Электрическая энергия передается и распределяется с помощью проводников, которые промышленность выпускает в виде проводов, кабелей и шин (медных, алюминиевых, стальных).
Провода и кабели из меди можно применять во всех проводках, из алюминия — с ограничениями. Объясняется это особенностью алюминия окисляться на воздухе; при этом его поверхность покрывается пленкой, имеющей большую твердость и значительное электрическое сопротивление. Кроме того, алюминий при сжатии контактов сминается и подвергается коррозии в местах соприкосновения его с другими металлами, что усложняет устройство надежного контакта в местах соединения алюминиевых проводов и кабелей и их присоединения к аппаратам. Однако в последнее время техника соединения и оконцевания алюминиевых проводов значительно усовершенствована.
Медные и алюминиевые жилы проводов и кабелей имеют следующие стандартные сечения: 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240; 300; 400 мм2. Алюминиевые провода сечением 0,5, 0,75, 1 и 1,5 мм2 не выпускаются. Выпускаются провода и больших сечений (до 1000 мм2), но их применяют реже.
Провода.
Промышленность выпускает голые и изолированные провода. Голые провода используют на воздушных линиях и в некоторых внутренних проводках, когда исключена возможность прикосновения к ним людей. Изоляцию на токопроводящих жилах изолированных проводов делают из резины или полихлорвинилового пластиката. Провода с резиновой изоляцией жил имеют поверх резины хлопчатобумажную оплетку, пропитанную противогнилостными составами и специальными лаками, или оболочку из поливинилхлоридного пластиката. В последние годы пропитанная и непропитанная шнуровая оплетка все больше вытесняется оболочкой из поливинилхлорида.
Рис. 18. Конструкции проводов и кабелей:
а — провод ПР, б — провод ППВ, в — провод ПРТО, г — провод ПРД, д — провод ТПРФ, е — кабель НРГ; 1 — токопроводящая жила, 2 — резиновая изоляция, 3 — пропитанная хлопчатобумажная оплетка, 4 — поливинилхлоридная изоляция, 5 — поливинилхлоридный разделитель, 6 — обмотка прорезиненной тканью (для сечений выше 10 мм2), 7 — джутовые заполнители, 8 — общая обмотка прорезиненной тканью, 9 — общая обмотка кабельной бумагой или тканью, 10 — тонкая стальная оболочка, 11 — фальц, 12 — герметическая поливинилхлоридная оболочка (синяя, красная, серая)
Наиболее распространены следующие изолированные провода, применяемые для внутренних и наружных проводок (рис. 18):
ПР — провод с негибкой медной жилой с резиновой изоляцией в оплетке, пропитанной противогнилостным составом; используется для неподвижной прокладки в сухих и сырых помещениях открыто и в трубах; выпускается на напряжение 500 и 3000 В (например, провод ПР-500 предназначен для рабочего напряжения до 500 В переменного тока);
АПР — такой же провод, как и ПР, но с алюминиевой жилой;
ПРГ — провод такой же конструкции, как и ПР, но с гибкой медной жилой; применяется для неподвижной прокладки, если требуется особая гибкость провода при монтаже, а также для присоединения подвижных частей электрических машин и аппаратов в сухих и сырых помещениях;
ПРЛ — провод такой же конструкции, как и ПР, но в оплетке, покрытой лаком; используется для монтажа панелей щитов; если требуется гибкость, то применяется провод ПРГЛ;
ПРД — гибкий двухжильный провод с медными жилами в непропитанной оплетке; используется для прокладки на роликах и клицах в сухих помещениях;
АПН — двухжильный провод с алюминиевыми жилами, плоский, в изоляции из найритовой резины; применяется для неподвижной прокладки в неответственных проводках напряжением до 500 В переменного тока.
Рис. 19. Тросовый провод APT
Для бытовых нужд (присоединения вентиляторов, утюгов, холодильников) выпускаются шнуры с параллельно уложенными медными жилами в поливинилхлоридной изоляции (ШПВ) или с резиновой изоляцией в общей оплетке (ШПРО). Шнур с медными жилами в резиновой изоляции, скрученными с заполнителем в общей оплетке, имеет марку ШВРО, а в резиновом шланге — ШВРШ.
