным составом; кабельного покрова из пропитанного джута (пряжи), покрытый сверху слоем мела.

Бумажная пропитанная изоляция имеет большую гигроскопичность, значит, при её использовании необходимо применять металлические оболочки (свинцовые или алюминиевые), которые защищают от механических повреждений и коррозии специальными покрытиями. Недостатком силовых кабелей с бумажной пропитанной изоляцией является ограничение при прокладке на местности с большим перепадом высот, так как в этом случае пропиточный состав постепенно стекает в нижнюю часть трассы, что приводит к повышению давления в кабеле и может вызвать повреждение оболочки. Одновременно верхний участок кабеля лишается значительной части пропиточного состава, что приводит к образованию пустот и, следовательно, к уменьшению электрической прочности кабеля. В местностях с большим перепадом высот применяется кабель марки ЦСБ, бумажная изоляция которого пропитывается нестекающими пропиточными составами на основе синтетического церезина, обладающими большой вязкостью при рабочей температуре кабеля, хорошей адгезией к жиле и достаточно высокими электроизоляционными свойствами, что позволяет использовать их в сетях с напряжением до 10 кВ.

По виду изоляции и оболочки различают следующие силовые кабели: с пропитанной бумажной изоляцией в металлической оболочке; с бумажной изоляцией пропитанной нестекающим составом, в металлической оболочке; с пластмассовой изоляцией в пластмассовой или металлической оболочке; с резиновой изоляцией в пластмассовой, резиновой или металлической оболочках.

Кабели с отдельно освинцованными жилами сечением 120-150мм, сохраняют достаточную гибкость, содержат меньшее количество пропиточного состава и имеют лучшие условия для теплоотвода. Недостатком их являются большая масса и повышенный расход металла для оболочек. Кабели в свинцовом и алюминиевом исполнении бывают либо одножильные, либо трехжильные, которые изолированы бумажной пропитанной изоляцией жил, каждая из которых имеет свинцовую оболочку, что позволяет создать в кабеле радиальное электрическое поле (марки: ОСБ, ОСК, АОСБ, АОСБГ, АОСК).

Силовые кабели с резиновой изоляцией, которые предназначены в основном для неподвижной прокладки с малыми радиусами изгиба в сетях переменного напряжения 660В или постоянного напряжения 1,3,6 и 10 кВ. Данные кабели могут иметь медные или алюминиевые токопроводящие жилы как круглой, так и секторной формы, изолированные изоляционной резиной. Поверх изолированных жил или сердечника кабеля накладывается оболочка из свинца, поливинилхлоридного пластиката или шланговой резины, а также сверху для упрочнения изоляции покрывают стальными лентами, защищенными антикоррозийным покровом. Основные марки кабелей с резиновой изоляцией приведены в таблице 5.

Силовые кабели с пластмассовой изоляцией предназначены для неподвижной прокладки и могут эксплуатироваться в электрических сетях переменного напряжения 1-35 кВ. Это наиболее перспективный тип кабелей, поскольку они достаточно просты в изготовлении, удобны при монтаже и эксплуатации. Они изготовляются в одно- и многожильном исполнении с медными и алюминиевыми токоведущими жилами круглой или секторной формы в диапазоне сечений 1,5-240мм (таблица 6). Для кабеля на напряжение 1-10 кВ может использоваться как поливинилхлоридная, так и полиэтиленовая изоляция. Кабели на напряжение 35 кВ имеют только полиэтиленовую изоляцию, которая обеспечивает более высокие электроизоляционные характеристики.

Таблица5.

Марка кабеля

основных жил

Переменное

напряжение, В

Постоянное напряжение, В

1,5-500 2,5-500 240-400

4-500 4-500 240-400

В настоящее время силовые кабели с пластмассовой изоляцией все шире приходят на смену кабелям с пропитанной бумажной изоляцией.

Таблица6.

Марка кабеля

Число жил

Номинальное напряжение, кВ

ВВГ, ПВГ, ПсВГ

АВВГ, АПВГ

АПСВГ, АПвГ

ВБбШв, АПБбШв

ПВБбШв, АПсБбШв,

АПвБбШв, ПвБбШв

АВАШв, ВАШв,

АВвШв, ПвАШв

АВВГ, ВВГ,

АПВГ, ПВГ,

АПсВГ, ПсВГ,

АПВГ, ПаВГ,

ВБбШв, АПБбШв,

На напряжение 110-220 кВ изготавливаются, как правило, кабели низкого давления. Эти кабели имеют только медные луженые жилы сечением 120-800 мм, поверх которых накладывается бумажная изоляция, пропитанная маловязким минеральным маслом. При большой толщине изоляции (для кабеля на напряжение 200 кВ) иногда делаются дополнительные каналы под оболочкой кабеля. Свинцовая оболочка всегда усиливается двумя медными лентами, наложенными с различными шагами, а алюминиевая покрывается более влагостойким покрытием в виде шланга из поливинилхлоридного пластика. Для придания кабелю с алюминиевой оболочкой большей гибкости иногда применяют гофрирование оболочки. Поверх оболочек кабелей низкого давления накладываются защитные покрытия, при которых определяется условиями прокладки кабеля.

Система маркировки кабелей низкого давления отличается достаточной простотой и включает в себя следующие буквенные обозначения: М — маслонаполненный, Н — низкого давления, С — свинцовая оболочка, А — алюминиевая оболочка, Аг — гофрированная алюминиевая оболочка, Шв — шланг из поливинилхлоридного пластиката, Шву — то же, но с усиленным защитным слоем под шлангом, К — броня из круглых стальных оцинкованных проволок, А — защитный покров из слоев битумного состава лавсановых (или резиновых) лент и пропитанной кабельной пряжи.

Маслонаполненные кабели высокого давления (в стальных трубопроводах) на переменные напряжения 110,220,500 кВ выпускаются двух марок: МВДТ и МВДТк. Конструкция кабеля содержит три фазы, затянутые в стальной трубопровод, который заполняется маслом под давлением 1,5 МПа. Каждая фаза представляет собой жилу, скрученную из медных луженых проволок и изолированную пропитанной кабельной бумагой с высокой электрической прочностью.

При прокладке кабеля в земле стальной трубопровод защищается от коррозии нанесением покрова, состоящего из слоев тугоплавкого битума с каолином и гидроизолитом. Если кабель прокладывается в блоках, то наружные антикоррозийные покровы состоят только из слоя битумного лака толщиной 0,1-0,25.

1. Конструкция силовых кабелей

1.1. Основные элементы

Силовые кабели состоят из следующих основных элементов: токопроводящих жил (ТПЖ), изоляции, оболочек и защитных покровов. Помимо основных элементов в конструкцию силовых кобелей могут входить экраны, нулевые жилы, жилы защитного заземления и заполнители.

Токопроводящие жилы предназначены для прохождения электрического тока, они бывают основными и нулевыми. Основные жилы применяются для выполнения основной функции кабеля – передачи по ним электроэнергии. Нулевые жилы предназначены для протекания разности токов фаз (полюсов) при неравномерной их нагрузке. Они присоединяются к нейтрали источника тока.

Жилы защитного заземления являются вспомогательными жилами кабеля и предназначены для соединения не находящихся под рабочим напряжением металлических частей электроустановки, к которой подключен кабель, с контуром защитного заземления источника тока.

Изоляция представляет собой слой диэлектрика (пропитанной бумаги, пластмассы, резины и т. д.), наложенный на токопроводящую жилу. Служит для обеспечения необходимой электрической прочности токопроводящих жил кабеля по отношению друг к другу и к заземленной оболочке (земле).

Экраны используются для защиты внешних цепей от влияния электромагнитных полей токов, протекающих по кабелю, и для обеспечения симметрии электрического поля вокруг жил кабеля.

Заполнители предназначены для устранения свободных промежутков между конструктивными элементами кабеля в целях герметизации, придания необходимой формы и механической устойчивости конструкции кабеля.

Оболочки защищают внутренние элементы кабеля от увлажнения и других внешних воздействий.

Защитные покровы предназначены для защиты оболочки кабеля от внешних воздействий. В зависимости от конструкции кабеля в защитные покровы входят подушка, бронепокров и наружный покров.

1.2. Классификация и маркировка силовых кабелей

Силовые кабели удобно классифицировать по номинальному напряжению, на которое они рассчитаны; классификационными признаками могут служить также вид изоляции и конструктивные особенности кабелей (см. рис. 1.1).

Все силовые кабели по номинальному рабочему напряжению можно условно разделить на две группы. В группу низкого напряжения кабелей включены кабели, предназначенные для работы в электрических сетях с изолированной нейтралью переменного напряжения 1, 3, 6, 10, 20 и 35 кВ частотой 50 Гц. Эти же кабели могут быть использованы в сетях переменного напряжения с заземленной нейтралью и в сетях постоянного напряжения. Такие кабели выпускаются в России с бумажной пропитанной, пластмассовой и резиновой изоляцией, причем наиболее перспективным видом изоляции является пластмассовая.

