Изучение ассортимента и показателей качества проводниковых и электроустановочных изделий

Цель работы: выработать умения определять вид, материал, конструкцию проводниковых и электроустановочных изделий, научиться расшифровывать марку товара, составлять рекомендации по применению и взаимозаменяемости товаров данной группы.

Материальное обеспечение

Объекты: наборы образцов, стенды проводниковых и электроустановочных изделий.

Оборудование: лупы, микрометры, штангенциркули.

Литература: 5, 6, 8, 11, 14, 27, 29, 31, 32; ГОСТы на методы испытаний продукции.

Вопросы и задания для проверки знаний

  • 1. Какие металлы применяют для токоведущих жил в проводниковых материалах?
  • 2. Какие диэлектрики используют в проводах и установочных изделиях?
  • 3. Какова функция УЗО и предохранительных устройств защищающих электросеть от “повреждений”?
  • 4. Какими символами маркируют установочные изделия?
  • 5. Какова зависимость сечения проводника от потребляемой мощности?
  • 6. Как обеспечивается электробезопасность в бытовых жилищах?

Теоретический аспект занятия

Провод — соединительный проводник, служащий проводящим соединением между источником тока и потребителем, а также между компонентами.

Провода классифицируются по проводимости, площади поперечного сечения, материалу проводника, типу изоляции, гибкости, теплостойкости и т. п.

Типы проводов: обмоточные провода, медные (ПЭВ, ПЭЛ), высокого сопротивления (константановые, манганиновые, них- ромовые), монтажные провода (МГТФ, МГТФЭ).

Кабель (от нидерл. kabel) — конструкция из одного или нескольких изолированных друг от друга проводников (жил), или оптических волокон, заключенных в оболочку. Кроме собственно жил и изоляции может содержать экран, силовые элементы и другие конструктивные элементы.

Проводники в кабелях изготавливаются из следующих материалов:

  • • для передачи электрической энергии и сигналов:
    • — сталь;
    • — алюминий;
    • — медь;
    • — серебро;
    • — золото;
    • — сплавы различных металлов;
  • • для передачи оптических сигналов:
  • — стекло;
  • — пластмассы;
  • • для рассеивания тепла:
  • — нихром;
  • — константан.

Оболочка кабеля предназначена для защиты проводников и изоляторов от внешних воздействий, прежде всего от влаги, которая приводит к нарушению изоляции электрических кабелей, а также помутнению оптических волокон.

Оболочка кабеля может состоять из одного и более герметизирующих и армирующих слоев, в качестве этих слоев могут применяться различные материалы: ткань, пластмассы, металл, резина и проч. Кабели для передачи электрических сигналов могут быть снабжены экраном из металлической сетки, листового металла (фольги) или полимерной пленки с тонким металлическим покрытием.

В условиях устойчивого дефицита кабельной продукции, который имел место в бывшем Советском Союзе, потребители не предъявляли к нему особых противопожарных требований. Многие кабели обладали “хорошей” горючестью, имея оболочки из обычного ПВХ пластиката (АВВГ, ВВГ, КВВГ и т. п.) или даже из полиэтилена (ТПП)[1].

Поливинилхлоридные (ПВХ) пластикаты

Твердый поливинилхлорид имеет высокое содержание хлора (около 57%) и воспламеняется с трудом. При воздействии пламени происходят следующие процессы:

  • • 80 °С — начинается размягчение материала;
  • • 100 °С — начинается образование хлороводорода;
  • • 160 °С — около 50% хлороводорода выделяется в виде газа;
  • • 210 °С — поливинилхлорид плавится;
  • • 300 °С — около 85% хлороводорода выделяется в виде газа;
  • • 350—400 °С — загорается “углеродный остов” молекулы поливинилхлорида.

Один килограмм твердого поливинилхлорида выделяет 350 литров газообразного хлороводорода, который при растворении может дать более двух литров концентрированной (25%) соляной кислоты.

Для изоляции кабелей применяется мягкий поливинилхлорид или кабельный пластикат. Этот материал содержит 50% различных добавлений (пластификаторов и др.), которые сильно изменяют горючие свойства полимера. Пластификаторы начинают улетучиваться уже при температуре 200 °С и загораются.

Содержание хлора уменьшается примерно до 35%, и его не хватает, чтобы препятствовать распространению огня. Однако при сильном выделении хлороводорода твердый поливинилхлорид, удаленный от очага, не загорается, и пожар гаснет.

Благодаря перепаду температур, тяге, создаваемой в кабельных шахтах, газы, содержащие хлороводород, уносятся от очага пожара, проникают в щитовые и аппаратные помещения и оседают на оборудовании.