Для прокладки в трубах выпускают провода с усиленной резиновой изоляцией ПРТО (медная жила) и АПРТО (алюминиевая жила). Эти провода применяют, если требуется повышенная надежность (для прокладки в трубах в сетях напряжением до 500 В переменного тока и до 1000 В постоянного тока).
Промышленность выпускает провода ПР в металлических защитных оболочках (панцирных) — провод ПРП с резиновой изоляцией медных жил в защитной оплетке из тонких стальных проволок. Такой же провод, но в резиновом шланге с панцирной оплеткой, имеет марку ПРШП.
К группе проводов с резиновой изоляцией жил относят провода ТПРФ в сплошной фальцованной металлической оболочке (с медными жилами) и АТПРФ (с алюминиевыми жилами). Шов оболочки в этих проводах (фальц) не герметичен.
Рис. 20. Трехжильный кабель АСБГ с броней из стальных лент:
1 — токопроводящие жилы, 2 — кабельная бумага, пропитанная маслоканифольным составом (фазная изоляция), 3 — заполнители, 4 — бумага, пропитанная маслоканифольным составом (поясная изоляция), 5 — свинцовая оболочка , 6 — бумажная лента, покрытая битумом, 7 — обмотка из кабельной пряжи (подушка), 8 — стальная лента брони
Из группы проводов с поливинилхлоридной изоляцией получили широкое распространение:
ПВ — провод с медными или алюминиевыми (АПВ) жилами в поливинилхлоридной изоляции; применяется для неподвижной прокладки в осветительных и силовых сетях с номинальным напряжением до 500 В переменного тока и до 1000 В постоянного тока. Может быть проложен открыто или в трубах и пустотных каналах несгораемых строительных конструкций. Этот же провод с гибкой медной жилой имеет марку ПГВ;
ппв — плоский провод с негибкими медными или алюминиевыми жилами (АППВ) с поливинилхлоридной изоляцией с разделительным плоским основанием из того же пластиката; применяется для неподвижной прокладки открыто и скрыто под штукатуркой в сетях напряжением до 500 В переменного тока; ППВС и АППВС — по своим характеристикам подобны проводам ППВ и АППВ, но не имеют разделительного основания и предназначены для скрытой прокладки под штукатуркой;
ПРВ и АПРВ — одножильные провода с резиновой изоляцией жил в поливинилхлоридной оболочке; используются для неподвижной прокладки в сухих и сырых помещениях и для прокладки в трубах. Такой же провод с гибкой медной жилой имеет марку ПРГВ.
Для тросовых подвесных проводок в осветительных и силовых сетях до 660 В выпускаются специальные провода APT. Тросовый провод имеет три или четыре свитые алюминиевые жилы сечением от 4 до 35 мм2 в резиновой изоляции; в центре провода расположен стальной трос (рис. 19).
Для ремонта обмоток электрических машин и катушек электроаппаратов применяют обмоточные провода. Наиболее распространенными обмоточными проводами являются: ПЭЛ — провод эмалированный лакостойкий: ПЭТ — то же, что и ПЭЛ, но нагревостойкий; ПВО — провод, изолированный одним слоем хлопчатобумажной оплетки; ПБД — провод, изолированный двумя слоями хлопчатобумажной обмотки; ПЭТСО — провод, изолированный нагревостойкой эмалью и одним слоем обмотки из стекловолокна.
Кабели.
По конструкции кабели отличаются от проводов наличием нескольких скрученных вместе изолированных жил, имеющих общую герметическую оболочку — свинцовую, алюминиевую, резиновую или из пластиката. По назначению кабели разделяют на силовые (для передачи и распределения электрической энергии) и контрольные (для цепей управления, измерений, защиты и автоматики). Поверх герметических оболочек кабели, в зависимости от назначения, могут иметь различные наружные защитные и броневые покровы. Для прокладки в земле и воде кабели имеют поверх стальной брони защитные покровы в виде джутовой обмотки, пропитанной битумными составами.