Рис. 1.1. Классификация силовых кабелей

Кабели с пластмассовой изоляцией более просты в изготовлении, удобны при монтаже и в эксплуатации. Производство силовых кабелей с пластмассовой изоляцией в настоящее время значительно расширяется. Силовые кабели с резиновой изоляцией выпускаются в ограниченном количестве. Кабели низкого напряжения в зависимости от назначения выпускаются в одножильном, двухжильном, трехжильном и четырехжильном исполнении (рис. 1.2–1.4).

а) б)

Рис. 1.2. Двухжильные кабели с круглыми (а) и сегментными (б) жилами

Одножильные и трехжильные кабели предназначены для работы в сетях напряжением 1–35 кВ, двух- и четырехжильные кабели используются в сетях напряжением до 1 кВ.

а) б)

Рис. 1.3. Трехжильные кабели с круглыми (а) и секторными (б) жилами

Четырехжильный кабель предназначен для четырехпроводных сетей переменного напряжения. Четвертая жила в нем является заземляющей или зануляющей, поэтому ее сечение, как правило, меньше сечения основных жил. Однако при прокладке кабелей во взрывоопасных помещениях и в некоторых других случаях сечение четвертой жилы выбирается равным сечению основных жил.

Рис. 1.4. Четырехжильные кабели

В группу кабелей высокого напряжения включены кабели, предназначенные для работы в сетях переменного напряжения 110, 220, 330, 380, 500, 750 кВ и выше, а также кабели постоянного напряжения кВ и выше. Основная масса кабелей высокого напряжения в России в настоящее время изготовляется с пропитанной маслом бумажной изоляцией – это маслонаполненные кабели низкого и высокого давления. Высокая электрическая прочность изоляции этих кабелей обеспечивается избыточным давлением масла в них. Однако за рубежом получили также распространение газонаполненные кабели, в которых используется газ, как в виде изолирующей среды, так и для создания избыточного давления в изоляции. Кабели высокого напряжения с пластмассовой изоляцией являются наиболее перспективными, однако проблема создания таких кабелей на напряжения 110 кВ и выше в настоящее время еще полностью не решена.

Маркировка силовых кабелей обычно включает буквы, указывающие на материал, из которого изготовлены жила, изоляция, оболочка, и тип защитного покрова. Маркировка кабелей высокого напряжения отражает также особенности его конструкции.

Медные токопроводящие жилы в маркировке кабелей не отмечаются специальной буквой, алюминиевая жила обозначается буквой А, стоящей в начале маркировки. Следующая буква марки кабеля указывает на материал изоляции, причем бумажная пропитанная изоляция не имеет буквенного обозначения, полиэтиленовая изоляция обозначается буквой П, поливинилхлоридная – буквой В, а резиновая изоляция – буквой Р. Далее следует буква, соответствующая типу защитной оболочки: А – алюминиевая, С – свинцовая, П – полиэтиленовый шланг, В – оболочка из поливинилхлорида, Р – резиновая оболочка. Последние буквы указывают на тип защитного покрова.

Например, кабель марки СГ имеет медную жилу, бумажную пропитанную изоляцию, свинцовую оболочку, защитные покровы отсутствуют. Кабель марки АПАШв имеет алюминиевую жилу, изоляцию из полиэтилена, алюминиевую оболочку и шланг из поливинилхлоридного пластиката. Маслонаполненные кабели в своем обозначении содержат букву М (в отличие от газонаполненных – буква Г), а также букву, указывающую на характеристику давления масла в кабеле и связанные с этим особенности конструкции. Например, кабель марки МНС – это кабель маслонаполненный, низкого давления, в свинцовой оболочке с упрочняющим и защитным покровом или кабель марки МВДТ – маслонаполненный кабель высокого давления в стальном трубопроводе.

Конструкция — силовой кабель — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Конструкция — силовой кабель

Cтраница 1

Конструкция силовых кабелей с параллельно уложенными жилами позволяет существенно сократить технологический цикл производства и расширить применение автоматических линий при производстве силовых кабелей. Такие кабели изготовляются сечением до 6 мм2 с числом жил 2, 3 и 4 и имеют явные технико-экономические преимущества перед кабелями аналогичной конструкции с резиновой изоляцией СРГ и ВРГ.  [1]

Конструкцию силовых кабелей и проводов выбирают так, чтобы электрическая энергия передавалась с наименьшими потерями при минимальных расходах цветных металлов. Правильный выбор и счет кабеля предопределяют экономичность всей линии передачи.  [2]

Основными элементами конструкции силовых кабелей являются токопроводящие жилы, изоляция жил, оболочка для защиты изоляции от увлажнения и других воздействий среды, броня из стальных лент или проволоки для защиты оболочки с изоляцией от механических повреждений и противокоррозионное покрытие или специальный защитный покров.  [3]

Основными элементами конструкции силовых кабелей являются: токоведущие жилы, изоляция жил, оболочка для защиты изоляции от увлажнения и других воздействий среды, броня из стальных лент или проволоки для защиты оболочки с изоляцией от механических повреждений и противокоррозионное покрытие или специальный защитный покрсв.  [4]

Какие элементы входят в конструкцию силового кабеля АСБ и каково их назначение.  [5]

Для прокладки в агрессивных средах известны конструкции силовых кабелей, в которых свинцовая оболочка покрывается дополнительными защитными покровами из шприцуемых пластмасс. Такое мероприятие, кроме того, позволяет уменьшить толщину свинцовой оболочки.  [6]

Основным его свойством, используемым в конструкциях силовых кабелей, является способность выравнивать электрическое поле и уменьшать ионизацию у жил и оболочек кабелей.  [7]

Ниже приводятся более подробное описание основных элементов конструкции силовых кабелей и методика расчета основных размеров кабеля.  [8]

Под зданием расположены тоннели для раскладки на установленных там конструкциях силовых кабелей отходящих линий и внутренних связей.  [9]

Конструкция кабелей с пластмассовой изоляцией на напряжение до 1 000 в не отличается от конструкции аналогичных силовых кабелей с бумажной или резиновой изоляцией. На медные и алюминиевые жилы накладывается изоляция толщиной 1 6 — 2 мм.  [10]

Стальной проволоки и сплошные Металлические оболочки из свинца применяют фирмы Bronco, Rockbestos ( США) в конструкциях силовых кабелей. На рис. 30 приведены примеры различных конструкций защитных покровов.  [11]

К этому времени уже накопился опыт по производству различных кабелей связи, который и был использован при разработке конструкций силовых кабелей и технологии их изготовления.  [12]

В связи с создавшимися благоприятными условиями в кабельной промышленности в качестве дополнений к указанному ГОСТу были выпущены технические условия ТУ 017 — 7 — 62 и ТУ 017 — 43 — 64 на эту конструкцию силовых кабелей, расширяющих их ассортимент, а следовательно, и область применения.  [14]

Должен знать: основы электроники; устройство различных типов электродвигателей переменного и постоянного тока, трансформаторов, масляных выключателей, защитных и измерительных электроприборов, коммутационной аппаратуры; номенклатуру электротехнических материалов, их свойства и взаимозаменяемость; способы наладки, проверки и регулировки реле; наиболее рациональные способы проверки, разборки, ремонта, сборки и установки электродвигателей, трансформаторов и электроаппаратуры; назначение-и конструкцию силовых кабелей, кабельной аппаратуры и вводных устройств; технологический процесс прокладки кабелей в различных условиях трассы; общие тре-бовання к устройству защиты и автоматики; методы проверки и испытания электромашин и электроприборов; конструкцию универсальных В специальных приспособлений; устройство, назначение и условия применения сложного контрольно-измерительного инструмента.  [15]

Страницы:      1    2

%d0%9a%d0%be%d0%bd%d1%81%d1%82%d1%80%d1%83%d0%ba%d1%86%d0%b8%d1%8f%20%d1%81%d0%b8%d0%bb%d0%be%d0%b2%d1%8b%d1%85%20%d0%ba%d0%b0%d0%b1%d0%b5%d0%bb%d0%b5%d0%b9 — с русского на все языки

Все языкиАбхазскийАдыгейскийАфрикаансАйнский языкАканАлтайскийАрагонскийАрабскийАстурийскийАймараАзербайджанскийБашкирскийБагобоБелорусскийБолгарскийТибетскийБурятскийКаталанскийЧеченскийШорскийЧерокиШайенскогоКриЧешскийКрымскотатарскийЦерковнославянский (Старославянский)ЧувашскийВаллийскийДатскийНемецкийДолганскийГреческийАнглийскийЭсперантоИспанскийЭстонскийБаскскийЭвенкийскийПерсидскийФинскийФарерскийФранцузскийИрландскийГэльскийГуараниКлингонскийЭльзасскийИвритХиндиХорватскийВерхнелужицкийГаитянскийВенгерскийАрмянскийИндонезийскийИнупиакИнгушскийИсландскийИтальянскийЯпонскийГрузинскийКарачаевскийЧеркесскийКазахскийКхмерскийКорейскийКумыкскийКурдскийКомиКиргизскийЛатинскийЛюксембургскийСефардскийЛингалаЛитовскийЛатышскийМаньчжурскийМикенскийМокшанскийМаориМарийскийМакедонскийКомиМонгольскийМалайскийМайяЭрзянскийНидерландскийНорвежскийНауатльОрокскийНогайскийОсетинскийОсманскийПенджабскийПалиПольскийПапьяментоДревнерусский языкПортугальскийКечуаКвеньяРумынский, МолдавскийАрумынскийРусскийСанскритСеверносаамскийЯкутскийСловацкийСловенскийАлбанскийСербскийШведскийСуахилиШумерскийСилезскийТофаларскийТаджикскийТайскийТуркменскийТагальскийТурецкийТатарскийТувинскийТвиУдмурдскийУйгурскийУкраинскийУрдуУрумскийУзбекскийВьетнамскийВепсскийВарайскийЮпийскийИдишЙорубаКитайский

