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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE
Isolation des câbles. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Travaux électriques Isolation des câbles doit avoir une rigidité diélectrique qui exclut la possibilité d'une panne électrique à la tension pour laquelle le câble est conçu. Des isolants en papier, en plastique et en caoutchouc sont utilisés pour isoler les âmes des câbles les unes des autres et des gaines métalliques extérieures. Isolant imprégné de papier l'âme du câble a de bonnes caractéristiques électriques, une longue durée de vie, une température admissible relativement élevée et un faible coût, par conséquent, elle est la plus largement utilisée. Les inconvénients comprennent l'hygroscopicité, qui nécessite une fabrication soignée et une étanchéité complète des gaines et des manchons de câbles. À partir de papier de câble renforcé multicouche à base de sulfate de cellulose de grade KMP-120, l'isolation est faite pour les câbles d'alimentation avec une tension jusqu'à 35 kV. Il est possible de produire une isolation à partir de papier à deux couches de qualités K-080, K-120, K-170 ou de papier multicouche - KM-120, KM-140 et KM-170. L'épaisseur du papier est respectivement de 80, 120, 140 et 170 microns. Les noyaux sont enveloppés de bandes de papier non imprégnées. L'enroulement le plus courant est avec un espace, ce qui permet au câble d'être plié dans certaines limites sans risque d'endommager l'isolation en papier. Afin d'éviter une détérioration des caractéristiques électriques de l'isolation, les écarts entre les spires des bandes adjacentes situées en haut (verticalement) ne doivent pas correspondre. Lors de l'application d'un grand nombre de bandes, il n'est pas possible d'éviter les coïncidences d'écart, par conséquent, le nombre de coïncidences est normalisé. Pas plus de trois coïncidences de bandes de papier et d'isolation âme-âme ou âme-gaine (écran) dans les câbles 6 kV sont autorisées, pas plus de quatre pour les câbles 10 kV, pas plus de six pour les câbles 35 kV. L'isolation en papier doit être appliquée étroitement, sans plis ni rides, dont la présence entraîne la formation de vides, d'inclusions d'air qui réduisent la fiabilité des câbles. L'épaisseur de la couche isolante des câbles d'alimentation est normalisée par GOST et dépend de la tension nominale et de la section des âmes des câbles. Pour augmenter la résistance électrique sur l'isolation de la ceinture des câbles avec une tension de 6 et 10 kV, un écran de papier électriquement conducteur est appliqué sur les âmes et sur l'isolation des câbles avec une tension de 20 et 35 kV. Dans les câbles multiconducteurs, les rubans isolants supérieurs des conducteurs ont une désignation numérique ou une couleur distinctive. Avec une désignation numérique, le numéro 1 est appliqué sur la bande supérieure du premier noyau, le deuxième - 2, le troisième - 3, le quatrième - 4. Avec une couleur distinctive, le numéro 1 correspond au blanc ou au jaune, le numéro 2 - bleu ou vert, le numéro 3 - rouge ou cramoisi, le numéro 4 - marron ou noir. Les âmes isolées des câbles multiconducteurs sont torsadées, remplissant les espaces entre elles avec des matériaux isolants jusqu'à l'obtention d'une forme ronde. Sur les noyaux isolés torsadés, l'isolation de la ceinture est appliquée avec des bandes de papier d'une certaine épaisseur. L'isolant en papier des câbles est d'abord séché, puis imprégné de compositions huile-colophane: MP-1 pour les câbles avec une tension de 1-10 kV et MP-2 - 20-35 kV. L'imprégnation permet d'augmenter la résistance électrique de l'isolant en papier. isolation plastique utilisé pour les câbles d'alimentation. Il est fabriqué à partir de polyéthylène ou de chlorure de polyvinyle (PVC). Le polyéthylène a de bonnes propriétés mécaniques dans une large plage de températures, une résistance aux acides, aux alcalis, à l'humidité et des caractéristiques d'isolation électrique élevées. Selon la méthode d'obtention du polyéthylène, on distingue le polyéthylène basse densité et haute densité. Le polyéthylène haute densité a un point de fusion et une résistance mécanique plus élevés que le polyéthylène basse densité. Le LDPE se ramollit à environ 105°C, haute densité à 140°C. L'introduction de peroxydes organiques dans le polyéthylène et la vulcanisation ultérieure augmentent considérablement son point de fusion et sa