Практическая работа № 27 Основные типы кабелей
Практическая работа № 26 Конструкция кабелей СЦБ
Токопроводящие жилы кабелей должны обладать хорошей электропроводностью, гибкостью и достаточной механической прочностью. Наиболее подходящим материалом является мягкая отожженная проволока из красной меди и проволока из алюминия.
Жилы железнодорожных сигнальных кабелей изготовляют из медной проволоки диаметром 1 мм. Жилы контрольных кабелей выполняют из цельной медной проволоки (однопроволочные) или нескольких свитых между собой проволок (многопроволочные). Применяют также жилы из цельной алюминиевой проволоки сечением от 1 мм2 и выше. При сечении 25 мм2 и более алюминиевые жилы делают только многопроволочными.
Кабели, состоящие из симметричных пар, называют симметричными. Жилы симметричных кабелей связи изготавливают из медной проволоки диаметром 0,4; 0,5; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0; 1,05; 1,2 мм и алюминиевой диаметром 1,2 и 1,6 мм.
Особое устройство имеют коаксиальные (концентрические) кабели, состоящие из полой цилиндрической гибкой трубки из медной ленты и расположенного по оси этой трубки сплошного цилиндрического проводника - медной круглой проволоки. Наиболее распространенные коаксиальные кабели имеют жилы диаметром 1,2 и 2,6 мм, а внутренний диаметр трубки - 4,4 и 9,4 мм. Жилы кабеля изолируют специально намотанной на них лентой. В качестве изолирующей ленты применяют кабельную бумагу, полиэтилен, поливинилхлорид, стирофлекс, фторопласт, пористую резину, бумажную массу и т.д.
|
|
|
Жилы сигнальных кабелей, используемых в устройствах автоматики и телемеханики, изолируют сплошной полиэтиленовой или по-ливинилхлоридной изоляцией и бумагомасляной изоляцией, состоящей из нескольких слоев бумажной ленты, пропитанной масляно-канифолевым составом. Жилы контрольных кабелей изолируют резиной, полиэтиленом, поливинилхлоридом, фторопластом, а жилы силовых кабелей, кроме того,- масляной кабельной бумагой.
В кабелях местной и городской телефонной связи применяют трубчато-бумажную изоляцию, т.е. жилы изолируют лентами из кабельной бумаги, пористой бумажной массой, полиэтиленом и поливинилхлоридом. Бумажную ленту накладывают на жилу в виде спиральной трубки. Бумажную ленту наматывают так, чтобы она прилегала к жиле не плотно, а с воздушным зазором. Такую изоляцию называют воздушно-бумажной. Наличие зазора приводит к уменьшению электрической емкости между жилами кабеля, уменьшению затухания токов тональной и высоких частот и, следовательно, увеличению дальности телефонной передачи.
Широкое распространение получили кабели связи с кордельно-бумажной и кордельно-стирофлексной изоляцией жил (кабели дальней связи).
|
|
|
В кабелях с кордельно-бумажной изоляцией каждую жилу обвивают спиралью из корделя (жгут d = 0,4—0,85 мм скручен из кабельной бумаги). Поверх корделя жилу спиралеобразно обертывают кабельной бумагой с перекрытием 25-30%. Кордель служит каркасом, поддерживающим трубку из навитой кабельной бумаги на некотором определенном расстоянии от жилы, и придает ей большую механическую прочность. В этом случае емкость между жилами кабеля меньше, чем при воздушно-бумажной изоляции, так как воздушный зазор между жилами будет больше.
Кордельно-стирофлексная изоляция отличается от кордельно-бумажной тем, что кордель и лента состоят из стирофлекса-пластмассы, изготовляемой на базе жидкого стирола (химического продукта переработки нефти или каменного угля).
