การออกแบบสายไฟ
วิธีการทำงานของสายไฟ
สายไฟประกอบด้วยองค์ประกอบพื้นฐานดังต่อไปนี้: ตัวนำ ฉนวน เปลือกหุ้ม และฝาครอบป้องกัน นอกจากองค์ประกอบหลักแล้ว โครงสร้างสายเคเบิลอาจรวมถึงส่วนป้องกัน สายดินป้องกัน และตัวเติม
สายไฟแตกต่างกัน: ตามประเภทของโลหะของสายไฟ - สายเคเบิลที่มีสายอลูมิเนียมและทองแดงตามประเภทของวัสดุที่หุ้มสายไฟที่มีกระแสไฟฟ้า, สายเคเบิลที่มีฉนวนกระดาษ, พลาสติกและยางตามประเภทของการป้องกัน ฉนวนของสายเคเบิลจากอิทธิพลของสภาพแวดล้อมภายนอก - สายเคเบิลของปลอกโลหะพลาสติกและยางตามวิธีการป้องกันความเสียหายทางกล - หุ้มเกราะและไม่หุ้มเกราะตามจำนวนแกน - หนึ่ง, สอง, สาม -, สี่- และห้าคอร์
การออกแบบสายเคเบิลแต่ละแบบมีการกำหนดและยี่ห้อของตัวเอง แบรนด์ของสายเคเบิลประกอบด้วยตัวอักษรเริ่มต้นของคำที่อธิบายถึงการสร้างสายเคเบิล
ข้าว. 1.ภาพตัดขวางของสายไฟ: a-สายเคเบิลสองคอร์ที่มีตัวนำแบบกลมและแบ่งส่วน, b-สายเคเบิลสามคอร์พร้อมฉนวนสายพานและปลอกแยก, สายเคเบิล c-สี่คอร์ที่มีตัวนำเป็นศูนย์ของวงกลม เซกเตอร์ และรูปสามเหลี่ยม 1 — สายตัวนำ, 2 — ตัวนำที่เป็นกลาง, 3 — ฉนวนหลัก, 4 — เกราะป้องกันบนแกนนำไฟฟ้า, 5 — ฉนวนสายพาน, 6 — ฟิลเลอร์, 7 — เกราะป้องกันบนฉนวนแกน, 8 — ปลอกหุ้ม, 9 — กันชน, 10 — ตัวป้องกันภายนอก ปิดบัง
องค์ประกอบโครงสร้างของสายไฟและวัตถุประสงค์
ตัวนำของสายไฟทำจากอะลูมิเนียมและทองแดง ทั้งแบบสายเดี่ยวและหลายสาย ตามรูปร่างเส้นเลือดถูกสร้างขึ้นเป็นวงกลม เซกเตอร์ หรือปล้อง (ดูรูปที่ 1)
ตัวนำอลูมิเนียมของสายเคเบิลที่มีขนาดไม่เกิน 35 มม. 2 ทำจากสายเดี่ยว 50-240 มม. 2 - สายเดี่ยวหรือหลายสาย 300-800 มม. 2 - หลายสาย
สายทองแดงที่มีขนาดสูงสุด 16 มม.2 ทำจากสายเดี่ยว, 25 — 95 มม.2 — สายเดี่ยวหรือหลายสาย, 120 — 800 มม.2 — หลายสาย
ตามกฎแล้วตัวนำที่เป็นกลางหรือตัวนำดินป้องกันมีส่วนตัดขวางที่ลดลงเมื่อเทียบกับตัวนำหลัก อาจเป็นทรงกลม เซกเตอร์ หรือสามเหลี่ยม และตั้งอยู่ตรงกลางของสายเคเบิลหรือระหว่างตัวนำหลัก (ดูรูปที่ 1)
ตัวนำสายดินป้องกันใช้เพื่อเชื่อมต่อชิ้นส่วนโลหะที่ไม่มีพลังงานของการติดตั้งไฟฟ้าเข้ากับวงจรสายดินป้องกัน
ฉนวนที่ใช้กับแกนของสายเคเบิลเรียกว่าตัวนำที่หุ้มฉนวน และวางบนตัวนำที่บิดหรือขนานที่หุ้มฉนวนของสายเคเบิลแบบมัลติคอร์เรียกว่าฉนวนเอว
ฉนวนสายเคเบิลกระดาษ ชุบด้วยสารทำให้ชุ่มที่มีความหนืด (น้ำมันขัดสนหรือสารสังเคราะห์ที่เป็นฉนวนไฟฟ้า)
ข้อเสียของสายเคเบิลที่มีส่วนประกอบของการเคลือบที่มีความหนืดคือความเป็นไปได้ที่จำกัดอย่างยิ่งในการวางสายเคเบิลบนเส้นทางที่ลาดเอียง กล่าวคือ ความแตกต่างของความสูงระหว่างส่วนต่อท้ายไม่ควรเกิน: สำหรับสายเคเบิลที่มีความหนืดสูงถึง 3 kV หุ้มเกราะและไม่มีเกราะใน ปลอกอลูมิเนียม — 25 ม. , ไม่มีเกราะในปลอกตะกั่ว — 20 ม., หุ้มเกราะในปลอกตะกั่ว — 25 ม., สำหรับสายเคเบิลที่มีความหนืดเคลือบ 6 kV, หุ้มเกราะและไม่มีเกราะในปลอกตะกั่ว — 15 ม., ในอะลูมิเนียม — 20 ม., สำหรับสายเคเบิล ที่มีความหนืดทำให้มีขึ้น 10 kV หุ้มเกราะและไม่มีเกราะในปลอกตะกั่วและอลูมิเนียม - 15 ม.