 

Все языкиАнглийскийНемецкийНорвежскийКитайскийИвритФранцузскийУкраинскийИтальянскийПортугальскийВенгерскийТурецкийПольскийДатскийЛатинскийИспанскийСловенскийГреческийЛатышскийФинскийПерсидскийНидерландскийШведскийЯпонскийЭстонскийТаджикскийАрабскийКазахскийТатарскийЧеченскийКарачаевскийСловацкийБелорусскийЧешскийАрмянскийАзербайджанскийУзбекскийШорскийРусскийЭсперантоКрымскотатарскийСуахилиЛитовскийТайскийОсетинскийАдыгейскийЯкутскийАйнский языкЦерковнославянский (Старославянский)ИсландскийИндонезийскийАварскийМонгольскийИдишИнгушскийЭрзянскийКорейскийИжорскийМарийскийМокшанскийУдмурдскийВодскийВепсскийАлтайскийЧувашскийКумыкскийТуркменскийУйгурскийУрумскийЭвенкийскийБашкирскийБаскский

Расположение кабелей — обзор

10.10.3 Трехфазный кабель с металлической оболочкой

В главе 3 мы представили широкий спектр схем расположения трехфазных кабелей и схем заземления. Теперь мы проиллюстрируем методику расчета коэффициента экранирования кабеля для общей схемы трехфазного кабеля, поскольку этот метод можно расширить и применить к другим схемам, включая армированные кабели. На рисунке 10.17 показан трехфазный одножильный кабель длиной L в км и металлической оболочкой, но без брони, проложенный в плоском симметричном расположении.На обоих концах кабеля оболочки прочно скреплены и соединены с заземляющим электродом, где сопротивления заземления клемм обозначены как R 1 и R 2 .

Рисунок 10.17. Расчет коэффициента экранирования для трехфазного одножильного кабеля, имеющего плоское симметричное расположение и прочно скрепленные заземленные оболочки: (а) распределение тока при однофазном коротком замыкании на землю и (б) эквивалентная схема поврежденного жилы и оболочки кабеля

Кабель питается от трехфазного источника напряжения на конце 1 и разомкнут на конце 2, жилы кабеля обозначены C1, C2 и C3, а оболочки обозначены S1, S2 и S3.При однофазном коротком замыкании на землю в фазе R или проводе C1 на конце 2 на рис. 10.17 (a) показаны результирующие токи, возвращающиеся через три оболочки, и ток, возвращающийся через землю. На рисунке 10.17 (b) показана эквивалентная схема кабеля в этом состоянии короткого замыкания. Используя уравнение (3.86), падение напряжения на серии кабеля, задается

(10.50a) [ΔVC1ΔVC2ΔVC3ΔVS1ΔVS2ΔVS3] = L [ZC1C1ZC1C2ZC1C3ZC1S1ZC1S2ZC1S3ZC1C2ZC2C2ZC2C3ZC2S1ZC2S2ZC2S3ZC1C3ZC2C3ZC3C3ZC3S1ZC3S2ZC3S3ZC1S1ZC2S1ZC3S1ZS1S1ZS1S2ZS1S3ZC1S2ZC2S2ZC3S2ZS1S2ZS2S2ZS2S3ZC1C3ZC2S3ZC3S3ZS1S3ZS2S3ZS3S3] [IF00-IS1-IS2-IS3]

и

(10.50b) ΔVS1 = ΔVS2 = ΔVS3 = -IER (R1 + R2)

Из уравнения (10.50) и симметричной разводки кабеля, показанной на рисунке 10.17 (a), мы имеем Z S1S1 = Z S2S2 = Z S3S3 и Z S1S2 = Z S2S3 . Таким образом, мы можем записать

(10.51a) [ΔVS1ΔVS2ΔVS3] = L [ZC1S1IFZC1S2IFZC1S3IF] -L [ZS1S1ZS1S2ZS1S3ZS1S2ZS1S1ZS1S2ZS1S3ZS1 + IZS1] (R2ZS1R2) + IIS1 (R2ZS1) + IISS1) ]

и

(10.51b) IS = IS1 + IS2 + IS3IF = IS + IER

После некоторой алгебры можно показать, что коэффициент экранирования кабеля равен

(10,52) k = IERIF = [ZS1S12-2ZS1S22 + ZS1S1ZS1S3 + (ZS1S2-ZS1S3 ) × ZC1S1- (ZS1S1-ZS1S2) (ZC1S1 + ZC1S2 + ZC1S3)] ZS1S12-2ZS1S22 + ZS1S1ZS1S3 + (3ZS1S1 + ZS1S3-4ZS1S-2) (R1 + R2S 9000 S 9000) внутреннее сопротивление L 9

S1 с заземлением, Z S1S2 — это взаимное сопротивление между оболочками S1 и S2 с заземлением, а Z S1S3 — это взаимное сопротивление между оболочками S1 и S3 с заземлением. Z C1S1 , Z C1S2 и Z C1S3 — это взаимные импедансы между поврежденным фазным проводом R и оболочками S1, S2 и S3 с заземлением соответственно. Все импедансы указаны в Ом / км. Собственный импеданс Z S1S1 можно рассчитать с помощью уравнения (3.101a), а все взаимные импедансы можно рассчитать с помощью уравнения (3.103).

Для трехжильных кабелей и трех одножильных кабелей в трехлистной или равносторонней компоновке коэффициент экранирования может быть получен из уравнения (10.52), задав ZS1S2 = ZS1S3 = ZC1S2 = ZC1S3. Таким образом,

(10,53) k = IERIF = ZS1S1-ZC1S1ZS1S1 + 2ZS1S2 + 3 (R1 + R2) L

Подставляя уравнения (3.101a) и (3.103) в уравнение (10.53), можно показать, что экран кабеля коэффициент равен

(10,54) k = IERIF≅RS (ac) RS (ac) + 3π210-4f + j4π10-4floge [Derc3d2 (ris + ros) / 2] +3 (R1 + R2) L

где R S (ac) — сопротивление частоты сети переменного тока оболочки, f — номинальная частота сети, d — расстояние между центрами фаз кабеля, r и r os — это внутренний и внешний радиусы оболочки, а D erc — это глубина эквивалентного заземляющего проводника, заданного в уравнении (3.15).

Уравнения (10,52) и (10,53) коэффициента экранирования кабеля к включают влияние сопротивлений заземления клемм R 1 и R 2 , но если это необходимо, чтобы представить влияние только параметры кабеля, эти сопротивления можно установить на ноль. Однако влияние оконечных сопротивлений важно, поскольку они снижают коэффициент экранирования и, следовательно, ток возврата на землю, а также увеличивают ток, который возвращается через оболочки кабеля.Используя I F = 3 I Z , ток возврата на землю и полный ток оболочки даются как

(10,55a) IER = k (3IZ)

(10,55b) IS = (1- k) (3IZ)

Как и в случае однофазного кабеля, ток оболочки I S состоит из индуктивной и проводящей составляющих, но мы оставляем этот простой вывод для читателя.

Следует отметить, что в случае трех одножильных кабелей симметричной плоской формы могут быть получены два различных коэффициента экранирования.Один соответствует короткому замыканию на проводе кабеля, проложенному в центральном положении, а другой — короткому замыканию на одном из проводов кабеля, занимающем внешнее положение. В нашем анализе мы рассмотрели последний случай. Получение коэффициента экранирования для первого случая несложно с использованием представленного нами метода. Кроме того, этот метод можно использовать для получения коэффициентов экранирования для кабелей, имеющих другие физические схемы, а также для армированных кабелей.

В большинстве практичных кабельных систем в системах среднего, высокого и сверхвысокого напряжения и, в отличие от воздушных линий, большая часть тока замыкания на землю для условий короткого замыкания, представленных в этом разделе, возвращается через оболочки кабеля, а остальная часть — через землю.

Чередование фаз и конфигурации кабелей

ВВЕДЕНИЕ

Мощность, потребляемая в электрических системах, также определяет поперечное сечение и свойства кабеля, а также передаваемый ток. В случае использования большой мощности, чтобы удовлетворить потребность в токе и чтобы ток передавался при требуемых высоких мощностях, может быть выбран метод параллельного соединения кабелей. И когда выбран этот метод, для каждой фазы необходимо использовать несколько кабелей.

Важность последовательности фаз и примеры применения
В случае, если правильный метод нанесения не выбран в проектах, где на одной фазе должны использоваться несколько кабелей; импедансы между кабелями могут вызвать несбалансированное прохождение тока через кабели, а несбалансированные токи через кабели (несбалансированное распределение тока) могут привести к разной температуре и перегреву кабелей.