Наиболее широко распространены силовые кабели с бумажной пропитанной изоляцией. Токопроводящие жилы этих кабелей изолированы специальной кабельной бумагой, пропитанной маслоканифольным составом (фазная изоляция). Поверх скрученных жил (рис. 20) наложена поясная изоляция из той же пропитанной кабельной бумаги.
Кабели с поясной изоляцией в общей оболочке выпускают на напряжение до 10 кВ включительно. Для напряжения 20 и 35 кВ кабели имеют отдельно освинцованные жилы в общей свинцовой оболочке, что повышает электрическую прочность их изоляции.
Для прокладки на вертикальных и крутонаклонных трассах выпускают кабели с обедненно пропитанной бумажной изоляцией или с бумажной изоляцией, пропитанной нестекающей массой. Для этих же целей, а также в тех случаях, когда требуется повышенная надежность, применяют газонаполненные кабели с бумажной изоляцией, в которых все пустоты заполнены осушенным азотом под избыточным давлением 2,5 ат на напряжение 10 кВ и 4—7 ат на 35 кВ. Хранят, транспортируют и прокладывают газонаполненные кабели при наличии в них газа под давлением.
Для высоких напряжений (до 220 кВ включительно) выпускают маслонаполненные кабели в стальных трубах с маслом под давлением.
Наиболее распространенными марками силовых и контрольных кабелей с бумажной изоляцией являются:
СБ и АСБ — кабели с медными и алюминиевыми жилами в свинцовой оболочке, бронированные стальными лентами с защитным наружным джутово-битумным покровом; предназначены для прокладки в земле;
СБГ и АСБГ — такие же кабели, как СБ и АСБ, но без наружного покрова; предназначены для прокладки внутри помещений, в туннелях и каналах.
Кабели СК и АСК применяют для прокладки под водой, они имеют свинцовую оболочку, бронированную стальными оцинкованными проволоками, с защитным пропитанным покровом.
Кабели с отдельно освинцованными жилами имеют марки ОСБ и ОСБГ (медные жилы) и АОСБ, АОСБГ (алюминиевые жилы).
В последнее время широкое применение получили кабели с бумажной пропитанной изоляцией жил в алюминиевой оболочке марок АГ и АБ (медные жилы) и ААГ, ААБ (алюминиевые жилы). Кабели АБ и ААБ имеют поверх алюминиевой оболочки броню из двух стальных лент с защитным наружным покровом. Кабели АГ и ААГ не имеют брони и защитного покрова. Алюминиевая оболочка трехжильных силовых кабелей может быть использована при напряжении до 1 кВ в качестве четвертой нулевой токопроводящей жилы.
Кабели АШВ и ААШВ аналогичны кабелям АГ и ААГ, но поверх алюминиевой оболочки имеют шланг из поливинилхлоридного пластиката.
Силовые кабели с бумажной изоляцией жил, пропитанной нестекающей массой, для вертикальных и крутонаклонных трасс имеют следующие марки и применение:
ЦСБ (медная жила) и ЦАСБ (алюминиевая жила) —для прокладки в земле;
ЦСБГ и ЦАСБГ — для прокладки внутри помещений;
ЦСБН и ЦАСБН — с негорючим наружным покровом;
ЦААБШв и ЦААКШв — имеют поверх брони поливинилхлоридный шланг.
Конструкция контрольных кабелей с бумажной пропитанной изоляцией аналогична конструкции силовых кабелей, но контрольные имеют до 37 жил, скрученных вместе с изоляцией из меньшего числа слоев кабельной бумаги. Контрольные кабели применяются на напряжения до 500 В переменного и 1000 В постоянного тока, имеют те же обозначения, что и силовые кабели, но перед маркой кабеля имеется буква К, например КСБ, КСБГ, КАБГ и т. д.
Кабели с резиновой изоляцией жил также имеют широкое применение. Их разделяют на следующие группы:
силовые — для передачи электрической энергии при прокладке в земле и внутри сооружений;
контрольные — для цепей управления, измерений, защиты и автоматики;
гибкие — для питания подвижных токоприемников;
морские — для прокладки на судах;
каротажные — для геологоразведочных работ.
