A vezetékek és kábelek alapvető elektromos jellemzői

A vezetékek és kábelek fő elektromos jellemzői közé tartoznak az állandó feszültségen mért jellemzők, nevezetesen:

• áramvezető vezetékek ohmos ellenállása,

• szigetelési ellenállás,

• kapacitás.

Ohmos ellenállás

A vezetékek és kábelek vezető vezetőinek ohmos ellenállását ohmban fejezik ki, és általában egy vezeték vagy kábel hosszegységére (m vagy km) vonatkozik. Az ohmos ellenállást, amely a hossz és a keresztmetszet egységére vonatkozik, ellenállásnak nevezzük, és ohm·cm-ben fejezzük ki.

A vezetékekre és kábelekre vonatkozó műszaki feltételekben az ellenállást ohmban fejezik ki, 1 m egységnyi hosszra és 1 mm2 vezetékkeresztmetszetre vonatkoztatva.

A vezetékek és kábelek rézvezetőinek ellenállását a termékekben lévő réz ellenállásának értéke alapján számítják ki. 0,99 mm-ig terjedő átmérőjű temperálatlan huzalokhoz (MT osztály) — 0,0182, 1 mm-nél nagyobb átmérőjűekhez — 0,018 — 0,0179, fűtött huzalokhoz (MM osztály) minden átmérőig — 0,01754 ohm mm2/m.

Az alumíniumhuzal fajlagos ohmos ellenállása nem haladhatja meg a 0,0295 ohm·mm2/m értéket 20 °C-on minden márka és átmérő esetén.

Szigetelési ellenállás

A szigetelési ellenállás a vezetékek és kábelek egyik leggyakoribb jellemzője. A kábeltechnika fejlesztésének korai időszakában A szigetelési ellenállás a kábeltermékek szakítószilárdsága és megbízhatósága szempontjából meghatározó jellemzőnek számít.

Abban az időben a szigetelőanyag nagyon rossz vezetőnek számított, és ebből a szempontból nyilvánvalóan azt hitték, hogy minél nagyobb a szigetelés ellenállása, annál jobban eltér az anyag a vezetőtől, ezért annál jobban szigeteli a vezetőt. .

A vezetékek és kábelek szigetelési ellenállására vonatkozó szabványok számos esetben továbbra is alapvetőek, például a mérőműszerekhez vagy az alacsony szivárgási áramú áramkörökhöz csatlakoztatott vezetékek esetében. Nyilvánvaló, hogy ebben az esetben ugyanúgy nagy szigetelési ellenállást kell megkövetelni, mint minden vezetéknél és kommunikációs kábelnél stb.

Viszonylag nagy mennyiségű villamos energiát továbbító erősáramú kábeleknél a szivárgásnak, mint energiaveszteségnek gyakorlatilag nincs jelentősége, ha nem csökkenti a kábel elektromos szilárdságát és megbízhatóságát, ezért az impregnált papírszigetelésű tápkábelek szigetelési ellenállása nem olyan fontos, mint más típusú kábelek és vezetékek, amelyek viszonylag kis mennyiségű elektromos energiát továbbítanak.

Ezen megfontolások alapján az impregnált papírszigetelésű erősáramú kábeleknél általában csak az 1 km-es hosszra érvényes szigetelési ellenállás alsó határát adják meg, például 1 és 3 kV feszültségű kábeleknél legalább 50 megohm, ill. legfeljebb 100 megohm 6–35 kV-os kábeleknél 20 °C-on.

A szigetelési ellenállás nem állandó érték – nemcsak az anyagok minőségétől és a technológiai folyamat tökéletességétől függ, hanem a hőmérséklettől és a feszültség alkalmazásának időtartamától is a vizsgálat során.

A szigetelési ellenállás mérésénél nagyobb bizonyosság elérése érdekében különös figyelmet kell fordítani a mért tárgy hőmérsékletére és a feszültség időtartamára (villamosítás).

Az inhomogén dielektrikumokban, különösen nedvesség jelenlétében, a rájuk kapcsolt állandó feszültség hatására visszamaradó töltés jelenik meg.