В кабелях дальней связи применяют баллонно-кордельную изоляцию, представляющую собой тонкостенную полиэтиленовую трубку, обжатую полиэтиленовым корделем; баллонную изоляцию и изоляцию в виде шайб толщиной 1,5-2,0 мм из твердого диэлектрика, насаживаемых на жилу кабеля через 20-30 мм. Применяют также пористо-бумажную изоляцию жил. В этом случае кабельную жилу покрывают кашицеобразным слоем бумажной массы (целлюлозы). После высыхания образуется пористый бумажный цилиндр, уменьшающий емкость между жилами. Аналогично наносят слой из пористого полиэтилена. Такая воздушно-пластмассовая изоляция называется пористо-полиэтилецовой.
|
|
|
Внутренний проводник коаксиальных кабелей изолируют пластмассовой шайбовой, кордельно-трубчатой, баллонной, пористо-полиэтиленовой и пористо-стирофлексной изоляцией.
Отдельные изолированные кабельные жилы скручивают в повивы. Различают простую и сложную скрутку жил. В простой кабельной скрутке, применяемой в кабелях автоматики и телемеханики, повивы состоят из одиночных изолированных жил, а в сложной, используемой в симметричных кабелях связи,-из изолированных жил, предварительно скрученных в группы.
Существует несколько способов свивания (скручивания) жил кабеля в группы, самыми распространенными из которых являются парная и четверочная (звездная) скрутки.
Парную скрутку образуют две скрученные вместе изолированные жилы. Скручивание выполняют с определенным для данной пары шагом скрутки, представляющим собой расстояние, на котором жилы описывают полный оборот по оси скручивания. В парной скрутке шаг не превышает 300 мм. Парную скрутку жил применяют главным образом в кабелях местных телефонных сетей.
|
|
|
Четверочную (звездную) скрутку предусматривают преимущественно в кабелях дальней связи. Четыре изолированные жилы скручивают винтообразно с шагом 150-300 мм в общую группу, называемую четверкой и несколько напоминающую в поперечном сечении четырехконечную звезду. При таком способе скрутки двухпроводные цепи, называемые основными, образуются из жил, расположенных по диагонали.
В кабелях связи используют двойную парную скрутку жил двойной звездой. При двойной парной скрутке две предварительно скрученные пары жил дополнительно скручивают между собой в четверку, а в скрутке двойной звездой четыре предварительно скрученные пары вновь скручивают вместе по способу звезды, образуя восьмерку.
Для того чтобы в скрученной группе можно было легко найти требуемую пару и жилы в паре, каждая жила имеет свою расцветку: в кабелях с бумажной изоляцией жил расцветку дает цветная полоска, нанесенная краской определенного цвета на ленту из кабельной бумаги; в кабелях с пластмассовой изоляцией жил в определенный цвет окрашивают пластмассовый кордель и ленту, накладываемую поверх корделя; в кабельной четверке принята следующая расцветка жил: жилы имеют красную, желтую, синюю и зеленую расцветку; при парной скрутке одна жила обычно имеет красную расцветку, а другая - зеленую.
Скручивание жил в группы обеспечивает повышенную защищенность жил симметричных кабельных двухпроводных цепей от взаимных и внешних электромагнитных влияний. Кроме того, скрутка жил в группы обеспечивает сохранение формы этих групп при изготовлении и прокладке кабеля.
Основным типом общей скрутки групп в кабелях дальней и местной связи является повивная скрутка. Такую же скрутку применяют и в сигнальных кабелях с простой скруткой жил. При простой или сложной повивной скрутке часть жил или групп образует так называемый центральный повив. В центральном повиве обычно содержится от одной до пяти групп или жил. Остальную часть жил или групп располагают вокруг центрального повива правильными концентрическими повивами. Последний повив в кабеле называют наружным.