สายเคเบิลที่มีสารทำให้ชุ่มหนืด ซึ่งส่วนที่ฟรีถูกเอาออกแล้ว เรียกว่า สายเคเบิลที่อาบซึมแบบไม่ติดมัน ใช้เมื่อวางบนเส้นทางแนวตั้งและแนวเอียง โดยไม่จำกัดความแตกต่างของระดับ หากเป็นสายเคเบิลที่ไม่มีเกราะและหุ้มเกราะในเปลือกอะลูมิเนียมสำหรับแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 3 kV และมีความต่างระดับสูงสุด 100 ม. — สำหรับสายเคเบิลอื่นๆ ด้วยฉนวนที่เคลือบไว้หมดแล้ว
ฉนวนยางทำจากชั้นยางหรือแถบยางที่มีความหนาแน่นสูง สายไฟที่มีฉนวนยางใช้ในเครือข่ายสำหรับกระแสสลับสูงถึง 1 kV และกระแสตรงสูงถึง 10 kV
สายไฟพร้อมฉนวนพลาสติก มีฉนวนจากพลาสติกโพลีไวนิลคลอไรด์ในรูปแบบของชั้นต่อเนื่องหรือจากส่วนประกอบของโพลีเอทิลีน นอกจากนี้ยังใช้สายเคเบิลโพลีเอทิลีนที่ดับไฟได้เอง (ดับไฟเอง) และวัลคาไนซ์
ตะแกรงใช้เพื่อป้องกันวงจรภายนอกจากอิทธิพลของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของกระแสที่ไหลผ่านสายเคเบิล และเพื่อให้แน่ใจว่าสนามไฟฟ้ารอบแกนของสายเคเบิลมีความสมมาตร หน้าจอทำจากกระดาษสารกึ่งตัวนำและฟอยล์อลูมิเนียมหรือทองแดง
สารทดแทนมีความจำเป็นในการขจัดช่องว่างระหว่างองค์ประกอบโครงสร้างของสายเคเบิล เพื่อกระชับให้แน่น เพื่อให้โครงสร้างสายเคเบิลมีรูปร่างและเสถียรภาพทางกลที่จำเป็น กลุ่มของเทปกระดาษหรือเส้นด้ายเคเบิล ด้ายพลาสติกหรือยางใช้เป็นฟิลเลอร์
ปลอกสายไฟ… ปลอกหุ้มสายไฟอะลูมิเนียม ตะกั่ว เหล็กลูกฟูก พลาสติกและยางที่ไม่ติดไฟ (ไนไตรต์) ปกป้องสายเคเบิลภายในจากความเสียหายจากความชื้น กรด ก๊าซ ฯลฯ
ปลอกอลูมิเนียมของสายไฟสำหรับแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 1 kV ได้รับอนุญาตให้ใช้เป็นตัวนำที่สี่ (เป็นกลาง) ในเครือข่ายไฟฟ้ากระแสสลับสี่สายที่มีสายดินเป็นกลางอย่างแน่นหนา ยกเว้นในการติดตั้งที่มีบรรยากาศที่ระเบิดได้และการติดตั้งที่กระแสไฟใน ตัวนำที่เป็นกลางภายใต้สภาวะปกติคือมากกว่า 75% ของกระแสในสายเฟส
ปลอกป้องกันสายไฟ... เนื่องจากปลอกสายไฟอาจเสียหายและอาจถูกทำลายได้ด้วยอิทธิพลของสารเคมีและกลไก จึงหุ้มด้วยฝาครอบป้องกัน
เบาะที่ใช้กับหน้าจอหรือเคสเพื่อป้องกันการกัดกร่อนและความเสียหายจากแถบหรือกันชน เบาะรองนั่งทำจากชั้นของเส้นด้ายเคเบิลชุบ โพลีไวนิลคลอไรด์ โพลีเอไมด์และเทปอื่นๆ ที่เทียบเท่า กระดาษเครพ สารประกอบบิทูมินัสหรือบิทูเมน
เพื่อป้องกันความเสียหายทางกล ปลอกของสายเคเบิลจะพันด้วยเข็มขัดเหล็กหรือเกราะลวด ขึ้นอยู่กับสภาพการใช้งาน ลวดหุ้มเกราะทำจากลวดกลมหรือแบน
เกราะของแถบเหล็กแบนป้องกันสายเคเบิลจากความเสียหายทางกลเท่านั้นเกราะลวดเหล็กยังดูดซับแรงดึงอีกด้วย แรงเหล่านี้ เกิดขึ้นในสายเคเบิลเมื่อวางสายเคเบิลในแนวตั้งที่ระดับความสูงมากหรือตามเส้นทางที่ลาดชัน
เพื่อป้องกันเกราะของสายเคเบิลจากการกัดกร่อน มันถูกหุ้มด้วยชั้นของสายเคเบิลหรือเส้นด้ายแก้วที่ชุบด้วยส่วนประกอบของน้ำมันดิน และในบางโครงสร้าง โพลีไวนิลคลอไรด์อัดหรือน้ำมันดินท่อโพลีเอทิลีนถูกนำไปใช้กับชั้นของเส้นด้าย
ในเหมือง ห้องที่มีการระเบิดและอันตรายจากไฟไหม้ ไม่อนุญาตให้ใช้สายเคเบิลหุ้มเกราะของการออกแบบทั่วไป เนื่องจากมี "เบาะรองนั่ง" ระหว่างปลอกหุ้มและเกราะของสายเคเบิลที่มีน้ำมันดินที่ติดไฟได้ ในกรณีเหล่านี้ ควรใช้สายเคเบิลที่มี "เบาะรองนั่ง" ที่ไม่ติดไฟและปลอกหุ้มด้านนอกที่ทำจากเส้นด้ายใยแก้ว