Для чего применяются на кабелях защитные оболочки
Конструкция кабеля и провода: назначение и характеристики основных элементов
Бытовые приборы, электроинструменты, промышленное оборудование, осветительная техника — это и многое другое требует применения кабельной продукции для подключения к источнику питания или передачи сигнала.
Для того, чтобы работа осуществлялась наиболее эффективно, существуют разные конструкции монтажных, силовых, сигнальных проводов и кабелей, каждая из которых применима в определённых условиях. Рассмотрим основные составляющие.
Конструкция кабеля
Кабель — это гибкое электротехническое изделие, предназначенное для передачи электроэнергии или радиосигнала от одного элемента сети к другому. Главное отличие кабеля от провода — наличие собственных изоляционных оболочек у каждой из жил, а вся конструкция заключена в общий слой из плотного материала.
Токопроводящие жилы силового многожильного кабеля
Для изготовления используется проволока из меди, стали, алюминия, а также сплавов с низким или высоким сопротивлением. Диаметр жилы кабеля бывает от 1 до 10 миллиметров. Основным требованием к элементу является хорошая электропроводность, которая влияет на допустимый ток нагрузки или коэффициент потери сигнала (в информационных кабелях). Именно электропроводность определяет выбор сечения и количество жил.
Самые популярные материалы внутренних компонентов силового гибкого кабеля:
Цена силового медного кабеля намного выше, чем у алюминиевого. Это объясняется широкой сферой применения, дефицитностью металла, высокой надёжностью и долговечностью.
Изоляционная оболочка
Покрытие предназначено, во-первых, для создания диэлектрического промежутка в простых и силовых кабелях с медными, алюминиевыми жилами. Во-вторых, выполняет функцию стабилизации геометрических размеров — это важно для радиочастотных изделий. Стоит отметить, что материал, толщина и плотность изоляции влияют на предельное значение рабочего напряжения.
Виды материалов:
Самый распространённый материал для изоляционной оболочки в продукции общепромышленного применения — ПВХ.
Электрические экраны
Экранированный силовой кабель — изделие, защищённое от помех, создаваемых работающими электроприборами. Экраны изготавливают в виде оплётки из алюминиевой проволоки, ленты или фольги. Элемент снижает воздействие электромагнитного поля и способствует повышению качества передаваемого сигнала.
Внешний защитный покров
Прежде чем купить силовой кабель, стоит подробно рассмотреть варианты исполнения внешней изоляционной оболочки, так как этот параметр определяет сферу использования и влияет на выбор способа монтажа.
Различают следующие виды материалов изоляции:
Существует специализированная продукция, оболочки которой выполнены из технологичных материалов, например, силовой кабель ВВГнг и ВВГнг LS. Особенность заключается в том, что при превышении максимально допустимой температуры изделие не горит, не плавится, не выделяет едкий дым и отравляющий газ. Силовой огнестойкий кабель прокладывают в стратегически важных объектах: на атомных станциях, в аэропортах, медучреждениях и других зданиях, где важно исключить задымление при аварии.
Конструкция провода
Провод может состоять как из одной, так и из нескольких жил, бывает как оголённый, так и с изоляцией. Жилы провода уложены параллельно друг к другу и скручены в пучок. Силовой медный провод часто встречается в составе электрических линий в помещениях, а оголённые варианты используются для передачи энергии в ЛЭП и прокладываются по воздуху.
Конструкция провода напоминает кабельную, однако здесь всё намного проще.
Токопроводящая жила
Выполняет функцию проведения тока. Основные требования: минимальный нагрев, гибкость, устойчивость к поражению коррозией, хорошая электропроводность и невысокая стоимость. Жила гибкого силового провода выполнена в виде проволоки из алюминия или меди, которая характеризуется классами от 1 до 6. Чем выше уровень, тем лучше изделие выдерживает нагрузку на изгиб.
Внешняя изоляционная оболочка
Чтобы купить подходящий силовой провод, стоит заранее определить условия эксплуатации. Продукция без изоляции подходит для прокладки только по воздуху. Наличие оболочки допускает установку в помещениях как открытым, так и закрытым способом.
