Электрические кабели, провода - Системы скрутки токопроводящих жил

1-3. СИСТЕМЫ СКРУТКИ ТОКОПРОВОДЯЩИХ ЖИЛ
Скрутка токопроводящих жил может быть правильной концентрической или пучковой.. Правильная скрутка может быть простой и сложной.
Жила простой правильной концентрической скрутки имеет одни или несколько повивов из проволок одинакового диаметра, наложенных концентрически вокруг сердечника из 1—45 проволок (рис. 1-6).
На рис. 1-7 приведена схема построения 49-пронолочной токопроводящей жилы. Вокруг сердечника из одной проволоки с наружным диаметром D1=d наложен первый повив из проволок диаметром d с наружным диаметром повива D2=3d и второй повив из проволок диаметром d с наружным диаметром повива D3=5d.

Рис 1-6. Сечение токопроводящих жил, скрученных по простой правильной концентрической системе скрутки.

Рис. 1-7. Схема двухповивной простой правильной скрутки жил.
Разность длин окружностей, проходящих через центр проволок второго и третьего повивов,равна:
Увеличение количества проволок в каждом последующем повиве на 6 проволок составляет основной признак правильной скрутки жил.
Для любого повива μ диаметр

Отношение суммы площадей отдельных проволок, составляющих жилу, к площади окружности, описанной поверх проволок верхнего повива, называют коэффициентом заполнения (q):

Наименьший диаметр жилы имеет сплошная проволока, а все сечения многопроволочных жил, приближающиеся к сечению сплошной проволоки, будут иметь коэффициент заполнения меньше единицы. При наличии в центре жилы сердечника не из 1 проволоки, а из 2, 3, 4 и 5 про волок (рис. 1-6) конструкция токопроводящей жилы будет отличаться от жилы, имеющей в центре 1 проволоку, но прирост числа проволок в каждом последующем повиве сохранится равным 6. В табл. 1-10 приведены конструкции токопроводящих жил простой правильной скрутки с различным количеством проволок в центре.
Длину одного полного витка проволоки l, измеренную на длину жилы, называют шагом скрутки. Величину шага скрутки выражают в миллиметрах, а шаг скрутки — отношением длины шага l к наружному диаметру жилы D, называя его коэффициентом скрутки (κ):

Для жил нормального типа скрутки (Н) шаг скрутки для внутреннего повива жилы принимают не более 40 D (где D — диаметр соответствующей жилы или стренги) и для наружного повива жилы — не более 20 D. Для жил гибкого и особо гибкого типа скрутки (Г и ОГ) шаг скрутки стренг и внутреннего повива жилы не более 30 D, а для наружного повива — не более 16 D.
Таблица 1-10
Конструкции токопроводящих жил правильной концентрической системы скрутки

Для расчета токопроводящих жил пользуются теоретическим шагом скрутки

где D' равно диаметру окружности, проведенной через центры проволок повива.

 Ввиду того что проволоки при скрутке образуют с плоскостью, перпендикулярной к оси жилы, угол а, сечение их представляет не окружность, а эллипс с большой осью d1, обратно пропорциональной шагу скрутки. Увеличение d1 возможно до тех пор, пока его значение не станет равным стороне многоугольника, который образуется прямыми, соединяющими центры проволок, составляющими повив. Шаг скрутки, при котором достигается эта величина, называют предельным.
Величина большой оси эллипса равна:

При заданном х' могут быть определены диаметр d1 и количество проволок в повнве жилы любого диаметра по приближенной формуле
Фактическая длина скрученной жилы всегда короче длины проволок, из которых они скручены. Это уменьшение длины проволок называют укруткой
В табл. 1-11 приведены значения укрутки для различных шагов скрутки жил.
Таблица 1-11
Укрутка проволоки при скрутке жил с различным шагом скрутки

Фактическая длина проволоки на длине одного шага равна:

При скрутке жил из повивов одного направления жилы будут менее устойчивы и в сечении не будут «меть круглой формы, поэтому при правильной концентрической скрутке все повивы имеют чередующееся направление скрутки. В соответствии с этим различают две скрутки — правую (отдельные проволоки направлены слева вверх направо) и левую (отдельные проволоки направлены справа вверх налево). Токопроводящие жилы, скрученные в одном направлении, при растяжении легко раскручиваются и дают удлинение. Жилы из повивов с разным направлением менее растягиваются и не имеют тенденции к раскручиванию. Однако жилы одного направления скрутки более гибки, чем противоположного.
Жила сложной правильной концентрической скрутки отличается от простой тем, что ее скручивают не из одиночных проволок, а из заранее скрученных заготовок — стренг. Каждую стренгу скручивают из 7, 12 или 49 проволок по системе правильной скрутки или из любого количества проволок при пучковой скрутке. Поперечный разрез жилы сложной правильной концентрической скрутки изображен на рис. 1-8.

Рис. 1-8. Схема сложной правильной концентрической скрутки жил.
Для этой системы скрутки также справедливы все данные, приведенные в табл. 1-10, за исключением коэффициента заполнения. При пользовании этой таблицей каждую стренгу принимают за одиночную проволоку, определив предварительно диаметр стренги по правилам правильной скрутки. Диаметр скрученной жилы (рис. 1-8).
D = 3,3d.
При применении стренг, скрученных по системе пучковой скрутки, получают токопроводящие жилы меньшего наружного диаметра, чем при использовании стренг правильной скрутки, так как стренги пучковой скрутки уплотняются за счет уменьшения промежутков между отдельными проволоками.
Коэффициент заполнения токопроводящей жилы сложной правильной концентрической скрутки определяют как произведение коэффициентов заполнения для стренги готовой жилы, и поэтому он всегда меньше, чем коэффициент заполнения жилы простой скрутки. Сложную систему скрутки применяют в тех случаях, когда необходима особо гибкая жила.
Скрутка стренг в направлении, противоположном направлению скрутки жилы, способствует увеличению стойкости жилы против раскручивания. В тех случаях, когда при эксплуатации кабеля преобладают растягивающие усилия и когда кабель подвергается многократным разматываниям с барабана и наматываниям на барабан, применяют встречную скрутку двух соседних стренг. Таким образом, в семистренговой жиле три стренги наружного повива будут иметь правую скрутку и три стренги — левую скрутку. Направление скрутки верхнего повива противоположно направлению предыдущего повива.
Жила пучковой или шнуровой скрутки отличается тем, что составляющие се проволоки располагают пучком, скрученным с большим шагом. По этой причине жила пучковой скрутки не имеет в сечении круглой формы и обладает меньшей устойчивостью, чем жила концентрической системы скрутки. С целью повышения устойчивости токопроводящих жил, скрученных по этой системе скрутки, их подкручивают, а в ряде случаев применяют обмотку шелком, хлопчатобумажной пряжей, стекловолокном «ли другими волокнистыми и пленочными материалами.
Жилы пучковой скрутки имеют большую гибкость, чем жилы правильной скрутки. Проволоки в пучковой системе скрутки жил не располагаются правильными концентрическими повивами, поэтому диаметр такой жилы может быть определен только приблизительно. В табл. 1-12 приведены приближенные значения наружных диаметров токопроводящих жил пучковой скрутки.
Таблица 1-12
Приблизительный диаметр токопроводящих жил, скрученных по пучковой системе скрутки