Для снижения взаимного электромагнитного влияния между группами жил соседних повивов каждый следующий повив навивают в противоположную сторону по отношению к предыдущему. Такое расположение повивов облегчает отделение их друг от друга при монтаже кабеля и повышает механическую прочность кабельного сердечника. Для того чтобы в повивах легко было находить нужную жилу или группу, каждый повив кабеля содержит счетную группу (при сложной скрутке) или счетную жилу (при простой скрутке). Такая счетная группа или жила имеет отличную от других групп или жил данного повива расцветку. Каждый повив в кабеле обматывают хлопчатобумажной пряжей или кабельной бумагой.
При простой или сложной однородной кабельной скрутке число жил или групп в любом последующем повиве больше, чем в предыдущем, как правило, на шесть.
Кабели с алюминиевой оболочкой, бронированные стальными лентами (рис. 15, а), и кабели с броней из круглых проволок (рис. 15,6) носят название голых бронированных кабелей. Их прокладывают в тоннелях внутри помещений, где не требуется защита от механических воздействий.
Основными элементами бронированных кабелей являются: кабельная скрутка 1, поясная изоляция 2, защитная оболочка 3, пластмассовый шланг 4, кабельная пряжа 5, ленточная 6 или проволочная броня 7.
Поверх кабельной скрутки накладывают поясную изоляцию, т. е. обматывают по спирали несколькими слоями кабельной бумаги, поливинилхлоридной или полиэтиленовой ленты, хлопчатобумажной или прорезиненной ленты. Поясная изоляция повышает электрическую прочность кабеля, предохраняет кабельную скрутку от механических повреждений в процессе наложения на кабель последующих защитных оболочек (свинцовых, алюминиевых) и соединительные муфты от перегрева при монтаже горячим способом.
Общую скрутку кабеля заключают в герметичную защитную оболочку, предохраняющую кабель от проникновения влаги и механических повреждений во время транспортировки, прокладки и эксплуатации.
Защитные оболочки изготовляют из алюминия, свинца и пластмассы. По сравнению с пластмассовыми металлические оболочки одновременно защищают кабельные цепи от внешних электромагнитных влияний. В кабелях с пластмассовыми оболочками это достигают наложением на поясную изоляцию специального экрана из алюминиевой, медной фольги или металлизированной бумаги.
Свинцовая оболочка представляет собой цилиндрическую трубку, плотно накладываемую на кабельную скрутку способом опрессования расплавленным свинцом, содержащим присадку сурьмы (0,4-0,8%), что повышает твердость оболочки и ее вибростойкость. Толщина стенок свинцовой оболочки колеблется от 1,1 до 2,6 мм.
В новых кабелях вместо свинца применяют алюминий. Он легче свинца, что значительно снижает общую массу кабеля. Электрическая проводимость алюминия в несколько раз выше проводимости свинца. Это позволяет при одинаковой толщине оболочек достигать большего экранирующего эффекта. Алюминиевую оболочку накладывают на кабельную скрутку способом горячего прессования или обертыванием кабельной скрутки алюминиевой лентой с последующей сваркой шва. Толщина алюминиевой оболочки от 1,1 до 2 мм.
Алюминий подвержен электрохимической (почвенной) и электрической коррозии, поэтому алюминиевую оболочку кабелей, прокладываемых в земле, защищают от коррозии сплошным шлангом из полиэтилена или поливинилхлорида.
Кабели, имеющие в качестве защитного покрова только свинцовую или алюминиевую оболочку, называют голыми. Их прокладывают в телефонной канализации, по стенам зданий и применяют для воздушных кабельных линий.
Прокладываемые в земле кабели покрывают броней из стальных лент, защищающей кабель от механических воздействий. Между оболочкой и броней прокладывают «подушку», состоящую из битума, бумажной ленты, кабельной пряжи и др. На оболочку наносят слой битума, наматывают по спирали ленту из битуминизированной кабельной бумаги, затем еще слой битума, поверх которого спиралеобразно наматывают слой пропитанной нафтенатом меди кабельной пряжи, и снова слой битума. Эта подушка толщиной 1,5-2 мм предохраняет свинцовую оболочку от механических повреждений стальной броней при ее навивании и в процессе монтажных работ.