Внешний слой изготавливается из тех же материалов, что и у кабелей. Стоит отметить, что, независимо от вида оболочки, провода не обладают достаточной герметичностью для размещения в земле или под водой.
Руководство по защитным покровам кабеля и их маркировкам
Все мы регулярно работаем с электрическими кабелями и другой кабельно-проводниковой продукцией. Однако не все могут по одной лишь маркировке понять полную конструкцию кабеля и грамотно ее расшифровать. Особенно много путаницы у разных людей возникает, когда речь заходит о защитных покровах кабеля. Например, многие клиенты Стройтехснабженияспрашивают, чем АВБШв отличается от АВБбШв? В одной маленькой букве «б» кроется довольно важная конструктивная особенность. Все подробности о том, что конкретно означает каждое сокращение и зачем нужны такие слои как подушки, вы узнаете ниже. Специально для тех, кто хотел бы освежить свои знания о защитных покровах и их маркировках мы и написали эту статью.
Начать стоит с того, зачем вообще применяют защитные покровы. Их предназначение – защита линии электропередач от различных коррозионных процессов и механических повреждений, которая должна отработать свои функции на протяжении всего периода эксплуатации кабеля. Все виды защитных оболочек кабеля строго регламентируются по ГОСТ 7006.72. Этот государственный стандарт вступил в силу с 2004 года и задает список требований к конструкции, монтажу, испытанию и производству защитных покровов. Все использующиеся в кабелях защитные оболочки обладают схожей структурой и обычно состоят из трех частей – брони кабеля, подушки для бронепокрова и непосредственно защитного покрова кабельных узлов.
Какие есть виды защитных покровов
Все существующие виды защитных оболочек кабеля маркируются короткими буквенными обозначениями. Это делается для того, чтобы по названию кабеля покупатель мог точно быть уверенным в структуре защиты кабеля. Шифр защитного покрытия располагается на конце маркировки, например АКПБбШв – это кабель АКП с защитным покрытием БбШв. Итак, какие же используются краткие обозначения вариантов защиты?
Расшифровка:
Что такое кабельная подушка?
Многие разновидности электрических кабелей снабжаются броней, защищающей их от механических ударов и других воздействий. Броню для кабеля изготавливают либо в виде проволок, либо в формате лент. Однако у брони есть и минус – она сама может вызывать повреждения кабеля при неосторожном обращении, слишком сильных изгибах и нарушениях техники безопасности. Именно поэтому кабели снабжают подушкой. Подушка для кабеля изготавливается из следующих видов расходного материала:
Подушка может быть выполнена и в своем укрепленном варианте. Для этого используют пластиковые ленты. Обозначают такую модификацию подушки буквой «л». Если используется одновременно две пластиковые ленты, это помечают как «2л». Две пластикатные ленты применяют в агрессивных средах, где требуется максимальная антикоррозийная стойкость защиты. Пример кабеля с усиленной подушкой: АСБл и АСБ2л
Чтобы кабельная подушка отрабатывала свои функции на полную, ее изготавливают из слоев пряжи и пластмассовых лент от 30 до 80мм, которые накладываются под броню методом перекрытия. Такой способ наложения значительно увеличивает прочность и устойчивость провода, защищая его от коррозии.
Для гидростойкости кабеля во влажных средах кабель может покрываться ПВХ-шлангом. Такой шланг может быть изготовлен и из других материалов: лент из бумаги с биуумсодержащей пропиткой, либо же из полиэтилена. Когда используется подушка этого типа, это обозначают литерой «п», если применяется полиэтилен. Подушка в ПВХ-шланге обозначается литерой «в».
Антикоррозионные подушки кабеля
Коррозийные процессы неизбежно сопровождают кабель на протяжении всего периода его эксплуатации. Такие факторы как влажность, высокотемпературный режим эксплуатации могут стать причиной серьезных повреждений в кабеле. Для защиты кабеля от коррозии применяют полиэтиленовые покровы и покров из поливинилхлорид-пластиката. Помимо этого, в антикоррозийных подушках кабеля устанавливается и крепированная бумага и битум. Такая защита кабеля от коррозии обычно применяется в проводниках с алюминиевыми или стальными оболочками.
