Netzkabeldesign

So funktionieren Netzkabel

Stromkabel bestehen aus folgenden Grundelementen: Leiter, Isolierung, Ummantelung und Schutzhüllen. Zusätzlich zu den Hauptelementen kann die Kabelstruktur Abschirmungen, Schutzerdung und Füllstoffe umfassen.

Stromkabel unterscheiden sich: je nach Metallart der Drähte – Kabel mit Aluminium- und Kupferdrähten, je nach Art der Materialien, die stromführende Drähte isolieren, Kabel mit Papier-, Kunststoff- und Gummiisolierung, je nach Schutzart Isolierung von Kabeldrähten vor dem Einfluss der äußeren Umgebung – Kabel aus Metall, Kunststoff und Gummimantel, je nach Art des Schutzes vor mechanischer Beschädigung – gepanzert und ungepanzert, je nach Anzahl der Adern – eins, zwei, drei -, vier- und fünfkernig.

Jedes Kabeldesign hat seine eigene Bezeichnung und Marke. Die Kabelmarke besteht aus den Anfangsbuchstaben der Wörter, die den Aufbau des Kabels beschreiben.

Reis. 1.Querschnitte von Stromkabeln: a-zweiadrige Kabel mit runden und segmentierten Leitern, b-dreiadrige Kabel mit Gürtelisolierung und separaten Mänteln, c-vieradrige Kabel mit einem Nullleiter in Kreis-, Sektor- und Dreiecksform, 1 – leitender Draht, 2 – Neutralleiter, 3 – Kernisolierung, 4 – Abschirmung auf leitfähigem Kern, 5 – Riemenisolierung, 6 – Füllmaterial, 7 – Abschirmung auf Kernisolierung, 8 – Mantel, 9 – Stoßfänger, 10 – äußerer Schutz Abdeckung

Strukturelemente von Stromkabeln und ihr Zweck.

Leitfähige Adern sind Leiter des elektrischen Stroms... Stromkabel haben einen Haupt- und einen Neutralleiter. Die Hauptleiter dienen der Übertragung elektrischer Energie und die Neutralleiter dienen der Weiterleitung der Phasenstromdifferenz bei ungleichmäßiger Belastung.

Die Leiter der Stromkabel bestehen aus Aluminium und Kupfer, einadrig und mehradrig. Je nach Form sind die Adern rund, sektoral oder segmental ausgeführt (siehe Abb. 1).

Aluminiumleiter von Kabeln bis einschließlich 35 mm2 werden eindrähtig, 50–240 mm2 – eindrähtig oder mehrdrähtig, 300–800 mm2 – mehrdrähtig ausgeführt.

Kupferdrähte bis einschließlich 16 mm2 werden eindrähtig, 25 – 95 mm2 – eindrähtig oder mehrdrähtig, 120 – 800 mm2 – mehrdrähtig ausgeführt.

Der Neutralleiter bzw. der Schutzleiter weist im Vergleich zu den Hauptleitern in der Regel einen verringerten Querschnitt auf. Es kann rund, sektorförmig oder dreieckig sein und befindet sich in der Mitte des Kabels oder zwischen seinen Hauptleitern (siehe Abb. 1).

Ein Schutzleiter dient dazu, nicht unter Spannung stehende Metallteile einer elektrischen Anlage mit einem Schutzleiter zu verbinden.

Die Isolierung sorgt für die notwendige Spannungsfestigkeit der Leiter untereinander und zum geerdeten Mantel (Erde). Es werden Papier-, Gummi- und Kunststoffisolierungen (PVC und Polyethylen) verwendet.

Die auf den Kern des Kabels aufgebrachte Isolierung wird als isolierter Leiter bezeichnet, und die auf den isolierten verdrillten oder parallelen Leitern eines mehradrigen Kabels angebrachte Isolierung wird als Taillenisolierung bezeichnet.

Kabelisolierung aus Papier imprägniert mit viskosen Imprägniermitteln (Ölkolophonium oder elektrisch isolierende Kunststoffe).

Der Nachteil von Kabeln mit einer viskosen Imprägnierungszusammensetzung besteht in der äußerst eingeschränkten Möglichkeit, sie auf geneigten Strecken zu verlegen. Der Höhenunterschied zwischen ihren Endarmaturen sollte nämlich nicht größer sein als: für viskos imprägnierte Kabel bis 3 kV, armiert und ohne Armierung in einem Aluminiummantel – 25 m, ohne Panzerung im Bleimantel – 20 m, armiert im Bleimantel – 25 m, für Kabel mit viskoser Imprägnierung 6 kV, armiert und ohne Panzerung im Bleimantel – 15 m, im Aluminium – 20 m, für Kabel mit viskoser Imprägnierung 10 kV, gepanzert und ungepanzert in Blei- und Aluminiumgehäuse – 15 m.

Kabel mit einer zähflüssigen Imprägniermasse, deren freier Teil entfernt wurde, werden magerimprägnierte Kabel genannt. Sie werden bei der Verlegung auf vertikalen und geneigten Strecken ohne Begrenzung des Höhenunterschieds verwendet, wenn es sich um ungepanzerte und armierte Kabel in einem Aluminiummantel für Spannungen bis 3 kV handelt, und bei einem Höhenunterschied bis 100 m – für alle anderen Kabel mit erschöpfter imprägnierter Isolierung.