Рисунок 1: Перегрев кабелей


Перегрев кабелей вызывает деформацию внутренней изоляции и материалов внешнего покрытия кабелей и сокращает срок их службы.Это также может вызвать остановку, замену кабелей и работы по разборке и сборке.

Рисунок 2: Деформации кабелей

В случаях, когда необходимо параллельно подключить несколько кабелей в одной фазе; обеспечение того, чтобы одинаковый ток проходил через все кабели, возможно за счет правильной последовательности фаз и правильного расположения кабелей с учетом взаимодействия магнитного поля и импедансов между кабелями.

Последовательность фаз и типы расположения кабелей также указаны в Положении о сильноточных электрических установках, международных стандартах и ​​различных источниках.В системах с одножильным кабелем; расположение кабелей и чередование фаз следует применять, как указано ниже, в однорядной последовательности.

Существует множество конфигураций систем с одножильным кабелем. Назову несколько конфигураций по этому поводу;

Заключение

Для обеспечения требуемой мощности решающими факторами являются электрические и механические свойства кабеля, а также их сборка и методы их прокладки.

В случаях, когда необходимо параллельно подключить несколько кабелей к одной и той же фазе; в случае несоблюдения чередования фаз и методов размещения может возникнуть несбалансированное распределение тока в кабелях, которые параллельно подключены к одной и той же фазе, что приведет к перегреву кабелей. Эта нежелательная ситуация отрицательно сказывается на сроке службы кабелей, а также представляет угрозу для объекта. Обеспечение прохождения сбалансированного тока по всем кабелям возможно за счет правильной последовательности фаз и правильного расположения кабелей с учетом взаимодействия магнитного поля и импедансов между кабелями.

Следовательно; следует применять последовательность фаз и конфигурацию кабельной разводки, указанную в Правилах по установке сильноточных электрических сетей и международных стандартах.

Список литературы

1 Постановление

о электрических сильноточных объектах

2 МЭК 60364-5-52 МЭК: 2009

3 Кабели питания Heinhold и их применение, часть 1

Ufuk İnce & Murat akırkaplan
электронная почта: [защита электронной почты]
электронная почта: [защита электронной почты]

проводников, подключенных параллельно: каждый набор должен иметь одинаковые электрические характеристики.

Параллельные проводники часто устанавливаются там, где используются фидеры или службы большой емкости.Прежде чем пытаться спроектировать большую электрическую систему или установить эти проводники, необходимо полное понимание требований к параллельному подключению, разрешенных в Национальном электротехническом кодексе.

Раздел 310.4 предоставляет конкретную информацию и требования для параллельного подключения проводов и, безусловно, должен быть первым справочным материалом, который пользователь выберет для понимания основ параллельного подключения проводов. Первый абзац в этом разделе разрешает параллельное соединение алюминиевых, плакированных медью алюминиевых и медных проводников сечением не менее 1/0 AWG или более, если эти параллельные проводники электрически соединены на обоих концах в один провод.

При использовании в качестве параллельных проводников площади круглых милов этих проводников складываются вместе, чтобы получить общую площадь поперечного сечения для общего размера параллельных проводников.

Эти параллельные проводники могут использоваться в качестве фазных проводов, нейтральных проводников или заземленных проводов. Однако будьте осторожны, поскольку одна из основных задач при установке параллельных проводов — обеспечение того, чтобы каждый провод в параллельном наборе имел те же электрические характеристики, что и другие в том же наборе.

Все параллельные проводники в каждой фазе, нейтрали или заземленном наборе должны быть одинаковой длины и из одного материала проводника. Они должны иметь одинаковую площадь в миллиметрах и одинаковую изоляцию. Наконец, все параллельные проводники должны быть заделаны одинаковым образом. Это гарантирует, что каждый проводник в параллельном наборе будет пропускать одинаковое количество тока.

Однако не требуется, чтобы проводники однофазной, нейтральной или заземленной цепи имели те же физические характеристики, что и проводники другой фазы, нейтрали или заземленного проводника.Например, в однофазном параллельном соединении с напряжением 400 А и 120/240 В фаза A может состоять из двух параллельных медных проводов 3/0, а фаза B — из двух параллельных алюминиевых проводов 250 kcmil, при этом нейтраль будет состоять из двух 3 / 0 медных проводников.

Любые ответвления на параллельные наборы проводов должны быть сделаны ко всем проводам в наборе, а не только к одному. Отстукивание только одного из проводов в наборе может привести к дисбалансу с одним из проводников, по которому течет больший ток, чем по другому, что приведет к нагреванию этого одного проводника и возможному повреждению или отказу изоляции.

Например, если на каждую фазу прокладываются три проводника по 500 тыс. Куб. М, то ответвление от этой конкретной фазы должно быть отводом от всех проводников 500 тыс. Куб. М, а не только одного из них. Для этого потребуется общая клеммная точка для всех трех параллельных проводов с подключением ответвительного проводника к общей клемме.

Если параллельные проводники проложены в отдельных кабельных каналах или кабелях, кабельные каналы или кабели должны иметь одинаковые физические характеристики. Например, если в параллельном наборе фазовых проводов четыре проводника по 500 тыс. Км2, все четыре отдельных кабельных канала, охватывающих проводники, должны быть полностью из жесткой стали, полностью из IMC или из ПВХ и т. Д.

Если бы дорожки качения имели разные характеристики, например, три жестких канала из черных металлов с одним жестким неметаллическим каналом, проводник в ПВХ-канале пропускал бы больше тока, чем проводники в каждой из металлических дорожек. Это привело бы к большему сопротивлению проводников в дорожках качения из черных металлов, чем в дорожках из ПВХ.

Более высокий ток в проводнике в канале ПВХ может привести к перегреву проводника и повреждению изоляции.Раздел 300.3 (B) (1) касается установки параллельных проводов, а ссылка в этом разделе на 310.4 дает разрешение на установку параллельных проводов отдельно друг от друга.

Каждая фаза и каждый нейтральный или заземленный проводник должны присутствовать в каждой отдельной кабельной канавке, вспомогательном желобе, кабельном лотке, сборке кабельной шины, кабеле или шнуре. Например, в установке, где три набора проводов 3/0 AWG подключены параллельно для каждой фазы и нейтрали трехфазной четырехпроводной системы, будет один 3/0 AWG для фазы A, один для фазы B. , один для фазы C и один для нейтрали в каждой из трех дорожек качения.

Существует исключение из этого общего правила, изложенного в 300.3 (B) (1), которое позволяет проводам, установленным в неметаллических кабельных каналах, проложенных под землей, располагаться как изолированные фазовые установки, при этом одна фаза находится в одном кабелепроводе, а все другие фазы — в другом трубопроводе. , вся заключительная фаза в одном кабеле, со всеми нейтралами в последнем кабеле.

Все эти дорожки качения должны быть установлены в непосредственной близости друг от друга, например, в банке каналов, но необходимо следить за тем, чтобы между этими дорожками не было установлено никакой стальной арматуры или другого черного металла.Также необходимо соблюдать осторожность в соответствии с разделом 300.20 (B) при подключении этих кабельных каналов к корпусу из черного металла.

Как организовать беспорядочные шнуры дома

1 из 16 Тайлер Лизенби / CNET

Это что-то вроде страшного монстра-спагетти из шнура, который прячется под вашей домашней зоной развлечений? Так жить нельзя. Вот доступные и эффективные продукты, чтобы убрать этот беспорядок.

2 из 16 Tyler Lizenby / CNET

Echogear 8 Outlet Rotating-Plug Power Strip

3 из 16 Tyler Lizenby / CNET

Echogear 8 Outlet Rotating-Plug Power Strip

Вот удлинитель Echogear 8 с вращающейся вилкой с полными розетками.Его розетки вращаются, чтобы освободить место для громоздких электрических вилок и адаптеров.

4 из 16 Tyler Lizenby / CNET

Устройство защиты от перенапряжения Belkin с 12 розетками и поворотной вилкой

5 из 16 Tyler Lizenby / CNET

Устройство защиты от перенапряжения с 12 розетками Belkin

Belkin 12- Устройство защиты от перенапряжения для удлинителя с поворотной вилкой на выходе — определенно улучшение по сравнению со старым удлинителем.

6 из 16 Тайлер Лизенби / CNET

Комплект для укладки кабелей Tokye

Самый полный комплект для укладки кабелей стоит 26 долл. США за комплект для укладки кабелей Tokye.Есть несколько способов избавиться от беспорядка на шнуре. К ним относятся массивная коробка для укладки кабелей, кабельные стяжки на липучках с цветовой кодировкой, кабельные зажимы и большая кабельная муфта.

7 из 16 Tyler Lizenby / CNET

Комплект для укладки кабелей Tokye

8 из 16 Tyler Lizenby / CNET

Комплект для укладки кабелей Tokye

9 из 16 Tyler Lizenby / CNET

Kootek 118-дюймовая муфта для укладки кабелей

Еще один способ связать несколько шнуров — это 118-дюймовая втулка для укладки кабелей Kootek.Продукт стоит 12 долларов на Amazon, а для плотной фиксации используется липучка. Вы также можете отрезать его по желаемой длине.