Подушки без обработки битумом могут накладывать на кабель с бронированием оцинкованными лентами или проволоками и с пластмассовой оболочкой (либо в обмотке из резины). Согласно ГОСТ 7006-72 задана толщина подобных защитных элементов, минимально равная 1,2 мм для БГ и Бн, либо равная 1,5мм для ПГ и Пн. Если строение таких кабелей предусматривает наличие оболочки из ПВХ-пластиката или резины, то кабель может производиться и без подушки.
В случае провода со свинцовым покровом и тремя жилами защита накладывается отдельно на каждую из жил. Как правило, в таких кабелях используется и полиэтилентерефталатные ленты с пропитанной бумагой. Кабель в такой модификации выпускают в тканевой обмотке, накладываемой лентой. Так же допускается установка в кабеле кабель-пряжки из закрученных жил с металлической оболочкой. Подушка в таком кабеле выполняется из обработанной кабель-пряжи, покрытой слоем битума.
Ленточная и проволочная броня
Бронирование кабеля применяется для непосредственной его защите от механических повреждений. Броня для кабеля выпускается в двух разных вариантах: проволочная броня и ленточная броня.
Броня из проволок устанавливается, когда кабель подвергается растягивающим усилиям в эксплуатации (толщина от 1 до 3 мм). Ленты от 0.3 до 0.8 мм и шириной от 1 до 6 см, обустраиваются перекрытием не менее 25% от поверхности.
Лента для бронированных кабелей изготавливается в одном из трех вариантов:
Оцинкованная стальная лента;
Лента из стали без антикоррозионного покрытия;
Стальная лента с противокоррозийным битумным составом.
Для повышения антикоррозионных свойств бронированных кабеля модификаций «БГ», «БвГ» и «БлГ» броня изготавливается из оцинкованной стали или из железных лент, покрытых битумом. Поверх такой брони дополнительно накладывается оцинкованная железная проволока толщиной 1,6 – 1,9 мм.
Наружные покровы: ПВХ и волоконные
Наружные покровы кабеля изготавливают из особо прочных нитей кабель-пряжи, обработанных битумом с добавлением мела. Однако в противовес этой старой технологии сегодня существует и вариант с применением стекловолоконной пряжи. Главным преимуществом стекловолокна в защитном покрове является их огнестойкость, способность препятствовать распространению огня. Это достигается структурой волокна и особыми смесями, которыми пропитывается такая защитная оболочка. Кабели, в которых применяется такая технология обозначаются маркировкой «н». Толщина стекловолоконной оболочки разнится от 1,6 до 3,1 мм. Волоконные защитные покровы могут выпускаться так же в морозоустойчивом варианте исполнения.
Пластмассовые защитные оболочки кабеля изготавливают из полимерного пластика. Среди разновидностей таких защитных покровов можно встретить полиамидные ленты, полиэтилентерефталат и дополнительный ПВХ-шланг. Защитные покровы кабеля такого класса обозначаются маркировкой «Шв» и «Шп», где первый – это поливинилхлорид, а второй – полиэтиленовый шланг. Примером продукции с такой маркировкой можно считать кабель АСБШв. Требований к изготовлению подобных оболочек всего два – герметичность и толщина в пределах от 1,5 до 3,5 мм.
Защитные пластмассовые оболочки кабеля отличаются отличной гидростойкостью. Именно поэтому такие оболочки часто устанавливают на кабеле с броней из железных лент. В качестве примеров – кабельные линии связи. Однако всегда нужно помнить, что поливинилхлоридные кабели не переносят огонь!
Наружное покрытие кабеля и провода – его самая уязвимая часть. Поэтому в бой идут самые стойкие и надежные материалы. Для наружного покрытия кабеля можно применять битум и обмотку из кабель-пряжи, обязательно предварительно обработанной специализированной защитной пропиткой. Волоконная защитная оболочка изготавливается из штапелированной стекловаты с битумным раствором и добавкой слюды или мела. Это предотвращает склеивание провода непосредственно на кабельном барабане.