A hibás eredmények elkerülése érdekében a mérés előtt hosszan le kell húzni a kábelt úgy, hogy a kábelmagokat a földhöz és az ólomköpenyhez kell csatlakoztatni.

Annak érdekében, hogy a mérési eredményeket állandó hőmérsékletre, például 20 ° C-ra hozzuk, a kapott értékeket a képletek szerint újraszámolják, amelyek együtthatóit a szigetelőréteg anyagától és a szigetelőréteg anyagától függően előre meghatározzák. a kábel építése.

A szigetelési ellenállás függését a feszültség alkalmazásának időtartamától a szigetelőrétegen áthaladó áram változása határozza meg a dielektrikumra adott állandó feszültség mellett. A feszültség alkalmazásának (villamosításának) időtartamának növekedésével az áramerősség csökken.

A kommunikációs kábelekben a legnagyobb szerepet a szigetelési ellenállás játssza, mert ott ez határozza meg a jelátvitel minőségét a kábelen, és az egyik fő jellemzője. Az ilyen típusú alapkábeleknél a szigetelési ellenállás 1000 és 5000 MΩ között van, és 100 MΩ-ra csökken.

Kapacitás

A kapacitás a kábelek és vezetékek egyik fő jellemzője is, különösen a kommunikációra és jelzésre használtaké.

A kapacitás értékét a szigetelőréteg anyagának minősége és a kábel geometriai méretei határozzák meg. A kommunikációs kábeleknél, ahol alacsonyabb kapacitásértékeket keresnek, a kábelkapacitást a kábelben lévő levegő mennyisége is meghatározza (légpapír szigetelés).

A kapacitásmérés jelenleg a kábel impregnálásának teljességének és geometriai méreteinek ellenőrzésére szolgál. A nagyfeszültségű háromeres kábeleknél a kábelkapacitást részkapacitások kombinációjaként határozzák meg.

A kábel töltőáramának kiszámításához nagy váltakozó feszültség esetén és a rövidzárlati áramok kiszámításához ismerni kell a kábel kapacitásának értékét.

A kapacitásmérés a legtöbb esetben váltakozó feszültséggel történik, és csak a mérések egyszerűsítése és felgyorsítása érdekében alkalmazzák az egyenáramú kapacitás meghatározását.

Az egyenáramú kapacitás mérésénél figyelembe kell venni, hogy a kábel kapacitása, amelyet a ballisztikus galvanométer határoz meg a kisülésből, miután a kábelt egyenáramú feszültséggel töltik egy ideig, a kábel töltési időtartamától függ.Általában a vezetékek és kábelek kapacitásának mérésekor a feszültségellátás időtartamát 0,5 vagy 1 percre feltételezzük.

A váltakozó feszültség alatt mért vezetékek és kábelek jellemzőinek listája

Váltakozó feszültségen a vezetékek és kábelek alábbi jellemzőit mérik:

• a dielektromos veszteségek szöge vagy inkább ennek a szögnek az érintője és a veszteségszög növekedése a kábel névleges üzemi feszültségétől a mérés közbeni feszültségig terjedő 30%-os tartományban;

• a dielektromos veszteségek szögének függése a feszültségtől (ionizációs görbe);

• a dielektromos veszteségszög függése a hőmérséklettől (hőmérséklet-folyamat);

• elektromos szilárdság;

• a dielektromos szilárdság függése a feszültség alkalmazásának időtartamától.

A műszaki specifikáció előírásainak megfelelően ezen jellemzők egy részét minden gyárilag gyártott kábeltekercsen mérik (aktuális tesztek), mások csak kis mintákon vagy kábeltekercsekből vett hosszokon, meghatározott sebesség (típus) szerint. tesztek) .

A nagyfeszültségű tápkábelek jelenlegi vizsgálata a következőket tartalmazza: a dielektromos veszteségszög mérése és feszültségtől való változása (ionizációs görbe és a veszteségi szög növekedése).

A típusvizsgálatok magukban foglalják a hőmérsékleti viselkedést és a kábel szakítószilárdságának függését a feszültség alkalmazásának időtartamától. A kábelszigetelés impulzusszilárdsági vizsgálata is elterjedt.