Кабель
Кабель (от голл. kabel - канат, трос) электрический, один или несколько изолированных проводников, заключённых в герметическую оболочку, поверх которой, как правило, накладываются защитные покровы. К. применяют для передачи на расстояние электрической энергии или сигналов (высоковольтные линии электропередачи, электроснабжение промышленных предприятий, транспорта и коммунальных объектов; магистральные линии связи, городская телефонная сеть, средства радиосвязи и телевидения; подача электроэнергии к движущимся рабочим машинам - экскаваторам, врубовым и торфодобывающим машинам и т. д.; электрооборудование судов, летательных аппаратов и т. п.). Конструкция К. существенно зависит от условий его прокладки и эксплуатации (под землёй, в воде, на воздухе, в химически активных средах, при низких или высоких температурах, при повышенной влажности и т. д.).
К. любых типов имеют общие конструктивные элементы: токопроводящие жилы, изоляцию и оболочку. Токопроводящие жилы изготавливают из меди или алюминия, имеющих наименьшее (после серебра) электрическое сопротивление (удельное сопротивление электротехнической меди r = 1,7×10-8ом×м, алюминия r = 2,9×10‑8ом×м). В зависимости от условий эксплуатации токопроводящие жилы могут иметь различную степень гибкости, быть однопроволочными или скрученными из многих проволок. В силовых кабелях токопроводящие жилы нормируют по сечению, выбор которого зависит от передаваемой мощности. В СССР наиболее распространены сечения: 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120 и 150 мм2. В кабелях связи токопроводящие жилы нормируют по диаметру.
Изоляция К. выполняется из сплошного, слоистого или каркасно-воздушного диэлектрика, отделяющего токопроводящие жилы друг от друга и от оболочки. В многожильных К. скрученные изолированные жилы дополнительно покрывают изоляцией (поясной), как правило, из того же материала, что и основная; поясная изоляция служит бандажом, придавая К. круглую форму. Изоляционные материалы должны обладать высоким электрическим сопротивлением и необходимой по условиям эксплуатации электрической прочностью при возможно меньшей толщине, а также низкими диэлектрическими потерями (tgd), минимальной диэлектрической проницаемостью (e) и высокой стойкостью к старению. В зависимости от условий эксплуатации к изоляции могут предъявляться дополнительные требования: негорючесть, повышенная гибкость, влагостойкость и др. Особое значение имеет нагревостойкость изоляции, т. е. способность выдерживать повышенную температуру без существенного уменьшения эксплуатационной надёжности, т. к. повышение верхнего предела рабочей температуры позволяет снизить габариты и массу К. В качестве изоляции наиболее распространены кабельная и телефонная бумага, резины на основе натурального и синтетического каучуков, пластмассы (полиэтилен различных модификаций, поливинилхлорид, полистирол и др.). В состав изоляции в качестве компонентов могут входить минеральные масла и масло-канифольные составы, а также некоторые инертные газы под давлением.
Оболочки в виде сплошных труб поверх изолированных токопроводящих жил служат для защиты их от механических7 повреждений, воздействия влаги, света, химических веществ. Для К., с легко увлажняемой (гигроскопической) изоляцией предпочтительно применение оболочки из свинца или алюминия - материалов с диффузионной константой, близкой к нулю. Свинцовые оболочки легко формуются при сравнительно невысоких температурах (180-220 ?С) и, несмотря на многие недостатки: большая плотность (11,4 г/см3), вредность в обработке, малая вибростойкость и механическая прочность, широко используются при изготовлении К. Более перспективен для этих целей алюминий, который в 2-2,5 раза прочнее и в 3,3 раза легче свинца, более вибростоек и менее дефицитен. Однако для прессования алюминия требуется более сложное оборудование, т. к. его пластическая деформация требует значительных усилий даже при температуре 450-500 ?С. Для повышения гибкости алюминиевые оболочки К. больших диаметров гофрируют. К. со сплошной пластмассовой изоляцией обычно имеют оболочки из различных поливинилхлоридов и пигментированного сажей (1-2%) полиэтилена (влагопроницаемость поливинилхлоридов в 10 раз выше, чем полиэтилена). К. с резиновой изоляцией имеют, как правило, оболочку на основе различных синтетических каучуков, придающих ей нефтемаслостойкость, негорючесть, повышенную морозостойкость, гибкость, механическую прочность.
Для защиты оболочек К. от механических повреждений и коррозии на них накладывают защитные покровы, в состав которых в большинстве случаев входят бронепокровы (броня). Чаще всего бронёй служат две стальные ленты толщиной 0,3-0,8 мм, иногда с цинковым или битумным покрытием, надёжно защищающие К. от повреждений при прокладке в земле, внутри помещений, в каналах, блоках, тоннелях. Для защиты К. от воздействия значительных растягивающих усилий на него накладывают броню из круглых (реже плоских) оцинкованных стальных проволок диаметром от 1,4 до 6 мм (обязательно при прокладке по дну водоёмов, в буровых скважинах и т. п.). Под броню и поверх неё накладывают мягкие покровы из нескольких слоев битума, пропитанной бумажной ленты или кабельной пряжи (джута). К., прокладываемые в особо агрессивных средах, в земле при наличии блуждающих токов, а также все К. с алюминиевой оболочкой, независимо от условий их эксплуатации, защищают усиленными покровами, в состав которых входит пластмассовое покрытие - ленточное либо сплошное. При прокладке в шахтах или пожароопасных помещениях К. защищают негорючими покровами (например, из стеклянной пряжи, каменноугольного пека). Для защиты К. от незначительных механических повреждений применяется панцирь из стальных оцинкованных проволок диаметром до 0,3 мм или оплётка из волокнистых материалов, пропитанных противогнилостными составами.
В СССР выпускается более 1000 типов К., маркировка, ассортимент, назначение, конструкция и характеристики которых приводятся в соответствующих стандартах. Для планирования и организации производства принята детальная классификация К. по группам с учётом общности технологических процессов. На её основе осуществляется специализация заводов и цехов по производству К. Обычно К. имеют буквенное обозначение (марку) с указанием числа, сечения или диаметра токопроводящих жил (см. таблицу). У некоторых К. дополнительно указывается значение наиболее важной характеристики (рабочее напряжение, номинальное волновое сопротивление и пр.) либо характерная конструктивная особенность (тип и количество коаксиальных пар, парная или четвёрочная скрутка и пр.). Буквы обычно обозначают название металла токопроводящей жилы, материала оболочки и изоляции, наличие и тип защитных покровов и брони, часто область применения (контрольный, судовой, для сигнализации и блокировки, монтажный и т. д.). Например, АСК 3´95-6 - силовой К. (подразумевается) трёхжильный, с алюминиевыми жилами сечением 95 мм; в свинцовой оболочке, бронированный стальными круглыми проволоками с усиленными защитными наружными покровами, на номинальное напряжение 6 кв: ТПВБГ 100´2´0,5 - телефонный К. с полиэтиленовой изоляцией, в поливинилхлоридной оболочке, бронированный стальными лентами с противокоррозионным покрытием, 100-парный с диаметром медных жил 0,5 мм.
На рис. приведены сведения о К., наиболее часто применяемых в различных областях техники, с указанием основных марок каждого типа, характеристик конструкций, основных параметров, условий прокладки, эксплуатации, преимущественной области применения, а также схематичные поперечные разрезы К.
Лит.: Брагин С. М., Электрический и тепловой расчёт кабеля, М. - Л., 1960; Бачелис Д. С., Белоруссов Н. И., Саакян А, Е., Электрические кабели, провода и шнуры (Справочник). 2 изд., М. - Л., 1963; Кабели и провода, т. 1-3, М. - Л., 1959-64; Основы кабельной техники, М. - Л., 1967; Привезенцев В. А., Ларина Э. Т., Силовые кабели и высоковольтные кабельные линии, М., 1970.
В. М. Третьяков.