10 из 16 Tyler Lizenby / CNET

Joto Cable Management Sleeve

11 из 16 Tyler Lizenby / CNET

Заверните эти шнуры в рукава

12 из 16 Tyler Lizenby / CNET

Многие кабели теперь составляют один

Здесь вы можете более подробно рассмотреть рукав комплекта Tokye Cable Management. Он намотан на несколько кабелей, идущих от основного удлинителя.

13 из 16 Тайлер Лизенби / CNET

Кабельный органайзер на липучке

14 из 16 Тайлер Лизенби / CNET

Прощай, кабельные спагетти

Разница между этим компактным расположением шнура и беспорядком, который был здесь раньше это долгожданное изменение.

15 из 16 Тайлер Лизенби / CNET

Посмотрите, что находится под телевизором

Теперь ясно видно, что находится под столом с телевизором. Мы надеемся, что потерянные игрушки, виноград и Cheerios остались в прошлом.

16 из 16 Тайлер Лизенби / CNET

Пространство для передвижения роботов

Дополнительное пространство и надежная проводка также помогут роботу-пылесосу убирать, не застревая.

Выбор ширины кабельного лотка для установки с одножильными кабелями на 600 В

Раздел 318-11 (b) (4) гласит, что если одиночные проводники установлены в треугольной или квадратной конфигурации в открытых кабельных лотках с сохраняемым зазором не менее 2,15 диаметра кабеля между группами кабелей, допустимая нагрузка №Кабели 1/0 и более не должны превышать допустимую силу тока, указанную в Таблице B-310-2 в Приложении B NEC.

Раздел 318-11 (b) (4) определяет расположение кабелей в кабельном лотке для получения условий, позволяющих кабелям выдерживать более высокие значения тока. Таким образом, Раздел 318-11 (b) (4) содержит информацию о допустимой допустимой нагрузке, а также информацию, которая влияет на выбор ширины кабельного лотка.

Если ширина лестницы или вентилируемого желоба для кабельного лотка выбрана на основе требований Раздела 318-10 для установки, выполняемой в соответствии с Разделом 318-11 (b) (4), кабельный лоток будет недостаточной ширины для предполагаемая установка.Определить необходимую ширину лестничного лотка или лотка с вентилируемым желобом согласно Разделу 318-11 (b) (4).

Общая ширина кабелей — 8 x 1,07 дюйма = 8,56 дюйма

Расстояние между кабелями должно быть равно 2,15 диаметра одного кабеля — 3 x 2,15 x 1,07 дюйма = 6,90 дюйма. Общая необходимая ширина кабельного лотка составляет 8,56 дюйма + 6,90 дюйма = 15,46 дюйма.

Необходимо использовать кабельный лоток шириной 18 дюймов.

Для установок, показанных на Рисунке 3, допустимая максимальная рабочая сила тока (Таблица B-310-2) для проводов 500кмил составляет 496 ампер на провод (без использования поправочного коэффициента максимальной рабочей температуры окружающей среды).

Установка кабелей в кабельный лоток, как показано на рисунке 3, очень желательна по причинам, указанным на рисунке 1A.

Этот тип установки может быть выполнен только там, где кабели могут быть заделаны без захода в кабельные каналы. Если кабели входят в кабелепровод, необходимо использовать значения силы тока, указанные в Таблице 310-16.

Лучше использовать значения допустимой нагрузки 75 градусов Цельсия, даже если установлен кабель с изоляцией 90 градусов Цельсия, если не известно, что оборудование может выдерживать заделку проводов с более высокой температурой.Для установки, показанной на Рисунке 3, изолированный проводник 90 C, работающий при максимальной допустимой нагрузке, будет производить на 37 процентов больше тепла, чем изолированный провод 75 C. См. Раздел 110-14 (c) NEC. Ограничение температуры.

При использовании кабельного лотка для поддержки кабелей разработчик предлагает варианты размещения кабелей, которые позволяют кабелям одного и того же размера работать с разной силой тока, если выбрана соответствующая ширина кабельного лотка.

Максимально допустимая допустимая токовая нагрузка для кабелей 500 тыс. Мил, установленных в соответствии с рисунками 1A и 1B, составляет 403 ампера (кабельный лоток шириной 12 дюймов).

Максимально допустимая допустимая токовая нагрузка для кабелей 500 тыс. Мил, установленных согласно рисунку 2, составляет 620 ампер (кабельный лоток шириной 30 дюймов).

Максимально допустимая допустимая токовая нагрузка для кабелей 500 тыс. Мил, установленных в соответствии с рисунком 3, составляет 496 ампер (кабельный лоток шириной 18 дюймов).

Руководство по питанию (одно-, разделенное и трехфазное)

Для электрически ненастроенных трехфазную и однофазную мощность можно рассматривать по тем же принципам, что и механическую мощность.Несмотря на различия, у них есть одна общая черта — они передают мощность с помощью давления и потока. Обсуждая электрическую мощность, давление относится к силе, а поток — к скорости.

Вы рассчитываете мощность, передаваемую через однофазную и трехфазную сети, следующим образом: давление, умноженное на расход, или сила, умноженная на скорость.

Когда дело доходит до механической мощности, люди используют несколько разных терминов вместо слов «сила» и «скорость». Например, термины «фут-фунты» и «фунты на квадратный дюйм» описывают силу.Между тем, термины «скорость вращения» и «галлоны в минуту» относятся к скорости.

Что касается электроэнергии, то терминология становится более ограниченной. Например, только один термин «напряжение» описывает силу. Между тем, только два термина — «ток» и «амперы» — описывают скорость.

В прошлые десятилетия стандартом подачи электроэнергии был постоянный ток (DC), при котором мощность текла в одном направлении. В современном мире стандартом подачи электроэнергии является переменный ток (AC), при котором поток энергии имеет переменное направление.

Стандарт мощности был изменен с постоянного тока на переменный, поскольку последний обеспечивает более эффективную подачу энергии на большие длины и расстояния. Частота переменного тока различается в зависимости от страны:

  • 60 Гц (циклов в секунду) — частота переменного тока в США.
  • 50 Гц (циклов в секунду) — частота переменного тока во многих других странах.

В механической мощности уравнение мощности представляет собой произведение фунт-футов (давления) и скорости вращения (скорости).В электроэнергетике уравнение мощности представляет собой произведение напряжения (силы) на ток (расход).

В домашних условиях наиболее часто используемая силовая цепь состоит из однофазной двухпроводной сети переменного тока, которая питает все, от компьютеров и бытовой техники до телевизоров, фенов и вентиляторов. Большинство установок имеют два провода — нейтральный и силовой. Питание проходит между двумя проводами, начиная с провода питания.

Что такое однофазный (двух- или двухфазный) и трехфазный?

Различия между однофазными, двухфазными и трехфазными системами сводятся к их конфигурациям, которые определяют уровень напряжения, подаваемого на оборудование на принимающей стороне.Чем тяжелее груз, тем выше требования.

Что такое однофазное питание?

Однофазная трехпроводная система — это система распределения мощности переменного тока, которая экономит материал проводов в однофазной системе. Для распределительного трансформатора требуется только одна фаза на стороне питания. Трансформатор, который питает трехпроводную распределительную систему, содержит однофазную первичную входную обмотку.

В США и других округах есть разные уровни стандартного напряжения.В США стандартное однофазное напряжение составляет 120 В. Во многих других странах стандартное однофазное напряжение составляет 230 В. Оба состоят из одного провода напряжения — 120 В или 230 В — и одного нейтрального провода.

Что такое двухфазное питание?

Двойная фаза — также известная как разделенная фаза — в основном то же самое, что и однофазная. Двойная фаза состоит из переменного тока (AC) с двумя проводами. В Соединенных Штатах типичная система электропитания в домах состоит из двух силовых проводов на 120 В — фазы A и фазы B, которые сдвинуты по фазе на 180 градусов.Многие предпочитают этот подход из-за его гибкости.

В нагрузках с низким энергопотреблением, таких как освещение, телевизор, стереосистема и компьютерная периферия, питание подается от одной из двух цепей питания на 120 В. В нагрузках, которые используют большое количество энергии, таких как стиральная машина, посудомоечная машина, кондиционер и обогреватели, одна силовая цепь 240 В действует как источник питания.

Что такое трехфазное питание?

Трехфазное питание — это силовая цепь, состоящая из трехпроводной цепи переменного тока.Большинство коммерческих зданий в Соединенных Штатах имеют трехфазную цепь питания. Схема питания обычно состоит из четырех проводов — 208 Y / 120 В — расположение считается наиболее плотным и гибким.

По сравнению с однофазным, трехфазный источник питания обеспечивает большую мощность — в 1,732 раза больше, чем однофазная — при том же токе:

  • В нагрузках с низким энергопотреблением, таких как освещение, телевидение, радио, компьютер и сканер, питание может подаваться от любой из трех однофазных цепей питания на 120 В.
  • Для нагрузок со средней мощностью, таких как водонагреватели и осушители воздуха, питание может подаваться от любой из трех однофазных цепей питания на 208 В.
  • Нагрузки, требующие больших объемов энергии, включая обогреватели, кондиционеры и тяжелое гаражное оборудование, питаются от одной трехфазной цепи питания 208 В.