Силовые кабели с резиновой изоляцией выпускаются на напряжение до 6 кВ включительно, а контрольные кабели с медными и алюминиевыми жилами — на напряжения до 500 В переменного и 1000 В постоянного тока. Токопроводящие жилы в резиновой изоляции заключены в герметичные оболочки из свинца, негорючей резины или поливинилхлоридного пластиката. Наиболее распространены следующие марки кабелей с резиновой изоляцией жил;
НРГ (медная жила) и АНРГ (алюминиевая жила) — в негорючей резиновой оболочке; для прокладки внутри помещений при отсутствии механических воздействий и химически агрессивной среды;
ВРГ и АВРГ — в поливинилхлоридной оболочке; для Прокладки внутри помещений при наличии агрессивной среды (кислот, щелочей);
СРГ и АСРГ — в свинцовой оболочке; для прокладки внутри помещений в среде, нейтральной по отношению к свинцу.
Для прокладки в земле перечисленные марки кабелей имеют поверх герметической оболочки броню из стальных лент и наружный джутово-битумный покров. Их марки обозначены соответственно НРБ и АНРБ, ВРБ и АВРБ, СРВ и АСРБ. Эти же кабели, но без наружного джутового покрова, имеют марки НРБГ и АНРБГ, ВРБГ и АВРБГ, СРБГ и АСРБГ.
Промышленность выпускает также силовые и контрольные кабели с медными и алюминиевыми жилами с пластмассовой изоляцией жил в пластмассовой оболочке. Эти кабели находят широкое применение как в промышленности, так и в сельском хозяйстве; они выпускаются на напряжения 1; 6; 10 и 35 кВ. Изоляция жил выполнена из поливинилхлоридного пластиката или полиэтилена.
Основные марки кабелей в пластмассовой изоляции и их назначение следующие:
ВВГ и АВВГ — с бедными или алюминиевыми жилами, имеющими поливинилхлоридную изоляцию, в общей поливинилхлоридной оболочке; применяются для прокладки внутри помещений при наличии агрессивной среды;
ПВГ и АПВГ — изоляция жил из полиэтилена, оболочка из поливинилхлоридного пластиката; предназначены для прокладки внутри помещений;
ВВБ и АВВБ — то же, что кабели ВВГ и АВВГ, но с броней из стальных лент, с наружным защитным покровом для прокладки в земле;
ВВБ и АВБВ — то же, что кабели ВВБ и АВВБ, но с защитным шлангом из поливинилхлорида поверх ленточной стальной брони; применяют для открытой прокладки во взрывоопасных помещениях всех классов и в помещениях с химически агрессивной средой;
ПВБ и АПВБ — то же, что кабели ПВГ и АПВГ, но с броней и наружным покровом для прокладки в земле;
ПОВБ и АПОВБ — отличаются от кабелей ПВБ и АПВБ наличием экрана на каждой жиле, заключенной в отдельную поливинилхлоридную оболочку.
По степени нагрева изоляции все провода и кабели имеют для каждой марки и сечения предельные допустимые нагрузки по току, которые зависят и от условий прокладки (в воздухе или в земле). Эти данные имеются в специальных таблицах ПУЭ и в различных справочниках. Допустимые нагрузки для наиболее распространенных проводов и кабелей были приведены в табл. 2.
При прокладке в земле нескольких кабелей необходимо уменьшить допустимые токовые нагрузки из-за ухудшения условий охлаждения кабелей. Таблицы поправочных коэффициентов приведены в справочниках.
Шины.
Помимо проводов и кабелей, в электрических установках высокого и низкого напряжения широко применяются голые проводники прямоугольного * сечения из меди, алюминия и стали, называемые шинами. В большинстве случаев используют алюминиевые шины. Медные шины применяют редко (при наличии в окружающей среде веществ, вредно действующих на алюминий). Стальные шины используются при небольших токах (до 100—200 А) и малых расстояниях и повсеместно — в качестве проводников сетей заземления.
* Медные и алюминиевые шины применяют также и других профилей: корытного, швеллерного и др.