Когда ситуация требует наличия на кабеле огнестойкого покрытия, можно применять негорючие оболочки с использованием совола и пека, которые являются продуктами угольной промышленности, скомбинированными со штапелированными волокнами стекловолоконной пряжи. Такие покрытия так же обрабатывают негорючими добавками против склеивания.
Состав, которым усиливаются подушки модификаций «Блн» и «П2лн» имеет температуру плавления выше +45 С. В сочетании с огнеупорным наружным покровом это делает провод стойким как к открытому огню, так и к низким температурам. Толщина покрова с такой пропиткой должна быть в пределах от 1,6 до 3 мм.
Облегченные покровы
Легкие резиновые защитные покрытия для кабеля применяют, когда нужно уберечь кабельные линии от вредного воздействия технических масел и ультрафиолета. Сохранность такого покрытия и длительное сохранение его свойств обеспечивают применением хлопкового волокна или пряжи по ГОСТ 10878.70.
Несмотря на легкость и небольшую толщину слоя, облегченные покрытия могут обеспечивать достаточную механическую прочность. Для этого применяют толстую обмотку из хлопка или льна. В случае гибких кабелей, его защищают наложением портновской темной нитью, предварительно сложенной втрое. Если нить должна использоваться в сложных условиях эксплуатации, то потребуется дополнительная обработка. Для специальных кабелей защиту нити от гниения и воздействия атмосферы обеспечивает смесь из битума, смол и парафинов.
Лучше всего, если угол расположения покрытия составляет 25-70 градусов. Чем меньше угол наклона, тем меньше работоспособность покрытия в процессе изгиба. Кабель с обмоткой с малым углом наклона может просто оголиться при слишком сильном перегибе проводника. Плотность размещения нити производители устанавливают в пределах 70-80%, что дает максимальную эффективность защитного слоя.
Интересная статья? Поделитесь ей с друзьями:
Изоляция и оболочка — важнейшие составляющие конструкции кабеля
Без изолирующего и защитного слоев не обходятся кабели, к какой бы разновидности они ни принадлежали. Многие, однако, путают эти термины, поэтому поясним, что есть что. Изоляцией принято называть слой материала со свойствами диаэлектрика, который изолирует и предохраняет жилу-токопроводник, исключает возникновение электрического контакта между жилами разных фаз (а также фазой и нулем). Оболочка же — это то, что лежит поверх изоляции и выполняет защитную функцию.
Самыми востребованными на сегодняшний день являются, разумеется, кабели в двойной изоляции: она отлично выдерживает нагрузки различных видов (в том числе механические, химические, температурные, атмосферные и ряд других), повышает степень прочности и долговечности изделия (так, кабели в двойной изоляции могут исправно работать в течение 30 лет и даже больше!).
Оболочка, в свою очередь, может состоять из одного или из нескольких слоев. Основными материалами для нее служат поливинилхлорид, свинец, стеклоткань, сталь и некоторые другие. Ее важнейшим назначением является защита внутренних частей кабеля от повреждений и порчи.
Рассмотрим основные материалы, которые производители выбирают сегодня для создания этих двух слоев в структуре изделия.
Очень часто в качестве изоляции используется специальный вид резины, особенно устойчивой к потоку солнечного света и плесени. В основном, сюда относятся кабели следующих марок: КГ, КОГ, КГ-ХЛ, РПШ. Для изолирования каждой отдельной жилы тоже может быть применен этот материал, однако здесь важную роль играет обозначение цветом. Скрученные жилы дополнительно оборачиваются синтетической пленкой.
Если кабель предназначается для прокладки в гофротрубе или в специальном канале, то значит, речь идет об изделиях, снабженных изолирующим слоем и прочной оболочкой из ПВХ (винила). Пожалуй, такие кабели являются одними из самых распространенных как в промышленности, так и в быту. К таким кабелям можно отнести кабель ВВГ, АВВГ, АПвзБбШп и др.