Большинство промышленных предприятий в Соединенных Штатах используют трехфазные четырехпроводные схемы питания, поскольку эта схема — 480 Y / 277 В — является самой плотной и мощной.По сравнению с трехфазным двигателем на 208 В трехфазный на 480 В обеспечивает значительно больший источник питания с таким же током или с пониженным на 43% током. Преимущества этой установки заключаются в следующем:

  • Снижение затрат на строительство благодаря меньшим размерам электрических устройств и схем.
  • Снижение затрат на электроэнергию за счет сохранения электрических токов, которые преобразуются в тепло, а не теряются.

Если учесть задействованное мощное оборудование, трехфазные системы ответственны за самые невероятные достижения архитектурной инженерии, которых когда-либо достигало человечество.

Разница между энергосистемой США и Европы

Энергетические системы в Северной Америке, Великобритании, континентальной Европе и Океании различаются.

Европейская энергосистема

В Европе в большинстве энергосистем используются трехфазные сети 230 В / 400 В. Основное исключение из этого правила — на фермах и в сельских деревнях, где для получения электроэнергии используются однофазные установки. Исключение связано с тем, что в сельской местности обычно имеется доступ только к одному высоковольтному проводу.

В Соединенном Королевстве федеральный закон требует, чтобы на строительных площадках электроинструменты и переносные фонари подавались через системы с центральным отводом напряжением 55 В. Подобные устройства используются с оборудованием на 110 В, для которого не требуется нейтральный провод. Цель здесь — снизить вероятность поражения электрическим током, который часто представляет собой серьезную угрозу на открытом воздухе, особенно в сырые и дождливые дни.

Одна из самых распространенных строительных машин в США.K. — переносной трансформатор, особенно тот, который преобразует энергию между однофазными 240 В и 110 В. Электропитание на строительных площадках обеспечивается напрямую через генераторные установки. Одним из дополнительных преимуществ такой компоновки является то, что лампы накаливания на 110 В — типичные для этой установки — имеют нити накаливания, которые более прочны и лучше приспособлены для выполняемой работы, чем нити накаливания ламп на 240 В.

В антиподном сообществе, которое предпочитает недорогие варианты, электрические сети обеспечивают однопроводные линии передачи с заземлением (SWER) для удаленных нагрузок.

Североамериканская энергосистема

Для жилых домов и небольших коммерческих объектов в США и Канаде трехпроводные однофазные системы являются наиболее распространенным источником электроэнергии. Установка позволяет работать двумя способами:

  • 120 В между нейтралью
  • 240 В от линии к линии

Первый из них подает питание на стандартные розетки и заземленные светильники. В более тяжелом оборудовании, таком как холодильники, духовки, посудомоечные машины, обогреватели и другие приборы, требующие более мощных источников энергии, используется второе.

Положение о коммутации управляющих двухфазных цепей. Обратный провод не имеет защиты автоматического выключателя. Таким образом, нейтральный провод должен использоваться исключительно цепями питания противоположной линии. Нейтраль может совместно использоваться двумя цепями противоположных линий, если имеется перемычка для подключения двух выключателей, поскольку это позволяет обоим срабатывать одновременно, а также предотвращает прохождение 120 В по цепям 240 В. В исключительном варианте терминологии 220 В называется однофазным в Соединенных Штатах, но не за рубежом.

Какие основные различия существуют между двух- и трехфазной электрической энергией?

В зданиях, в которых используются трехфазные источники питания, инженеры разработали электрические системы, обеспечивающие балансировку нагрузок. Это позволяет избежать дисбаланса в течение дня, поскольку разные стороны используют легкие, средние и тяжелые грузы. Инженеры также применили тот же принцип к источникам питания, которые они распределяют по разным зданиям.

В Великобритании на одну фазу подается нейтраль при токах до 100 А.В Германии и других странах Европы каждая недвижимость получает три фазы и нейтраль. Однако номинал предохранителя в Германии ниже, и он перетасовывается, чтобы предотвратить воздействие, которое повышенные нагрузки могут оказать на первую фазу.

Соединенные Штаты и Канада часто используют запасы дельты с высокой ветвью. В этой схеме одна обмотка имеет центральный отвод, что позволяет использовать три разных уровня напряжения. Основное назначение этого источника питания, подключенного по схеме треугольника, — обеспечить питание двигателей большой мощности, которым требуется вращающееся поле.

Однофазные нагрузки

За исключением систем с высоким перепадом треугольника, однофазная нагрузка может работать между любыми двумя фазами. Когда однофазные нагрузки распределяются по фазам системы, это сохраняет баланс нагрузок и создает более управляемую ситуацию для проводников. В сбалансированной системе звезды, состоящей из трех фаз и четырех проводов, три проводника и нейтраль системы имеют однородное напряжение.

Когда питающий трансформатор получает обратные токи из домов и зданий потребителей, эти токи совместно используют нейтральный провод.Если все возвращающие нагрузки равномерно распределены по каждой из трех фаз, нейтральный провод будет пропускать обратный ток, равный нулю. Однако использование мощности трансформатора может оказаться неэффективным, если вторичная сторона трансформатора имеет несимметричную фазную нагрузку.

Если в нейтрали питания возникает разрыв, напряжение между фазой и нейтралью не сохраняется. Более низкое напряжение будет на фазах с более высокими нагрузками, а более высокое напряжение будет на фазах с более низкими нагрузками.

Несбалансированные нагрузки

В трехфазной системе, где токи в проводах под напряжением не равны или не образуют идеального фазового угла 120 градусов, нагрузка несимметрична, поскольку потери мощности выше, чем в сбалансированной системе.

Электродвигатель относится к особому классу трехфазных нагрузок. Трехфазный асинхронный двигатель, применяемый в различных отраслях промышленности, обеспечивает высокую скорость и пусковой момент. Трехфазные двигатели, известные своей эффективностью, превосходят однофазные двигатели аналогичного номинала и напряжения.Трехфазный двигатель, требующий меньшего количества обслуживания и относительно низкую стоимость, служит дольше и меньше вибрирует, чем однофазный.

Трехфазные системы часто также обеспечивают питание электрического освещения, электрических котлов и других нагрузок резистивного отопления. По всей Европе к трехфазному питанию подходят бытовые электроплиты и отопительные приборы. Вы также можете подключить нагреватели между нейтралью и фазой, в которых отсутствует трехфазный доступ. В местах, где трехфазное питание недоступно, конфигурация с расщепленной фазой позволяет получить доступ к удвоенному значению напряжения для тяжелых нагрузок.

Двухфазная система использует два напряжения переменного тока, разделенных фазовым сдвигом на 90 градусов. Некоторые из первых общественных кондиционеров, а также самые первые генераторы на Ниагарском водопаде работали на двухфазных системах. Трансформатор Скотт-Т может использоваться для соединения двухфазных систем с трехфазными системами. Двухфазные системы в значительной степени были заменены трехфазными системами, но некоторые остатки двухфазных систем все еще существуют.

Какие бывают трехфазные конфигурации? Цепи звезда (Y) и треугольник (Δ)

Трехфазные цепи бывают двух конфигураций — звезда (Y) и треугольник (Δ).В звездообразной конфигурации используются три, а иногда и четыре провода, в то время как в треугольной конфигурации используются только три провода. В звездообразных конфигурациях дополнительный четвертый провод обычно заземляется и предлагается в качестве нейтрали.

Ни трехпроводный, ни четырехпроводной варианты не учитывают заземляющий провод, который проходит по линиям передачи с целью защиты от неисправностей. В нормальных условиях заземляющий провод даже не пропускает ток.

При одновременном использовании однофазной и трехфазной нагрузки вступает в силу четырехпроводная конфигурация «звезда».Примером этого может быть случай, когда источник питания питает свет, а также обогреватели. В местах, где муфты потребителей имеют общую нейтраль и имеют разное количество фазных токов, результирующие токи передаются по общей нейтрали.

Дельта соединяет обмотку между разными фазами в трехфазной конфигурации. Звезда соединяет каждую обмотку в источнике питания между фазой и нейтралью. В этих конфигурациях будет работать один трехфазный или три однофазных трансформатора.

В системе с открытым треугольником, также известной как V-система, конфигурация состоит из двух трансформаторов. Если трансформатор выходит из строя или становится злокачественным в замкнутом треугольнике, который состоит из трех однофазных трансформаторов, этот треугольник может работать как разомкнутый треугольник. Два трансформатора в разомкнутом треугольнике не только проводят ток для соответствующих фаз, но и пропускают ток третьей фазы.

Для того, чтобы система «треугольник» могла обнаруживать паразитные токи, необходимо заземление.Зигзагообразный трансформатор часто защищает дельта-конфигурацию от скачков напряжения. Зигзагообразный трансформатор возвращает токи короткого замыкания на землю.

Как проверить трехфазное напряжение

Для того, чтобы иметь трехфазное электрическое питание, у вас должна быть установка с тремя проводами подключения для передачи. Электроэнергетические компании Северной Америки вырабатывают трехфазные токи, которые передают энергию по электрическим сетям, и это снабжает энергией города, поселки и пригороды на всей территории Соединенных Штатов и Канады.

