Файл: 1. Приемники электрической энергии Введение.pdf

158 отдельных зданий вполне применимы одножильные провода. Лучшими механическими характеристиками обладают многожильные провода из скрученных однотипных алюминиевых проводов, но они тоже подвержены вытягиванию. На магистральных ЛЭП сейчас используются в основном провода марки АС, что означает – алюминиевый со стальным сердечником.
Он показан на рис. 105.
Рис. 105. Алюминиевый провод АС для ЛЭП в противогололедном исполнении
Сердечник представляет собой скрученный из оцинкованных стальных проволок жгут, вокруг которого намотаны алюминиевые проводники. Он обозначается буквами АС и дробью, в числителе которой сечение алюминия в миллиметрах, а в знаменателе – сечение стали. Например, марка АС 400/64 означает: алюминиевый со стальным сердечником, сечение алюминия 400 квадратных миллиметров, а стали – 64.
Выпускаются провода АС с различными особенностями, например, заполненные смазкой, улучшающей нагревостойкость АСКС и АСКП или
АСО и АСУС с облегченным и усиленным сердечником соответственно.
Самонесущий изолированный провод – сокращенно СИП – появился на рынке сравнительно недавно, но быстро завоевал популярность. Сначала он применялся для строительства ЛЭП напряжением до 1 кВ, при выполнении отводов от них и оказался особенно удобен для подключения к электросети

159 индивидуальных домов. Позже СИП стали использовать и в высоковольтных линиях.
Промышленность выпускает не менее пяти типов такого провода, отличающегося количеством токоведущих жил, материалом изоляции, наличием и особенностями нулевого провода. Жилы имеют сечение от 16 до
120 мм
2
, их изоляция выдерживает длительную эксплуатацию при температурах от –20 до +70 о
С, срок службы составляет не менее 40 лет. СИП удобен как в эксплуатации, так и в монтаже. Он может при воздействии ветра касаться ветвей деревьев и других посторонних предметов. К нему можно подключаться под напряжением. Для этой и других целей разработаны специальные приспособления, которые продаются вместе с проводом.
Рис. 106. Самонесущий алюминиевый провод
На рис. 106 показан СИП-1. СИП-2 отличается от него материалом изоляции – вместо поливинилхлорида применен так называемый сшитый полиэтилен, выдерживающий длительный нагрев до 90 градусов. СИП-3 – одножильный, из алюминиевого сплава и со стальным сердечником. Провода
СИП-4 и СИП-5 содержат по одной или двум парам проводов и отличаются материалом изоляции.
Конструкция силовых кабелей
Монтаж всевозможных электрических шкафов и щитков выполняется одиночными изолированными проводами. Монолитные обладают большей

160 жесткостью, чем многожильные, и обычно применяются при однократном монтаже. Многопроволочные провода отличаются гибкостью. Они тоже подходят для монтажных работ, но стоят немного дороже. Их применяют, если монтаж подлежит частым изменениям. В быту, например, для выполнения домашней электропроводки применяют плоские или круглые кабели с двойной изоляцией типа ШВВП (рис. 107).
Рис. 107. Кабель ШВВП
Плоские кабели такого типа хорошо подходят для самостоятельной прокладки в квартире и на даче, а из круглых – марки ПВС и некоторых других делают удлинители и шнуры питания, потому что они не перекручиваются. Бытовые кабели содержат две или три жилы, в зависимости от необходимости заземляющего провода, а их сечение обычно лежит в пределах от 0,5 до 4 мм
2
Для монтажа оборудования внутри шкафов чаще всего применяют медные одножильные провода в поливинилхлоридной изоляции: жесткий
ПВ-1 и гибкий ПВ-3. Есть отечественные и зарубежные аналоги, но с практической точки зрения они не обладают существенными отличиями.
Основной критерий выбора – способность пропускать требуемый ток в длительном режиме. По приведенной далее табл. 5 можно, зная максимальный ток, выбрать необходимое сечение провода.
Таблица 5
Зависимость максимального тока от сечения провода

161
Сечение, мм
2
Максимальный ток, А
Cu,
U = 220 В
Cu,
U = 380 В
Al,
U = 220 В
2,5 27 25 20 4
38 30 28 10 70 50 50 16 85 75 60 120 300 260 230
При этом размещение нескольких проводов в общем коробе или даже в общем кабеле не слишком сильно снижает их нагрузочную способность, особенно если выбор делается с достаточным запасом.
Алюминиевый изолированный жесткий провод АПВ (автоматического повторного включения) конструктивно напоминает ПВ-1 и применяется аналогичным образом, но с поправкой на худшую электропроводность. Он выпускается сечением от 2,5 до 16 мм
2
. Выпускается и многожильный алюминиевый провод, напоминающий медный ПВ-3, но только больших сечений.
При работе с проводами часто возникает необходимость использования наконечников, клемм, втулок и других подобных предметов. Если для медных проводов подходят медные луженые и нелуженые, то для алюминиевых – только медные луженые или алюминиевые.
Обмоточные провода служат для изготовления обмоток статоров и роторов электрических машин, трансформаторов, реле, приборов различного назначения. Они представляют собой проволоку из электротехнической меди или алюминия, покрытую изоляционным лаком или слоем пластмассы, обмотанную стекловолоконной нитью, бумагой или другим подходящим для такой цели материалом. В зависимости от вида изоляции провода могут