Существуют, конечно, и другие виды кабеля, но, в основном, стремятся создать такие изделия, которые было бы удобно и безопасно использовать даже в экстремальных условиях. Поэтому для оболочки стараются применять те материалы, не подвластны разрушительному воздействию коррозии и влаги, обработаны специальными составами от грызунов, не выделяют токсинов в процессе горения, обладают гибкостью и прочностью.
Защитные оболочки и покровы кабелей: назначение, материалы, виды, борьба с коррозией, бронирование
Назначение защитных оболочек и покровов
Защитные оболочки служат для защиты изолирующего слоя провода или кабеля от влияния окружающей среды, а главным образом от влияния влаги. Чем менее влагоустойчива изоляция кабеля или провода, тем более совершенная оболочка должна быть применена.
Физические условия работы кабеля также влияют на выбор материала защитной оболочки, например, если от кабеля требуется повышенная гибкость, то нужно применять гибкую защитную оболочку.
Материалы, используемые для защитных оболочек, немногочисленны, а именно: свинец, алюминий, резина, пластмассы и их комбинации.
Защитные покровы проводов и кабелей служат для защиты провода от механических воздействий при прокладке или в эксплуатации, а также для защиты кабельных оболочек от коррозии, поэтому из группы защитных покровов иногда выделяют антикоррозийные покрытия.
В качестве антикоррозийного покрытия чаще всего используют кабельную бумагу, накладываемую повивом с одновременным поливом битумными составами соответствующей вязкости.
Защитные покровы состоят из хлопчатобумажной или кабельной пряжи, наложенной в виде повива или оплетки поверх изолирующего слоя или защитной оболочки кабеля или оплетки поверх изолирующего слоя или защитной оболочки кабеля или провода.
Большое распространение получают покрытия защитных оболочек пластмассами с целью защиты их от коррозии и механических повреждений.
В качестве антикоррозийного покрытия чаще всего используют кабельную бумагу, накладываемую повивом с одновременным поливом битумными составами соответствующей вязкости.
Для механической защиты гибких проводов и кабелей часто применяется оплетка из тонких стальных проволок.
Оплетки из хлопчатобумажной и иной пряжи в ряде конструкций покрываются специальными лаками (покровными лаками), которые защищают проводник от воздействия окружающей среды, от действия озона и увеличивают влаго- и бензиностойкость провода.
Применяются также комбинированные покрытия из слоев пластмассы, металлической фольги и ткани или лакированной бумаги, которые в некоторых случаях могут заменить свинцовую оболочку (в особенности в таких кабелях, которые применяются для прокладки внутри помещений и для временных установок).
Материалы защитных оболочек
Свинец является основным материалом, из которого изготовляются наиболее надежные кабельные оболочки. Основным преимуществом свинцовом оболочки перед всеми другими оболочками и покрытиями — ее полная влагонепроницаемость, достаточная гибкость м возможность быстро и дешево наложить ее на кабель с помощью свинцового пресса.
Однако свинец имеет много и недостатков: большом удельный вес, малую механическую прочность, недостаточную стойкость против механической и электрохимической коррозии.
Все это с учетом ограниченности и природных запасов свинца вызывает необходимость улучшать качество свинцовых оболочек, вводить заменители и конструировать новые виды кабельной продукции без свинцовых оболочек.
Для и потоплении кабельных оболочек применяется свинец не ниже марки С-3, с содержанием свинца 99,86%.
Механическая прочность свинцовой оболочки в значительной степени определяется ее структурой. Мелкопористая структура, получающаяся при изготовлении оболочки из свинца марок С-2 и С-3 при быстром и интенсивном охлаждении выпрессованой оболочки, является наиболее механически прочной и устойчивой.
При средней и крупнозернистом структуре получаются обо точки низкого качества. Из таких оболочках происходит, даже в обычных условиях производства, рост кристаллов свинца, которые затем сдвигаются друг относительно друга по плоскостям спайности, м это ведет к преждевременному разрушению оболочки.
Очень чистый свинец весьма склонен к образованию и росту кристаллов даже при комнатной температуре, поэтому для изготовления свинцовых оболочек непригоден.