résistance à la fissuration. Le polyéthylène vulcanisé se déforme légèrement à 150°C. Pour obtenir du polyéthylène auto-extinguible, des additifs spéciaux sont introduits. Pour les écrans électriquement conducteurs des câbles avec isolation en polyéthylène, du polyisobutylène, du noir d'acétylène et de l'acide stéarique sont ajoutés au polyéthylène. Le produit solide de polymérisation - le chlorure de polyvinyle - ne propage pas la combustion. Pour augmenter l'élasticité et la résistance au gel du PVC, des plastifiants y sont ajoutés - du kaolin, du talc, du carbonate de calcium, des additifs colorants sont introduits pour obtenir du PVC coloré. Le PVC vieillit sous l'influence de la température, du rayonnement solaire, etc. en raison de la volatilisation du plastifiant (il y a une diminution de l'élasticité et de la résistance au froid). isolation en caoutchouc se compose d'un mélange de caoutchouc (naturel ou synthétique), de charge, d'assouplissant, d'accélérateur de vulcanisation, d'antioxydant, de colorant, etc. Le caoutchouc RTI-1, qui contient 35 % de caoutchouc, est utilisé pour isoler les câbles. Les avantages de l'isolation en caoutchouc sont la flexibilité et la quasi-absence d'hygroscopicité. Inconvénients - coût plus élevé et faible température de fonctionnement du noyau (65 ° C) par rapport aux autres types d'isolation, ce qui réduit la capacité de charge du câble. Au fil du temps, les caoutchoucs isolants présentent une diminution significative de l'élasticité et une modification des autres propriétés physiques et mécaniques. Le vieillissement de l'isolation en caoutchouc se produit sous l'influence de divers facteurs et est principalement le résultat de la dégradation oxydative (destruction) du caoutchouc contenu dans le caoutchouc. Afin de protéger l'isolation du noyau contre l'exposition à la lumière, à l'humidité, à divers produits chimiques, ainsi que contre les dommages mécaniques, les câbles sont fournis avec des gaines. Les meilleurs matériaux pour la fabrication de gaines de câbles en termes d'étanchéité et de résistance à l'humidité, de flexibilité et de résistance à la chaleur sont les métaux - plomb et aluminium. Les câbles avec isolation non absorbante (plastique ou caoutchouc) n'ont pas besoin d'une gaine métallique, ils sont donc généralement fabriqués dans une gaine en plastique ou en caoutchouc. L'épaisseur de la gaine est normalisée et dépend du matériau à partir duquel elle est fabriquée, du diamètre du câble et des conditions de fonctionnement. Gaines de plomb sont fabriqués à partir de plomb de qualité C-3 (plomb pur d'au moins 99,95 %). Le plomb fait partie des métaux très lourds (densité 11340 kg/m327,4). Point de fusion - XNUMX ° C. Le plomb présente une faible résistance mécanique et une fluidité importante dont il faut tenir compte lors de la pose verticale de câbles dans une gaine de plomb nue. Lorsque la température augmente, la fluidité du plomb augmente. Le potentiel électrochimique normal du plomb est de -0,13 V, il a donc une faible activité chimique et une résistance élevée à la corrosion. L'inconvénient des gaines en plomb est leur faible résistance aux charges vibratoires, en particulier à des températures élevées. Une augmentation de la résistance aux vibrations et de la résistance mécanique est obtenue en introduisant des additifs d'antimoine dans le plomb. La gaine en plomb des câbles sans gaines de protection est constituée d'alliages plomb-antimoine de grades SSuM, SSuMT. Les gaines de plomb doivent être exemptes de marques, rayures et bosses qui les feraient sortir des tolérances minimales d'épaisseur. Coquilles en aluminium sont fabriqués par extrusion à partir d'aluminium A-5 d'une pureté d'au moins 99,97 %. Densité d'aluminium - 2700 kg/m, résistance à la traction - 39,3-49,1 MPa. Les gaines en aluminium sont 2 à 2,5 fois plus résistantes et 4 fois plus légères que les gaines en plomb, ont une résistance accrue aux charges de vibration et ont des propriétés de blindage élevées. Les inconvénients des gaines en aluminium sont les grandes difficultés technologiques de leur application sur le câble et une faible résistance à la corrosion électrochimique, qui s'explique par le potentiel négatif normal élevé de l'aluminium (-1,67 V). La corrosion est réduite au déplacement des ions hydrogène du milieu avec lequel l'aluminium entre en contact et à la transition de l'aluminium lui-même sous forme d'ions en solution. Ainsi, les