162 сохранять работоспособность при высоких и низких температурах.
Эмалированные провода всегда монолитные, а остальные могут быть многожильными.
Наряду с круглыми применяются и обмоточные провода прямоугольного сечения. В частности, они широко применяются в трансформаторах и других устройствах с достаточно большими токами.
Алюминиевые провода, несмотря на известные недостатки, применяются в таких устройствах достаточно широко. Некоторую сложность представляет их соединение, так как алюминий хотя и паяется с помощью специального флюса, создает при этом область повышенного нагрева. Лучшие результаты достигаются при использовании контактной сварки специальными клещами.
Силовые кабели используются для передачи электроэнергии к мощным потребителям. Они могут содержать от двух до пяти жил. Двухжильные применяются для передачи постоянного или однофазного переменного тока.
Трехжильные используются в трехфазных электрических цепях без нулевого повода. Если нулевой провод все-таки нужен, то используются кабели с нулевой жилой. Эта жила, служащая для выравнивания перекоса фазных напряжений, обычно бывает меньшего сечения. Сравнительно недавно на рынке появились пятижильные кабели, содержащие, дополнительно к нулевому, еще и заземляющий провод. Жилы могут быть монолитными и многопроволочными, иметь круглое, секторальное или треугольное сечение.

163
Рис. 108. Строение силового кабеля
На рис. 108 изображено внутреннее строение силового кабеля. Хорошо видны секторальные токопроводящие жилы, разделенные изоляционной бумагой. За ними следует поясная изоляция, экран и другие оболочки.
Внешняя оболочка кабеля также выполняет дополнительные функции. Чаще всего она защищает от случайных механических воздействий, например, при выполнении земляных работ. Для этого ее делают из стальных полос или стальной проволоки. Такие кабели называются бронированными. Иногда оболочка представляет собой трубу с маслом. Это маслонаполненные кабели.
Существует много и других конструкций.
Для подключения к электросети подвижных объектов применяются гибкие кабели. На рис. 109 в качестве примера показан четырехжильный кабель КГ. Его жилы представляют собой скрученные жгуты медного провода, покрытые резиновой изоляцией. Общая оболочка кабеля сделана из шланговой резины.
Рис. 109. Гибкий кабель КГ
Кабель может содержать от одной до пяти жил сечением от 2,5 до 120 квадратных миллиметров. Однопроводные применяются, в частности, в сварочных аппаратах, двухпроводные – для различного электроинструмента

164 с рабочим напряжением 220 В. В некоторых случаях однофазные устройства подключаются по трехпроводной схеме, с заземляющим проводом. Также трехжильный провод может использоваться для подключения трехфазных электроприемников. Четырех- и пятижильные кабели предназначены исключительно для трехфазных электрических цепей.
Кабели КГ могут применяться при напряжениях до 660 В и частоте до
400 Гц, которая характерна для авиационных электроагрегатов. В нормальном исполнении кабель выдерживает температуру окружающей среды от –40 до +50 о
С, но есть варианты исполнения для тропического и холодного климата.
В отличие от резины, обладающей превосходной гибкостью, изоляция из поливинилхлорида, полиэтилена и других пластмасс длительное время не трескается. Провода с пластмассовой изоляцией имеют значительно больший срок службы и допускают работу при напряжениях до 6 кВ. Также они отличаются большей устойчивостью к влажности и воздействию агрессивных химических веществ. В некоторых кабелях для улучшения эксплуатационных характеристик внутреннее пространство содержит гидрофобный наполнитель. Внутренняя структура таких кабелей не имеет принципиальных отличий от КГ.
Для монтажа кабелей часто возникает необходимость подготовки их концов с целью обеспечения надежного контакта. Изоляция на нужном участке удаляется, проводящие жилы очищаются от загрязнений, при необходимости маркируются. Далее, если требуется, на них устанавливаются наконечники или соединительные гильзы. При этом нужно помнить, что нелуженые медные изделия подходят только для медных проводов, а для алюминиевых применяются алюминиевые или медные луженые.
Для надежного соединения конца жилы с наконечником производят опрессовывание с помощью специального инструмента, который называется кримпер. Он изображен на рис. 110 и представляет собой механический или

165 гидравлический переносной пресс, который вдавливает оболочку наконечника в жилу кабеля.
Рис. 110. Кримпер – устройство для опрессовывания кабельных гильз и наконечников
Выполнение этой операции с помощью молотка и других подручных средств не обеспечивает надежного контакта. Можно в таком случае обеспечить контакт с помощью пайки свинцово-оловянистым припоем с соответствующим флюсом. Для этого зачищенные и обезжиренные концы проводов вставляют в гильзу, заполненную припоем и флюсом, и прогревают паяльником или газовой горелкой.
Многожильные кабели из-за рассмотренных выше паразитных эффектов пригодны для передачи электроэнергии лишь на сравнительно небольшие расстояния. С гораздо меньшими потерями по кабелям можно передавать постоянный ток, хотя оборудование для этого стоит очень дорого. Кабели при этом используются специальной конструкции, наполненные маслом или газом. Их внешняя оболочка выполнена из материала, не подверженного коррозии, например из свинца, и усилена стальными лентами. В качестве изоляции раньше применялась пропитанная бумага, а в последние годы – материал под названием «сшитый полиэтилен». Его внедрение затруднялось тем, что при постоянном токе в нем накапливаются заряды и происходит

166 пробой. Лишь в начале XXI века данный материал был доведен до кондиции, обеспечивающей длительную эксплуатацию. Именно такие кабели использованы для создания крымского энергомоста.