Мерой борьбы с кристаллизацией свинца является, помимо охлаждения после освинцевания, присадка к свинцу олова, сурьмы, кальция, теллура, меди и других металлов.
Кабель для линейного крейсера, построенного для Королевского флота Великобритании, введенного в эксплуатацию в 1920 году. Три проводника, в свинцовой оболочке, в броне.
Наилучшей присадкой является олово, которое при содержании в свинце в количестве 1 — 3% по весу обеспечивает устойчивую мелкозернистую структуру. Однако олово весьма дефицитно и в настоящее время заменяется в кабельных оболочках другими металлами.
Помимо двойных сплавов, имеются тройные сплавы свинца с кадмием, оловом (0,15%), сурьмой и другими металлами. Эти сплавы менее удобны для производства, а результаты испытания их близки к таковым для некоторых двойных сплавов и медистого свинца.
Алюминий также может быть использован для изготовления кабельных оболочек. Для этой цели применяется как технический, так и особо чистый алюминий (с содержанием алюминия 99,5 и 99,99%), механические характеристики которого лучше, чем у свинца и свинцовых сплавов.
Прочность алюминиевой оболочки, по крайней мере, в 2 — 3 раза выше прочности свинцовой. Температура рекристаллизации алюминия, а также его стойкость против вибрации значительно выше, чем у свинца.
Удельный вес алюминия 2,7, а свинца — 11,4, поэтому при замене свинцовой оболочки алюминиевой могут быть получены большое снижение веса кабеля и увеличение механической прочности оболочки, что даст возможность в ряде случаев отказаться от бронирования кабеля стальными лентами.
Основным недостатком алюминия является его недостаточная коррозионная устойчивость. Значительно осложняют процесс наложения оболочки на кабель высокая температура плавления алюминия (657°С) и повышенное давление при опрессовании, которое достигает утроенной величины по сравнению с давлением при выпрессовании свинцовой оболочки.
Оболочка из алюминия может быть наложена не только опрессованием, но и холодным способом, для чего изолированные провода и кабели протягиваются в предварительно изготовленные выпрессованием алюминиевые трубы с последующей обсадкой их волочением или вальцеванием. Этот метод дает возможность использовать торговые сорта алюминия.
Некоторое распространение получает способ холодной сварки алюминиевой оболочки, который заключается в том, что края продольно наложенной на кабель алюминиевой ленты пропускаются между роликами, с помощью которых создается высокое удельное давление на алюминий, достаточное для холодной сварки его.
Пластмассы в настоящее время с успехом применяются для изготовления защитных оболочек проводов и кабелей взамен свинцовых. В тех случаях, когда необходима повышенная гибкость кабеля, оболочки из вулканизированной резины и пластмасс являются наиболее подходящими.
Наибольшее распространение в кабельном производстве получили шланговые оболочки из вулканизированной резины на натуральном или синтетических каучуках и из термопластических материалов, как, например, из полихлорвинилового пластиката, полиэтилена.
Основным недостатком является заметная влагопроницаемость, под которой понимается величина, характеризующая способность материала пропускать водяной пар под действием разности давлений с двух сторон слоя материала.
Вулканизированная резина на натуральном каучуке может длительно работать в пределах изменения температуры от —60 до +65° С. Для большинства пластмасс эти пределы значительно уже, в особенности для температуры ниже нуля градусов.
Существуют силиконовые резины, новые каучукообразные материалы, представляющие собой кремнийорганические полимеры, Это — высокомолекулярные вещества, в основе строения которых атомы кремния сочетаются с атомами углерода.
Разрушение свинцовой оболочки
Механическая прочность свинцовой оболочки необходима для того, чтобы обеспечить достаточную защиту изолирующего слоя от воздействия среды, окружающей кабель. Это свойство (механическая прочность) должна сохраняться длительно при эксплуатации кабеля в течение нескольких десятилетий и не изменяться с течением времени под воздействием механических (вибрации) и химических (коррозии) причин.
Механические свойства свинцовых оболочек и их устойчивость под воздействием различных причин зависит главным образом от структуры оболочки и ее изменений под влиянием нагревания и вибрации.