В жилых домах и небольших офисных зданиях однофазное питание является наиболее распространенным источником энергии. На стадионах и промышленных предприятиях трехфазное питание является стандартным источником питания. Две схемы подключения трансформаторов, работающих от трехфазного тока, известны как треугольник и звезда. Между ними есть небольшая разница в напряжении, и все зависит от проводки.

Шаги, необходимые для проверки напряжения на двигателе, легко выполнить:

  • Выключите выключатель на двигателе.Снимите винты, которыми крышка крепится к разъединителю, и отложите крышку в сторону.
  • Переместите мультиметр на переменное напряжение. Присоединяемые провода зонда к следующим выводам подключаются — общий и вольтный. Если мультиметр имеет функцию автоматического выбора диапазона, переходите к следующему шагу. Если нет, выберите диапазон напряжения, который превышает предполагаемое напряжение.
  • Проверьте внутреннюю часть распределительной коробки на двигателе. Должно быть два набора проводов. Однажды набор должен включать три входящих провода, а другой должен состоять из трех исходящих проводов.
  • Входящие провода должны быть подключены к клемме, имеющей следующие три символа — L1, L2 и L3. В качестве альтернативы терминал может перечислить их как Line 1, Line 2 и Line 3.
  • Выходящие провода должны быть подключены к клемме со следующими тремя символами — T1, T2 и T3. В качестве альтернативы терминал может перечислить их как «Нагрузка 1», «Нагрузка 2» и «Нагрузка 3».
  • Из трех фаз тока каждая фаза проходит по проводу и обозначена входом и выходом соответствующим номером.Например, L3 и T3 представляют третью фазу.
  • Испытайте L и T попарно с помощью щупов мультиметра. Поместите щуп на L1 и L2, затем посмотрите на отображение напряжения. Повторите этот шаг с комбинацией L1 и L3, а затем L2 и L3. Напряжение для каждой из этих пар должно быть одинаковым.
  • Когда вы запускаете этот тест на парах T — T1 и T2, T1 и T3, а также T2 и T3 — напряжение для каждой пары должно быть нулевым.
  • Включите размыкающий выключатель.Еще раз проверьте пары T. Напряжение для каждой пары должно быть таким же, как для пар L.

Если у вас есть свободная клемма нейтрали, проверьте однофазное напряжение между ней и L1. Повторите тест между нейтралью и L2 и нейтралью и L3. Тестируемое здесь напряжение должно составлять половину от того, что выходит для пар линий.

В вращающемся преобразователе фаз одна фаза трехфазного тока может иметь другое напряжение, чем остальные две. В условиях нагрузки, которые связаны с работающими двигателями, напряжение будет изменяться, но этого следовало ожидать.

Когда вы проводите проверку напряжения, внимательно следите за тем, что вы делаете, и не позволяйте себе отвлекаться. Проведение этих тестов может быть опасным.

На некоторых двигателях выключатель такой же, как выключатель. Следовательно, переключение разъединителя в положение «включено» фактически приведет к включению двигателя.

Дополнительная информация об электроэнергии

В сегодняшнем мире высоких технологий и высоких технологий доступ к электроэнергии в любое время и в любых условиях не является роскошью.Это обязательно. Global Electronic Services выполняет сервисные работы по полному спектру промышленной электроники, двигателей и другого высокомощного оборудования. Мы рекомендуем вам оставаться в курсе событий в области электроэнергетики на благо вашей компании.

Запросить цену

Трехфазная электрическая мощность | Передача электроэнергии

Трехфазная электроэнергия — распространенный метод передачи электроэнергии. Это тип многофазной системы, которая в основном используется для питания двигателей и многих других устройств.Трехфазная система использует меньше проводящего материала для передачи электроэнергии, чем эквивалентные однофазные, двухфазные системы или системы постоянного тока при том же напряжении.

В трехфазной системе три проводника цепи несут три переменных тока (одинаковой частоты), которые достигают своих мгновенных пиковых значений в разное время. Если взять за основу один проводник, то два других тока задерживаются во времени на одну треть и две трети одного цикла электрического тока.Эта задержка между «фазами» обеспечивает постоянную передачу мощности в течение каждого цикла тока, а также позволяет создавать вращающееся магнитное поле в электродвигателе.

Трехфазные системы могут иметь или не иметь нейтральный провод. Нейтральный провод позволяет трехфазной системе использовать более высокое напряжение, поддерживая при этом однофазные приборы с более низким напряжением. В ситуациях распределения высокого напряжения обычно не бывает нейтрального провода, поскольку нагрузки можно просто подключить между фазами (соединение фаза-фаза).

Трехфазный имеет свойства, которые делают его очень востребованным в электроэнергетических системах. Во-первых, фазные токи имеют тенденцию нейтрализовать друг друга, суммируясь до нуля в случае линейной сбалансированной нагрузки. Это позволяет исключить нейтральный провод на некоторых линиях; все фазные проводники проходят одинаковый ток и поэтому могут иметь одинаковый размер для сбалансированной нагрузки. Во-вторых, передача мощности на линейную сбалансированную нагрузку является постоянной, что помогает снизить вибрации генератора и двигателя.Наконец, трехфазные системы могут создавать магнитное поле, которое вращается в заданном направлении, что упрощает конструкцию электродвигателей. Три — это самый низкий фазовый порядок, демонстрирующий все эти свойства.

Большинство бытовых нагрузок однофазные. Обычно трехфазное питание либо вообще не поступает в жилые дома, либо там, где оно поступает, оно распределяется на главном распределительном щите.

На электростанции электрический генератор преобразует механическую энергию в набор переменных электрических токов, по одному от каждой электромагнитной катушки или обмотки генератора.Токи являются синусоидальными функциями времени, все с одинаковой частотой, но смещены во времени, чтобы получить разные фазы. В трехфазной системе фазы распределены равномерно, что дает разделение фаз на одну треть цикла. Частота сети обычно составляет 50 Гц в Азии, Европе, Южной Америке и Австралии и 60 Гц в США и Канаде (но для получения более подробной информации см. «Системы электроснабжения»).

Генераторы выдают напряжение от сотен вольт до 30 000 вольт. На электростанции трансформаторы «повышают» это напряжение до другого, пригодного для передачи.

После многочисленных дополнительных преобразований в сети передачи и распределения мощность окончательно преобразуется в стандартное сетевое напряжение (, т.е. «домашнее» напряжение). Электропитание может быть уже разделено на одну фазу на этом этапе или все еще может быть трехфазным. При трехфазном понижении выход этого трансформатора обычно соединяется звездой со стандартным напряжением сети (120 В в Северной Америке и 230 В в Европе и Австралии), являющимся фазным напряжением.Другая система, обычно встречающаяся в Северной Америке, — это соединение вторичной обмотки треугольником с центральным ответвлением на одной из обмоток, питающих землю и нейтраль. Это позволяет использовать трехфазное напряжение 240 В, а также три различных однофазных напряжения (120 В между двумя фазами и нейтралью, 208 В между третьей фазой (известной как верхняя ветвь) и нейтралью и 240 В между любыми двумя фазами). быть доступным из того же источника.

Большой кондиционер и т. Д.оборудование использует трехфазные двигатели из соображений эффективности, экономии и долговечности.

Нагреватели сопротивления, такие как электрические котлы или отопление помещений, могут быть подключены к трехфазным системам. Аналогичным образом может быть подключено электрическое освещение. Эти типы нагрузок не требуют вращающегося магнитного поля, характерного для трехфазных двигателей, но используют более высокий уровень напряжения и мощности, обычно связанный с трехфазным распределением. Системы люминесцентного освещения также выигрывают от уменьшения мерцания, если соседние светильники получают питание от разных фаз.

Большие выпрямительные системы могут иметь трехфазные входы; Результирующий постоянный ток легче фильтровать (сглаживать), чем выходной сигнал однофазного выпрямителя. Такие выпрямители могут использоваться для зарядки аккумуляторов, процессов электролиза, таких как производство алюминия, или для работы двигателей постоянного тока.

Интересным примером трехфазной нагрузки является электродуговая печь, используемая в сталеплавильном производстве и при переработке руд.

В большинстве стран Европы печи рассчитаны на трехфазное питание.Обычно отдельные нагревательные элементы подключаются между фазой и нейтралью, чтобы обеспечить подключение к однофазной сети. Во многих регионах Европы единственным доступным источником является однофазное питание.

Иногда преимущества трехфазных двигателей делают целесообразным преобразование однофазной мощности в трехфазную. Мелкие клиенты, такие как жилые или фермерские хозяйства, могут не иметь доступа к трехфазному питанию или могут не захотеть оплачивать дополнительную стоимость трехфазного обслуживания, но все же могут пожелать использовать трехфазное оборудование.Такие преобразователи также могут позволять изменять частоту, позволяя регулировать скорость. Некоторые локомотивы переходят на многофазные двигатели, приводимые в действие такими системами, даже несмотря на то, что поступающее питание на локомотив почти всегда либо постоянное, либо однофазное переменное.