Für die Verlegung auf vertikalen und stark geneigten Strecken ohne Einschränkung des Höhenunterschieds werden Kabel mit einer Papierisolierung hergestellt, die mit einer speziellen Zusammensetzung auf Basis von Ceresin oder Polyisobutylen imprägniert ist. Diese Zusammensetzung weist eine erhöhte Viskosität auf, wodurch ein vertikal oder auf einer steil geneigten Strecke verlegtes Kabel beim Erhitzen nicht nach unten fließt. Daher können Kabel mit einer solchen Isolierung ebenso wie Kabel mit Kunststoff- und Gummiisolierung in jeder Höhe verlegt werden.

Die Gummiisolierung besteht aus einer dichten Gummischicht oder aus Gummistreifen mit anschließender Vulkanisation. Stromkabel mit Gummiisolierung werden in Netzen für Wechselstrom bis 1 kV und Gleichstrom bis 10 kV eingesetzt.

Stromkabel mit Kunststoffisolierung haben eine Isolierung aus Polyvinylchlorid-Kunststoff in Form einer durchgehenden Schicht oder aus Polyethylenzusammensetzungen. Es werden auch selbstverlöschende (selbstverlöschende) und vulkanisierte Polyethylenkabel verwendet.

Abschirmungen werden verwendet, um externe Schaltkreise vor dem Einfluss elektromagnetischer Felder von durch das Kabel fließenden Strömen zu schützen und die Symmetrie des elektrischen Feldes um die Kabeladern sicherzustellen. Schirme bestehen aus halbleitendem Papier und Aluminium- oder Kupferfolie.

Ersatzstoffe sind erforderlich, um die freien Lücken zwischen den Strukturelementen des Kabels zu beseitigen, sie zu verdichten und der Kabelstruktur die erforderliche Form und mechanische Stabilität zu verleihen. Als Füllstoffe werden Bündel aus Papierbändern oder Kabelgarnen, Kunststoff- oder Gummifäden verwendet.

Stromkabelummantelungen… Kabelummantelungen aus Aluminium, Blei, Wellstahl, nicht brennbarem Kunststoff und Gummi (Nitrit) schützen das Kabelinnere vor Schäden durch Feuchtigkeit, Säuren, Gase usw.

Der Aluminiummantel von Versorgungskabeln für Spannungen bis 1 kV darf als vierter (Neutral-)Leiter in Vierleiter-Wechselstromnetzen mit fest geerdetem Neutralleiter verwendet werden, außer in Installationen mit explosionsgefährdeten Bereichen und Installationen, in denen der Strom im Der Neutralleiter beträgt unter normalen Bedingungen mehr als 75 % des Stroms im Phasendraht.

Schutzhüllen von Stromkabeln... Da Kabelmäntel durch chemische und mechanische Einflüsse beschädigt und sogar zerstört werden können, werden sie mit Schutzhüllen abgedeckt.

Schutzhüllen schützen Kabelmäntel vor äußeren Einflüssen (Korrosion, mechanische Beschädigung). Dazu gehören das Kissen, der Panzerbezug und der Außenbezug. Je nach Aufbau des Kabels kommen ein, zwei oder drei Schutzhüllen zum Einsatz.

Ein Polster, das auf den Bildschirm oder das Gehäuse aufgebracht wird, um sie vor Korrosion und Beschädigung durch Streifen oder Stoßfänger zu schützen. Das Kissen besteht aus Schichten aus imprägniertem Kabelgarn, Polyvinylchlorid, Polyamid und anderen gleichwertigen Bändern, Krepppapier, Bitumenmasse oder Bitumen.

Um sie vor mechanischer Beschädigung zu schützen, werden die Mäntel der Kabel je nach Betriebsbedingungen mit einem Stahlgürtel oder einer Drahtpanzerung umwickelt. Der Panzerdraht besteht aus Rund- oder Flachdrähten.

Die Panzerung aus flachen Stahlbändern schützt die Kabel lediglich vor mechanischer Beschädigung.Stahldrahtbewehrungen nehmen auch Zugkräfte auf. Diese Kräfte treten bei Kabeln auf, wenn Kabel in großer Höhe oder entlang stark geneigter Strecken vertikal verlegt werden.

Um die Kabelpanzerung vor Korrosion zu schützen, wird sie mit einer Außenhülle aus einer mit einer Bitumenzusammensetzung imprägnierten Kabel- oder Glasgarnschicht abgedeckt, und bei einigen Konstruktionen wird gepresstes Polyvinylchlorid oder Polyethylenschlauchbitumen auf die Garnschichten aufgetragen.

In Bergwerken, explosionsgefährdeten und feuergefährdeten Räumen ist die Verwendung von gepanzerten Kabeln herkömmlicher Bauart nicht zulässig, da zwischen dem Mantel und der Bewehrung des Kabels ein „Kissen“ mit brennbarem Bitumen vorhanden ist. In diesen Fällen sollten Kabel mit einem nicht brennbaren „Kissen“ und einer Außenhülle aus Glasfaser-Stapelgarn verwendet werden.