Кабели, имеющие свинцовую оболочку крупнозернистой структуры, часто не выдерживают длительной перевозки даже по железной дороге (в особенности в летнее время).
Под влиянием сотрясений и повышенной температуры начинают расти кристаллы свинца, на оболочке появляется сеть мелких трещин, которые все более и более углубляются и, наконец, приводят к разрушению оболочки. Особенно подвержены разрушению от вибрации свинцовые оболочки кабелей, проложенных на мостах.
Имели место случаи, когда освинцованные кабели, отправленные летом по железной дороге за несколько тысяч километров, приходили к месту назначения с совершенно разрушенной оболочкой.
Такие случаи чаще всего бывали на свинцовых оболочках, изготовленных из чистого свинца. Присадки олова, сурьмы, теллура и некоторых других металлов дают устойчивую мелкозернистую структуру и поэтому применяются при изготовлении свинцовых оболочек кабеля.
При выходе тока утечки из свинцовой оболочки кабеля, проложенного во влажной известковой почве, содержащей ионы С03, образуется карбонат свинца РbС03 в месте выхода, где впоследствии и разрушается свинцовая оболочка.
Электрохимическая коррозия свинца может привести к полному разрушению свинцовой оболочки в один-два года, так как ток в 1А в течение года может перенести около 25 кг свинца или 9 кг железа и, следовательно, при среднем, токе утечки в 0,005 А в один год будет разрушено около 170 г, свинца или около 41,0 г железа.
Радикальной мерой борьбы с электрохимической коррозией является так называемая катодная защита, основанная на том, что защищаемому металлу сообщается отрицательный потенциал по отношению к окружающим конструкциям, что делает этот металл невосприимчивым почти ко всем видам почвенной коррозии.
Минимальный электроотрицательный потенциал, при котором прекращаются все виды коррозии, равен 0,85 для стальных труб и 0,55 В для свинцовых оболочек электрических кабелей.
В ряде случаев хорошо защищает от электрокоррозии покрытие свинцовой оболочки защитным покровом, состоящим из слоя полупроводящего битума, двух лент полупроводящей резины и скрепляющей миткалевой ленты. В этом случае получается как бы электронный фильтр, который пропускает электрический ток, выходящий из оболочки, и отделяет свинец от непосредственного воздействия образующихся при электролизе ионов.
Механические усилия в оболочке кабеля
Механические усилия в оболочке кабеля возникают в результате стекания пропитывающего состава в вертикально подвешенных силовых кабелях, а также из-за теплового расширения пропитывающего состава при нагревании кабеля. В современных высоковольтных масло- и газонаполненных кабелях свинцовой оболочке приходится выдерживать значительные давления, приложенные изнутри.
По мере разогревания пропитывающего состава давление в кабеле увеличивается до величины, соответствующей гидростатичному давлению. Чем лучше пропитка изолирующего слоя, тем больше давление в кабеле получается при нагревании его, так как объем газовых включений уменьшается с улучшением пропитки кабеля.
Под влиянием давления, действующего изнутри оболочки, последняя стремится расшириться, и если при этом предел упругих деформаций свинца будет превзойден, то получится остаточная деформация, которая ослабляет свинцовую оболочку и понижает эксплуатационные свойства кабеля.
Повторение циклов нагрева и охлаждения кабеля, при которых получаются остаточные деформации в свинце, может повести к разрыву свинцовой оболочки.
Так как свинец без присадок при комнатной температуре почти не имеет предела упругости, то появление таких остаточных деформаций в свинцовой оболочке кабеля в эксплуатации несомненно приведет к нарушению ее механической прочности.
Наличие присадок в свинце повышает механические свойства, и в частности, предел упругости оболочки, поэтому для кабелей, подвергающихся давлению изнутри, обязательно применение легированного свинца или специальных двойных и тройных сплавов.
Снижение механических свойств свинцовой оболочки с течением времени определяет срок ее жизни. С этой точки зрения возникает понятие о «кривой жизни оболочки», под которой подразумевается зависимость между растягивающим усилием в оболочке и длительностью его действия до разрыва оболочки.