câbles avec gaines en aluminium sont protégés par des gaines particulièrement imputrescibles qui ne laissent pas passer l'humidité vers la gaine. Coques en plastique sont fabriqués à partir de tuyau composé de PVC ou de polyéthylène. Les gaines plastiques allient légèreté, souplesse et résistance aux vibrations, mais la vapeur d'eau se diffuse progressivement à travers le plastique, ce qui entraîne une baisse de la résistance d'isolement des câbles. Par conséquent, ils sont utilisés dans les câbles à isolation non hygroscopique en polyéthylène, PVC, etc. Le composé plastique du tuyau diffère du composé isolant par la sélection de plastifiants et de stabilisants, qui offrent une plus grande résistance au vieillissement léger. Pour les gaines de câble, un composé PVC grade 0-40 est utilisé. Les gaines de câble en composé de PVC à des températures inférieures à la température admissible deviennent rigides et peuvent être détruites en cas d'impact. La bonne résistance mécanique du composé PVC permet d'utiliser largement des câbles gainés sans gaines de protection. Il ne propage pas la combustion, il est résistant à l'humidité et à l'huile, résistant à la corrosion électrique et chimique. Des câbles dans une telle gaine sont faciles à fabriquer et faciles à installer. Les gaines de câbles en polyéthylène se caractérisent par des propriétés physiques et chimiques élevées, une faible perméabilité à l'humidité et une résistance à la corrosion électrique et chimique. Coques en caoutchouc sont fabriqués en caoutchouc résistant à l'huile RSHN-2, ignifuge. Les coques en caoutchouc sont très résistantes aux charges de traction, d'impact et de torsion. En tant que charges de caoutchouc, du noir de carbone (suie) est utilisé, ce qui le protège de l'action du rayonnement solaire. Housses de protection se composent d'un coussin, d'une armure et d'un revêtement extérieur et sont conçus pour protéger les câbles contre les dommages mécaniques et la corrosion. La lettre "G" est ajoutée à la désignation de la marque du câble qui n'a pas de capot de protection. Passe-câbles sont des couches concentriques de matériaux fibreux et de composition de bitume ou de bitume recouvrant la gaine et sont destinés à protéger les gaines du câble des dommages causés par les rubans ou les fils de l'armure et à le protéger de la corrosion et n'ont pas de désignation. Un oreiller renforcé avec un enroulement supplémentaire avec deux bandes en plastique, qui offre une protection contre la corrosion et les courants vagabonds, est marqué de la lettre "l". Pour améliorer la résistance à la corrosion, l'oreiller est composé de deux couches de rubans en plastique et est marqué d'un chiffre et de la lettre - "2 l". Afin d'augmenter la résistance à la corrosion et à l'humidité du coussin, une couche de polyéthylène extrudé ou de composé de PVC est appliquée sur des bandes de composé de PVC (et autre matériau équivalent). Dans le marquage, ce type d'oreiller est désigné par les lettres "p" (polyéthylène) et "v" (composé plastique PVC). Les housses de protection sans oreiller sont marquées de la lettre "b". L'épaisseur minimale de l'oreiller dépend de la conception, du diamètre du câble et est de 1,5 à 3,4 mm. Armure sert à protéger les câbles contre les dommages mécaniques. Pour les câbles qui ne sont pas soumis à des forces de traction pendant le fonctionnement, on utilise une armure en ruban composée de deux rubans en acier d'une épaisseur de 0,3 à 0,8 mm (selon le diamètre du câble le long de la gaine) et appliquée de manière à ce que le ruban supérieur chevauche les espaces entre les spires du ruban inférieur. Pour les câbles soumis à des efforts de traction, une armure en fils plats ou ronds en acier galvanisé est utilisée. L'épaisseur de l'armure en fils plats en acier galvanisé est de 1,5 à 1,7 mm, le diamètre des fils ronds est de 4 à 6 mm. Couverture extérieure, qui comprend une couche de composition bitumineuse ou de bitume, un fil imprégné et des revêtements qui protègent les spires du câble du collage, n'a pas de désignation dans le marquage. Le couvercle avec un élément incombustible dans le marquage du câble porte la lettre "H". Avec un tuyau de protection en polyéthylène pressé, les couvercles sont désignés "Shp" et avec un tuyau en PVC - "Shv". L'épaisseur minimale de la gaine extérieure dépend du diamètre du câble et est de 1,9 à 3 mm. Auteur : Bannikov E.A.
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