Ленточную броню, состоящую из двух лент, накладывают на кабель спиралеобразно так, чтобы вторая лента накладывалась на зазоры между витками первой. Ленты обычно изготовляют из низкоуглеродистой стали толщиной 0,3; 0,5 или 0,8 мм (реже 1 мм) и шириной от 10 до 60 мм. Наложенную на кабель ленточную броню, предварительно покрыв слоем битума, спиралеобразно обматывают слоем кабельной пряжи, пропитанной нафтенатом меди, или стеклянной пряжи из штапельного волокна.
Броня кабелей, проложенных на участках с агрессивными грунтами, корродирует (ржавеет) и с течением времени разрушается. Это недопустимо для кабелей, проложенных вдоль электрифицированных железных дорог однофазного переменного тока, где броня совместно с металлической оболочкой выполняет функцию магнитного экрана, защищающего кабельные цепи от магнитных влияний тяговых токов, причем это экранирующее действие должно сохраняться на весь период эксплуатации кабеля.
В кабелях дальней связи, предназначенных для прокладки вдоль электрифицированных железных дорог переменного тока, поверх бронелент, покрытых слоем битума, накладывают слой кабельной бумаги, а затем сплошной поливинилхлоридный шланг, который надежно защищает броню от коррозии в процессе эксплуатации кабеля. Поверх шланга накладывают две ленты пропитанной бумаги, слой битума и слой кабельной пряжи.
В качестве сигнальных кабелей связи достаточно широкое распространение получили кабели с пластмассовыми защитными оболочками и пластмассовой изоляцией жил.
Кабельную скрутку таких кабелей заключают горячим опрессованием в герметизированную оболочку (шланг) из поливинилхлорида или полиэтилена с толщиной стенки от 0,5 до 2 мм. В некоторых кабелях на кабельную скрутку перед наложением шланга накладывают поясную изоляцию или поясную изоляцию и экран. Применяют также кабели с резиновой защитной оболочкой.
Кабели, укладываемые внутри помещений, не имеют поверх оболочки других защитных покрытий. Кабели, прокладываемые под землей, в тоннелях, под углом выше 45° и т. п., имеют соответствующие защитные покрытия в виде ленточной или проволочной стальной брони.
Все типы кабелей изготовляют кусками длиной от 100 до 850 м (строительная длина кабеля). Для удобства транспортировки кабели наматывают на деревянные барабаны.
Практическая работа № 27 Основные типы кабелей
По сигнальным кабелям управляют устройствами железнодорожной автоматики. В настоящее время еще находятся в эксплуатации сигнальные кабели со свинцовой оболочкой следующих марок: СОГ, СОА, СОБ, СОП, СОК, СОБГ и СОПГ. Первые две буквы (СО) в маркировке означают, что кабели сигнальные, освинцованные; последующие буквы определяют конструкцию защитных покровов кабеля. Область применения сигнальных кабелей следующая:
Марка Область применения кабеля
СОГ Внутри помещений и в канализации
СОА В помещениях с наличем газов и кислот, разрушающе действующих на свинцовую оболочку СОБ Непосредственно в земле
СОБГ В шахтах, тоннелях и пожароопасных помещениях
СОП Вертикальная прокладка в шахтах и земле при уклоне больше 45°, в почвах, подверженных смещению, а также в несудоходных водных бассейнах СОПГ Вертикальная прокладка в шахтах и пожароопасных помещениях
СОК В судоходных реках и озерах
Сигнальные кабели СОГ и СОА изготовляют с числом жил 1, 2, 3, 4, 5, 7, 9, 12, 16, 19, 21, 24, 27, 30, 33, 37, 42, 48 и 61. Минимальное число жил кабеля СОБ и СОБГ-3, а кабелей СОП, СОПГ и СОК - 6. Строительная длина кабелей не менее 400 м. Жилы сигнальных кабелей медные диаметром 1 мм (сечение 0,785 мм2) с изоляцией из пропитанной кабельной бумаги толщиной 0,6 мм. Скрутка жил сигнальных кабелей простая. В каждом повиве у кабелей с числом жил больше семи две или одна жила имеет отличную окраску от других жил.
Сопротивление одной жилы постоянному току при 20°С не более 23,5 Ом/км. Сопротивление изоляции каждой жилы по отношению ко всем остальным жилам, соединенным со свинцовой оболочкой, должно быть не менее 250 МОмкм, а емкость не более 0,2 мкФ/км.
Сигнальные кабели используют в сетях напряжением не более 250 В. Электрическую прочность изоляции жил этих кабелей испытывают в течение 5 мин переменным током частотой 50 Гц при напряжении 1000 В.
Кроме кабелей марки СО, широко применяют сигнальные кабели с пластмассовой изоляцией жил в пластмассовой оболочке марок СБВГ, СБВБ, СБВБГ, СБПБ и СБПБГ. Буквы СБ означают сигнальный блокировочный, В или П - соответственно поливинилхлоридную или полиэтиленовую оболочку, буквы Г, Б или БГ характеризуют наружный покров кабеля.
Кабели в пластмассовой оболочке имеют медные жилы диаметром 1 мм с изоляцией из полиэтилена толщиной 0,4 мм. Скрутка жил обмотана лентами из полиэтиленовой пленки, поливинилхлоридного пластика или кабельной бумаги и заключена в поливинилхлоридный или полиэтиленовый шланг (оболочку) с толщиной стенки от 2 до 3 мм. Поверх пластмассовой оболочки бронированные кабели имеют обычные наружные покровы.
Сигнальные блокировочные кабели выпускают с числом жил 3, 4, 5, 7, 9, 12, 16, 19, 21, 24, 27, 30, 33, 37, 42, 48 и 61; кабели марки СБВГ могут быть двухжильными. Строительная длина кабелей не менее 250 м. Скрутка жил парная или повивная, в повивах имеются счетные пары или жилы.
Сопротивление одной жилы кабеля постоянному току при температуре + 20°С должно быть не менее 23,5 Ом/км, а сопротивление изоляции одной жилы по отношению к остальным жилам, соединенным с землей, не менее 300 МОм • км. Электрическая емкость жилы по отношению ко всем остальным жилам не должна превышать 0,25 мкФ/км. Рабочее напряжение кабеля 250 В.
В настоящее время используют сигнально-блокировочные кабели новых марок: СБПАШп - сигнально-блокировочный, с медными жилами, с полиэтиленовой изоляцией, в алюминиевой оболочке, с защитным полиэтиленовым шлангом; СБПАБпШп-то же, бронированный двумя стальными лентами, с защитным полиэтиленовым шлангом; СБПБпГ-то же, с противокоррозийной защитой; СБПАКпШп - то же, с защитой из круглых стальных оцинкованных проволок.
Силовые кабели (рис. 16, а) применяют для обеспечения электрической энергией устройства железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. Они служат в качестве вставок в высоковольтно-сигнальные линии автоблокировки.
Силовые кабели имеют медные или алюминиевые жилы 1 с резиновой и пластмассовой изоляцией или изоляцией из кабельной бумаги, поясную изоляцию 2, свинцовую, алюминиевую или пластмассовую оболочку 3 с различными защитными покрытиями, состоящими из кабельной пряжи 4 и бронелент 5, поверх которых наматывают кабельную пряжу 6.
Силовые кабели с алюминиевыми жилами выпускают сечением 2, 5, 4, 6, 10, 16, 25, 35, 50, 185, 240, 300, 400, 500, 625, 800 мм2, с медными - от 1 до 240 мм2 с теми же интервалами. При сечении медных жил до 16 мм2 их изготовляют однопроволочными и многопроволочными, а при сечении 50 мм2 и более - только многопроволочными. Алюминиевые жилы, как правило, однопроволочные. При сечении 25 мм2 и более допускается изготовление и многопроволочных жил.
Жилы силовых кабелей имеют в сечении круглую форму; у трехжильных кабелей с сечением 25 мм2 и более жилы могут иметь вид сектора (рис. 16,6). Сопротивление 1 км жилы постоянному току при температуре 20°С, пересчитанное на 1 мм2 сечения жилы, для медных жил не должно превышать 18,4 Ом, для алюминиевых-31 Ом.
Силовые высоковольтные кабели бывают с медными жилами в алюминиевой оболочке (АГ, АБ, АБГ) и с алюминиевыми жилами в алюминиевой оболочке (ААГ, ААБ, ААБГ, ААБГв, ААП, ААПГ, ААШв). Силовые кабели с проволочной броней прокладывают под водой и в таких условиях, гле кабель подвергается значительным растягивающим усилиям (ААП, ААПГ).
По силовым низковольтным кабелям передают электрическую энергию в сетях автоматики, телемеханики. Кабели выпускают следующих марок: АВБВ - силовой, с алюминиевыми жилами и поли-винилхлоридной изоляцией, в поливинилхлоридной оболочке, бронированный двумя стальными лентами, в поливинилхлоридной наружной оболочке; АНРГ-то же, с резиновой изоляцией; АВВБ-то же, бронированный двумя стальными лентами с наружным защитным слоем; АВВБГ-то же, с противокоррозийной защитой; АВВГ - то же, в поливинилхлоридной оболочке; ВБВ - с медными жилами, с поливинилхлоридной изоляцией, бронированный двумя стальными лентами в поливинилхлоридной наружной оболочке; ВРГ - то же, с резиновой изоляцией в поливинилхлоридной оболочке; ВВГ - то же, с поливинилхлоридной изоляцией в поливинилхлоридной оболочке. Два последних кабеля выпускают без брони.
Контрольные кабели применяют в устройствах железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. Они предназначены для сетей с номинальным напряжением до 660 В переменного тока или до 1000 В постоянного тока. Эти кабели имеют медные жилы сечением 0,75; 1,0; 1,5; 2,5; 4; 6; 10 мм2 и алюминиевые сечением от 2,5 до 10 мм2, емкость кабелей от 4 до 37 жил.
Контрольные кабели изготовляют с резиновой, поливинилхлоридной, полиэтиленовой изоляцией жил в поливинилхлоридной, резиновой, свинцовой и алюминиевой оболочках.
Кабели в поливинилхлоридной оболочке с полиэтиленовой изоляцией и медными жилами имеют марки КВВГ, КВВБ и КВВБГ; в поливинилхлоридной оболочке с резиновой изоляцией и алюминиевыми жилами - АКВРГ, АКВРБ и АКВРБГ; с изоляцией из самозатухающего полиэтилена, в поливинилхлоридной оболочке, бронированные стальными лентами с наружным покровом - КПСВБ, КПсПбШв, КПсБсШв.
В обозначении контрольных кабелей с медными жилами впереди ставится буква К (контрольный), вторая буква характеризует оболочку кабеля (В - поливинилхлоридная), третья буква указывает материал изоляции жил (Р-резиновая, В - поливинилхлоридная), последние буквы Г, Б, БГ - конструкцию защитного покрова кабеля. Если кабель с алюминиевыми жилами, то первой ставится буква А. Например, кабель марки АКВВБ 37 х 4 (кабель с алюминиевыми жилами, контрольный с поливинилхлоридной оболочкой и поливинилхлоридной изоляцией жил, бронированный стальными лентами с защитным покрытием, емкость 37 жил, сечение 4 мм2).
Дата добавления: 2021-05-18; просмотров: 121; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!