Поскольку однофазная мощность стремится к нулю в каждый момент, когда напряжение пересекает ноль, но трехфазная подает мощность непрерывно, любой такой преобразователь должен иметь способ накапливать энергию в течение необходимой доли секунды.

Один из методов использования трехфазного оборудования в однофазной сети — это вращающийся фазовый преобразователь, по сути, трехфазный двигатель со специальными пусковыми устройствами и коррекцией коэффициента мощности, которые создают сбалансированные трехфазные напряжения.При правильной конструкции эти вращающиеся преобразователи могут обеспечить удовлетворительную работу трехфазного оборудования, такого как станки, от однофазного источника питания. В таком устройстве накопление энергии осуществляется за счет механической инерции (эффект маховика) вращающихся компонентов. Внешний маховик иногда находится на одном или обоих концах вала.

Вторым методом, который был популярен в 1940-х и 50-х годах, был метод, который назывался «методом трансформатора». В то время конденсаторы были дороже трансформаторов.Таким образом, автотрансформатор использовался для подачи большей мощности через меньшее количество конденсаторов. Этот метод работает хорошо и имеет сторонников даже сегодня. Использование метода преобразования имени отделяет его от другого распространенного метода, статического преобразователя, поскольку оба метода не имеют движущихся частей, что отделяет их от вращающихся преобразователей.

Другой часто применяемый метод — использование устройства, называемого статическим преобразователем фазы. Этот метод работы трехфазного оборудования обычно используется с нагрузками двигателя, хотя он обеспечивает только 2/3 мощности и может вызвать перегрев нагрузок двигателя, а в некоторых случаях и перегрев.Этот метод не будет работать, когда задействованы чувствительные схемы, такие как устройства ЧПУ, или в нагрузках индукционного или выпрямительного типа.

Производятся некоторые устройства, имитирующие трехфазное питание от однофазного трехпроводного источника питания. Это достигается путем создания третьей «субфазы» между двумя токоведущими проводниками, в результате чего разделение фаз составляет 180 ° — 90 ° = 90 °. Многие трехфазные устройства будут работать в этой конфигурации, но с меньшей эффективностью.

Преобразователи частоты (также известные как твердотельные инверторы) используются для обеспечения точного управления скоростью и крутящим моментом трехфазных двигателей.Некоторые модели могут питаться от однофазной сети. Преобразователи частоты работают путем преобразования напряжения питания в постоянный ток, а затем преобразования постоянного тока в подходящий трехфазный источник для двигателя.

Цифровые фазовые преобразователи — это новейшая разработка в технологии фазовых преобразователей, которая использует программное обеспечение в мощном микропроцессоре для управления твердотельными компонентами переключения питания. Этот микропроцессор, называемый процессором цифровых сигналов (DSP), контролирует процесс преобразования фазы, непрерывно регулируя модули ввода и вывода преобразователя для поддержания сбалансированной трехфазной мощности при любых условиях нагрузки.

  • Трехпроводное однофазное распределение полезно, когда трехфазное питание недоступно, и позволяет удвоить нормальное рабочее напряжение для мощных нагрузок.
  • Двухфазное питание, как и трехфазное, обеспечивает постоянную передачу мощности линейной нагрузке. Для нагрузок, которые соединяют каждую фазу с нейтралью, при условии, что нагрузка имеет одинаковую потребляемую мощность, двухпроводная система имеет ток нейтрали, который превышает ток нейтрали в трехфазной системе.Кроме того, двигатели не являются полностью линейными, что означает, что вопреки теории двигатели, работающие на трех фазах, имеют тенденцию работать более плавно, чем на двухфазных. Генераторы на Ниагарском водопаде, установленные в 1895 году, были крупнейшими генераторами в мире в то время и были двухфазными машинами. Истинное двухфазное распределение энергии по существу устарело. В системах специального назначения для управления может использоваться двухфазная система. Двухфазное питание может быть получено от трехфазной системы с использованием трансформаторов, называемых трансформатором Скотта-Т.
  • Моноциклическая мощность — это название асимметричной модифицированной двухфазной системы питания, используемой General Electric около 1897 года (отстаивавшей Чарльз Протеус Стейнмец и Элиху Томсон; это использование, как сообщается, было предпринято, чтобы избежать нарушения патентных прав). В этой системе генератор был намотан с однофазной обмоткой полного напряжения, предназначенной для освещения нагрузок, и с небольшой (обычно линейного напряжения) обмоткой, которая вырабатывала напряжение в квадратуре с основными обмотками. Намерение состояло в том, чтобы использовать эту дополнительную обмотку «силового провода» для обеспечения пускового момента для асинхронных двигателей, при этом основная обмотка обеспечивает питание осветительных нагрузок.После истечения срока действия патентов Westinghouse на симметричные двухфазные и трехфазные системы распределения электроэнергии моноциклическая система вышла из употребления; его было сложно анализировать, и его хватило не на то, чтобы разработать удовлетворительный учет энергии.
  • Созданы и испытаны системы высокого порядка фаз для передачи энергии. Такие линии передачи используют 6 или 12 фаз и конструктивные решения, характерные для линий передачи сверхвысокого напряжения. Линии передачи высокого порядка могут позволить передачу большей мощности через данную линию передачи на полосе отчуждения без затрат на преобразователь HVDC на каждом конце линии.

Многофазная система — это средство распределения электроэнергии переменного тока. Многофазные системы имеют три или более электрических проводника, находящихся под напряжением, по которым проходят переменные токи с определенным временным сдвигом между волнами напряжения в каждом проводнике. Полифазные системы особенно полезны для передачи энергии электродвигателям. Самый распространенный пример — трехфазная система питания, используемая в большинстве промышленных приложений.

Один цикл напряжения трехфазной системы

На заре коммерческой электроэнергетики на некоторых установках для двигателей использовались двухфазные четырехпроводные системы.Основным преимуществом этого было то, что конфигурация обмотки была такой же, как у однофазного двигателя с конденсаторным пуском, а при использовании четырехпроводной системы концептуально фазы были независимыми и легко анализировались с помощью математических инструментов, доступных в то время. . Двухфазные системы заменены трехфазными. Двухфазное питание с углом между фазами 90 градусов может быть получено из трехфазной системы с использованием трансформатора, подключенного по Скотту.

Многофазная система должна обеспечивать определенное направление вращения фаз, поэтому напряжения зеркального отображения не учитываются при определении порядка фаз.Трехпроводная система с двумя фазными проводниками, разнесенными на 180 градусов, по-прежнему остается только однофазной. Такие системы иногда называют расщепленной фазой.

Полифазное питание особенно полезно в двигателях переменного тока, таких как асинхронный двигатель, где оно генерирует вращающееся магнитное поле. Когда трехфазный источник питания завершает один полный цикл, магнитное поле двухполюсного двигателя вращается на 360 ° в физическом пространстве; Двигатели с большим количеством пар полюсов требуют большего количества циклов питания, чтобы совершить один физический оборот магнитного поля, поэтому эти двигатели работают медленнее.Никола Тесла и Михаил Доливо-Добровольский изобрели первые практические асинхронные двигатели, использующие вращающееся магнитное поле — ранее все коммерческие двигатели были постоянного тока, с дорогими коммутаторами, щетками, требующими большого технического обслуживания, и характеристиками, непригодными для работы в сети переменного тока. Многофазные двигатели просты в сборке, они самозапускаются и мало вибрируют.

Были использованы более высокие номера фаз, чем три. Обычной практикой для выпрямительных установок и преобразователей HVDC является обеспечение шести фаз с интервалом между фазами 60 градусов, чтобы уменьшить генерацию гармоник в системе питания переменного тока и обеспечить более плавный постоянный ток.Построены экспериментальные линии передачи высокого фазового порядка, содержащие до 12 фаз. Они позволяют применять правила проектирования сверхвысокого напряжения (СВН) при более низких напряжениях и позволяют увеличить передачу мощности в коридоре той же ширины линии электропередачи.

Жилые дома и малые предприятия обычно снабжаются одной фазой, взятой из одной из трех коммунальных фаз. Индивидуальные клиенты распределяются по трем фазам, чтобы сбалансировать нагрузки. Однофазные нагрузки, такие как освещение, могут быть подключены от фазы под напряжением к нейтрали цепи, что позволяет сбалансировать нагрузку в большом здании по трем фазам питания.Сдвиг фаз линейных напряжений составляет 120 градусов; Напряжение между любыми двумя живыми проводами всегда в 3 раза больше между живым и нулевым проводом. См. Статью Системы электроснабжения для получения списка однофазных распределительных напряжений по всему миру; трехфазное линейное напряжение будет в 3 раза больше этих значений.

В Северной Америке в многоквартирных домах может быть напряжение 120 В (линия на нейтраль) и 208 В (линия на линию). Основные однофазные приборы, такие как духовки или плиты для приготовления пищи, предназначенные для системы с разделением фаз на 240 В, обычно используемой в односемейных домах, могут не работать должным образом при подключении к 208 В; нагревательные приборы будут развивать только 3/4 своей номинальной мощности, а электродвигатели не будут правильно работать при подаче напряжения на 13% ниже.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *