Caractéristiques de conception des fils et câbles
Éléments structurels
Tout conducteur électrique se compose des parties suivantes, pas toujours de tout à la fois, il ne peut que de plusieurs:
- Veine conductrice. Sert à conduire le courant avec le minimum de chauffage possible. Les principales exigences pour les veines: bonne flexibilité, résistance à la corrosion, conductivité électrique élevée et bien sûr faible coût.
- Isolement. Une barrière qui devrait fournir la plus grande résistance possible à l'énergie électrique traversant le noyau. La couche isolante doit avoir les propriétés diélectriques les plus élevées possibles, tout en étant dans la plage de températures la plus large possible. De plus, l'isolation doit être flexible.
- Écran. Il est nécessaire de protéger le noyau conducteur de toutes sortes d'interférences électromagnétiques externes. L'exigence pour la conception de la couche de blindage est un revêtement isolant à 100% pendant le pliage.
- Isolation de la ceinture. Sert à protéger davantage les fils et les câbles contre les pannes.
- Shell. Protège le conducteur des dommages mécaniques, des phénomènes atmosphériques ainsi que de la pénétration d'humidité.
- Housse de protection. Une gaine supplémentaire utilisée dans le fonctionnement des produits de câbles dans des conditions difficiles.
La construction des câbles et des fils se compose de ces éléments individuels. Si vous souhaitez en savoir plus sur les variétés et les caractéristiques de chaque composant, un aperçu plus détaillé est fourni ci-dessous.
Présentation des paramètres
Noyau conducteur
Les noyaux de câbles, fils et cordons sont fabriqués conformément au courant GOST 22483-2012, qui à son tour est la norme et détermine la résistance au courant continu de 1 km du noyau à une température de + 20 ° C. Pour identifier la résistance électrique, vous devez connaître la section, le matériau de fabrication et la classe de fil. Nous considérerons chaque paramètre dans l'ordre, afin que vous compreniez comment il affecte la conception des fils et câbles électriques.
Le grade du fil peut aller de 1 à 6. Plus le grade est élevé, meilleure est la flexibilité du conducteur. Par exemple, les grades 1 et 2 sont utilisés pour la fabrication de câbles, qui seront utilisés exclusivement pour une installation fixe. Pour connecter des mécanismes mobiles, vous devez utiliser des câbles avec une classe de flexibilité de 3 à 6.
Quant au matériau de fabrication, c'est un paramètre très important.Le cuivre conduit mieux le courant et est plus résistant aux dommages mécaniques. Cependant, les inconvénients des fils de cuivre sont le coût plus élevé et la sensibilité à la corrosion, en particulier à une humidité et une température élevées. L'aluminium est moins cher et moins sensible à la corrosion, mais il est plus fragile et forme un film d'oxyde, ce qui augmente la résistance de contact. Avantages et inconvénients du câblage en aluminium Nous avons examiné dans un article séparé.
L'isolement
La couche isolante peut être représentée par les matériaux suivants:
- Composé de chlorure de polyvinyle (PVC). Le type d'isolation le plus courant, qui à température ambiante (+ 20 ° C) a une résistance élevée. Les inconvénients du composé PVC sont une flexibilité insuffisante par rapport au caoutchouc et le fait que la résistance d'isolement du fil est considérablement réduite à une température de + 70 ° C et plus. Avantages du composé PVC: prix bas, bonne résistance à de nombreux produits chimiques, humidité et faible inflammabilité.
- Polyéthylène réticulé (SPE). Il est utilisé pour la fabrication de câbles haute tension enterrés. La conception des câbles en polyéthylène réticulé a une bonne flexibilité, une faible hygroscopicité (absorption d'humidité) et la possibilité de chauffer à +130 ° C. Les inconvénients des câbles SPE sont la complexité de fabrication, la nécessité d'utiliser des équipements étrangers, c'est pourquoi le coût du produit est beaucoup plus élevé que les analogues.
- Polyéthylène. Il peut être de faible densité (LDPE) et élevé (HDPE). Avantages: les propriétés diélectriques sont 300 fois supérieures à celles de l'isolant PVC, faible hygroscopicité, résistance aux réactifs chimiques. Cependant, les inconvénients du polyéthylène sont une diminution des propriétés diélectriques du fil avec une température croissante, une mauvaise flexibilité et en même temps un coût élevé. La conception de câbles avec isolation en polyéthylène est bien établie pour la pose de câbles fixes dans des installations industrielles.
- Caoutchouc isolant. En raison de sa flexibilité, il est le plus souvent utilisé pour connecter des mécanismes et équipements mobiles. Flexible, bon marché, a des propriétés diélectriques élevées. Cependant, il perd ses caractéristiques d'isolation électrique à des températures supérieures à +80 ° C, est susceptible d'être endommagé par les rayons ultraviolets et, surtout, n'est pas résistant à la combustion.
- Isolation en papier imprégné (BPI). La conception des câbles isolés au papier se compose de rubans en papier pour câbles imprégnés d'un composé spécial visqueux ou ne dégoulinant pas. Les exigences relatives à la fabrication de ce type de rubans en papier câble ne doivent pas coïncider lors de la pose les unes sur les autres. Pas plus de trois allumettes ou même deux sont autorisées si la bande la plus basse est en contact avec la couche de blindage ou le noyau conducteur. L'utilisation de câbles avec isolation BPI - pose d'une ligne haute tension dans le sol. Avantages - faible coût et propriétés d'isolation électrique élevées. Inconvénients - absorption d'humidité, risque d'incendie élevé, faible résistance aux dommages mécaniques et fluidité de l'isolation avec une température croissante, c'est pourquoi il est recommandé d'utiliser un conducteur exclusivement pour une installation horizontale.