В тех случаях, когда требуется усиление свинцовой оболочки кабеля, например в газонаполненных кабелях или предназначенных для прокладки по крутонаклонной трассе, наложение ленточной брони из двух тонких латунных или стальных лент позволяет поднять механическую прочность оболочки и сделать ее пригодной для высоких давлений, развивающихся в кабеле.
Свинцовая оболочка не дает достаточной защиты от механических воздействий, например случайных ударов по кабелю во время прокладки, а в особенности — от растягивающих усилий, возникающих как при прокладке кабеля, так и при его эксплуатации.
В кабелях для вертикальной прокладки, речных и морских особенно, необходимо защитить свинцовую оболочку от растягивающих усилий, так как без такой защиты свинцовая оболочка будет с течением времени разорвана или повреждена.
Различают два основных вида брони: ленточную, предохраняющую кабель главным образом от случайных механических воздействий при прокладке, и проволочную — от растягивающих усилий.
Ленточная броня состоит из двух стальных лент, наложенных повивом поверх подушки из волокнистых материалов так, что зазоры между витками одной ленты перекрываются витками другой ленты. Зазоры между краями витков одной ленты равны примерно трети ширины ленты, а перекрытие витков одной ленты витками, другой должно быть не менее четверти ширины бронеленты.
Такое выполнение кабельной брони позволяет предохранить свинцовую оболочку от удара лопатой при прокладке кабеля и других не слишком сильных механических воздействий и в то же время сохраняет необходимую для прокладки кабеля гибкость, которая получается за счет перемещения «витков ленточной брони относительно друг друга.
Недостатком ленточной брони является возможность сдвига витков бронеленты при волочении кабеля по грунту при прокладке. Такая броня применяется главным образом для бронирования кабелей подземной прокладки, а также кабелей, прокладываемых внутри помещений в кабельных туннелях и по стенам зданий.
Для бронирования силовых кабелей применяется стальная лента толщиной 0,3, 0,5 и 0,8 мм и шириной — в зависимости от диаметра кабеля 15, 20, 25, 30, 35, 45 и 60 мм. Лента должна доставляться в кругах диаметром около 500 — 700 мм.
Проволока для брони употребляется круглая и сегментная (плоская). Круглая проволока применяется для бронирования кабелей, которые должны выдерживать при прокладке или в эксплуатации значительные растягивающие усилия (например, подводные кабели). Сегментная проволока применяется для кабелей, проложенных в шахтах и на крутонаклонных трассах.
Для защиты от коррозии проволока, применяемая для бронирования, должна быть покрыта плотным, сплошным слоем цинка.
При бронировании проволочная броня, как и ленточная, накладывается на кабель поверх подушки, которая может состоять из слоя предварительно пропитанной противогнилостным составом кабельной пряжи, покрытой сверху слоем битумного состава.
Для проволочной брони направление скрутки берут прогтивоположное направлению общей скрутки жил кабеля.
Для защиты бронепокрова от разъедания (коррозия) он покрывается битумным составом и слоем предварительно пропитанной кабельной пряжи, покрытой сверху таким же составом. Наружный слой кабельной пряжи предназначается не только для защиты бронеленты или бронепроволоки от коррозии, но, кроме того, служит для скрепления, т. е. не дает возможности сдвигаться бронелентам и сдерживает бронепроволоки в повиве.
Кабели, предназначенные для прокладки внутри помещений, не должны иметь слоя из пропитанной кабельной пряжи поверх бронепокрытия из соображений пожарной безопасности. Такие кабели, например кабели марки СБГ, должны бронироваться лакированной бронелентой. 
Процесс бронирования состоит в наложении защитных покровов и брони. На освинцованный кабель должны быть последовательно наложены: слой битумного состава, повив двумя лентами кабельной бумаги (антикоррозийное покрытие), слой компаунда, кабельная пряжа или пропитанная сульфатная бумага (подушка под броню), слой битумного состава, броня из двух стальных лент или из стальных проволок, слой битумного состава, кабельная пряжа (наружный покров), слой битумного состава, и меловой раствор.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!