- Caoutchouc silicone. Il a une résistance à la chaleur élevée, des paramètres d'isolation électrique, une bonne résistance et une bonne flexibilité. En même temps, il est légèrement résistant aux produits chimiques, la conception du fil est détruite lors de l'abrasion et est assez chère. Il est utilisé, en règle générale, dans des conditions de température élevée.
- Polytétrafluoroéthylène (PTFE). Il résiste bien aux dommages mécaniques même à des températures allant jusqu'à + 250 ° C, tout en étant bien résistant aux attaques chimiques. Les inconvénients de ce type de protection sont le coût élevé et la toxicité.
Écran
Le composant suivant dans la construction des câbles et des fils est une couche de blindage, dont le but est de protéger le conducteur des interférences électromagnétiques. Le plus souvent, l'écran est utilisé dans les câbles de commande et les lignes de câbles haute tension.
Les principaux types d'écrans:
- à partir de papier métallisé (si la conception prévoit une isolation BPI);
- fil de cuivre (pour PVC et caoutchouc);
- fil d'acier galvanisé (armure + grue);
- caoutchouc conducteur (avec isolation en caoutchouc).
La couche de blindage peut être appliquée à la fois à l'ensemble du faisceau de noyaux et à chacun séparément. En règle générale, il est flexible et permet en outre protéger le fil des dommages mécaniques, cependant, en raison de la présence d'un écran dans la conception, un mètre courant du produit coûtera plus cher.
Coquille
Cet élément structurel des câbles et fils électriques protège contre les effets négatifs du rayonnement solaire, de l'humidité, des substances agressives et, bien sûr, des dommages mécaniques.
Pour les câbles avec isolation en papier imprégné, une gaine en plomb ou en aluminium est utilisée. Si la couche isolante est représentée par du plastique PVC ou du caoutchouc, la coque, respectivement, peut être en PVC ou en caoutchouc flexible.
Le boîtier en plomb a une bonne flexibilité et une bonne résistance aux attaques chimiques, il peut être soudé sur le terrain. L'inconvénient est que le plomb a un point de fusion bas, donc lorsqu'il est exposé à la chaleur et aux vibrations, des fissures peuvent se produire dans la coque, jusqu'à une rupture complète. Ils luttent avec ces lacunes en ajoutant des additifs d'antimoine et de cuivre à la conception.
L'aluminium est plus de 2 fois plus résistant que le plomb, résistant aux vibrations et peut servir d'armure et même d'écran. La seule mauvaise chose est que la gaine en aluminium du câble a une faible résistance à la corrosion des sols et coûte également plus cher.
Le composé plastique PVC est bon marché, légèrement endommagé par les produits chimiques, a une résistance mécanique et en même temps assez serré. Cependant, il présente une faible flexibilité, une faible résistance aux contraintes mécaniques et au vieillissement léger.
Le caoutchouc du tuyau, par rapport à l'habituel, accepte bien les charges de traction, de choc et de torsion. De plus, il peut être résistant à l'huile, aux basses températures et à l'inflammation. Inconvénients - est détruit par l'exposition simultanée à l'oxygène et au rayonnement solaire, tandis que la faible résistance aux attaques chimiques.
Housse de protection
Eh bien, le dernier élément de la construction des câbles et des fils électriques est une housse de protection, qui peut être composée d'un oreiller, d'une couche d'armure et d'une couverture externe.
Le but de l'oreiller est une protection supplémentaire de la couche isolante contre les dommages causés par des rubans en acier ou des fils métalliques, qui à leur tour représentent une armure. L'oreiller peut être composé de:
- papier crêpe (a un allongement élevé pour se casser);
- rubans en plastique (alternative au papier crépon);
- composition bitumineuse (colle ensemble).
Une couche de blindage est nécessaire pour protéger la structure conductrice de tout type de contrainte mécanique. Les rubans en acier n'absorbent pas les forces de traction et peuvent être davantage protégés contre la corrosion. En particulier, deux couches de rubans en acier offrent une bonne protection contre les dommages mécaniques. Le fil empêche la torsion du toron et fonctionne bien en traction. Il ne protège pas contre les dommages mécaniques.
Eh bien, le revêtement extérieur doit fournir au câble une étanchéité, ainsi qu'une résistance à divers phénomènes atmosphériques. Il peut être représenté par un fil de câble en fibre de verre, en plus imprégné de bitume ou un revêtement en plastique (composé PVC ou polyéthylène).
En règle générale, le revêtement extérieur spécifié peut être inclus dans la conception des câbles haute tension avec isolation BPI. Les revêtements extérieurs légers sont inhérents aux fils: fil de coton, fibre de verre, fil de couture ou de lin.De plus, la tresse peut être traitée avec une composition antifongique ou résistante aux intempéries ou même un vernis, qui protégera contre l'humidité.
C'est tout ce que nous voulions vous dire sur la composition d'un câble et d'un fil. Enfin, nous vous recommandons de regarder une vidéo dans laquelle tous les éléments structurels individuels sont clairement démontrés, l'ordre de leur placement:
Comme vous pouvez le voir, la conception des fils et câbles peut être assez compliquée, il ne sera donc pas difficile de choisir la version appropriée du conducteur pour vos propres conditions!
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