В начале 1980-х гг. требования к пожарной безопасности кабелей сводились в основном к нераспространению горения по длине кабельных изделий, проложенных одиночно или в пучках. Для этого применяли оболочки кабельных изделий, изготовленные из пластикатов марок 0-40, ГОСТ 5960-72 (кабели ВВГ, АВВ ); образец пластиката длиной 130 мм, шириной 10 мм и толщиной 2 мм вносится в пламя газовой или спиртовой горелки с выдерживанием его в пламени под углом 45° до воспламенения, после этого образец достается из пламени и должен потухнуть за время не более 30 с (НГП 30-32, НГП 40-32).

Эксплуатация на электростанциях и других энерговооруженных предприятиях кабелей, которые удовлетворяют только требованиям по нераспространению горения для одиночного кабеля, была сопряжена со значительным числом пожаров, приводящих к большому ущербу. В 1984-1986 гг. во ВНИИ кабельной промышленности были разработаны кабельные изделия массового применения, которые не распространяют горение при групповой прокладке. Первоначально такие кабели и провода применялись на атомных электростанциях, однако затем эти кабельные изделия были использованы и в других областях промышленности. В обозначения марок кабелей такого типа введен индекс “НГ”.

Действующий в настоящее время ГОСТ 5960-72 “Пластикат поливинилхлоридный для изоляции и защитных оболочек проводов и кабелей” был разработан и введен в действие с 1 января 1974 г., имеет девять изменений. С 1991 г. работы по внесению технических изменений в ГОСТ 5960-72 были прекращены.

Дальнейшие разработки и модификации существующих марок ПВХ пластикатов оформлялись в виде технических условий [8]. С 1 июля 2010 г. отменяется действие на территории РФ стандартов ГОСТ 6323-79 “Провода с поливинилхлоридной изоляцией для электрических установок. ТУ” и ГОСТ 16442-80 “Кабели силовые с пластмассовой изоляцией. ТУ” и вводятся в действие ГОСТ Р 53768-2010 “Провода и кабели для электрических установок на номинальное напряжение 450/750 В включительно. ОТУ” и ГОСТ Р 53769-2010 “Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ. ОТУ”.

В химическом составе оболочек кабелей в маркировкой “нг” присутствуют элементы галогенового ряда. Кабель имеет повышенную устойчивость к распространению горения и возгоранию от коротких замыканий. Однако горение его в условиях пожара, когда он сам подвергается воздействию пламени, может привести к повышению уровня токсичности продуктов горения. Поэтому их применение в метрополитенах Западной Европы было запрещено в конце 1970-х гг. В соответствии с современными требованиями безопасности в зданиях и сооружениях, в которых присутствуют люди, требуется применять кабели с маркировкой “нг-LS”, “нг-HF”.

Согласно статистике с 1990 по 2008 г. на АЭС возгорание кабелей типа “нг” не происходило.

Пропитанная бумажная изоляция

Кабельная бумага по ГОСТ 23436-83 для изоляции силовых кабелей на напряжение до 35 кВ марок К и КМП изготавливается из небеленой сульфатной целлюлозы, марки КМ — из небеленой сульфатной целлюлозы для многослойной кабельной бумаги. Кабельная бумага по ГОСТ 645-89 для изоляции кабелей на напряжение от 110 до 500 кВ изготавливается из специальной сульфатной небеленой целлюлозы, бумага марок КВМ (многослойная) и КВМС (многослойная стабилизированная) выпускается машинной гладкости, а бумага марки КВМСУ (многослойная стабилизированная уплотненная) — каландрированной.

Полиэтиленовая изоляция

Распространение пожара в Останкинской телебашне в направлении сверху вниз было обусловлено стекающим расплавом полиэтиленовой оболочки фидеров. В лабораторных условиях скорость распространения пламени составляла 0,25—0,50 м/мин; при пожаре на телебашне из-за высокой объемной температуры скорость распространения выросла в 2-4 раза, при этом падающие вниз горевшие капли полиэтилена создавали вторичные очаги пожара.

Из-за высокой температуры в очаге пожара и высокой теплопроводности жил меди огнезащита антенных фидеров оказалась не эффективна. В качестве огнезащиты использовалась краска для полиэтиленовой оболочки фидеров и изоляция поверхности стекловолоконной тканью. Огнезащитная конструкция обвисала и опадала при интенсивном горении полиэтилена изнутри. Кроме активного горения фидеров, имевших горючие внешние полиэтиленовые оболочки, также происходило горение других кабелей, которые не были защищены огнезащитными составами.

Современные кабели производятся с изоляцией из сшитого полиэтилена и используются в сетях различного класса напряжения (до 500 кВ). Применение сшитого полиэтилена обеспечивает высокие диэлектрические свойства изоляции, высокие механические свойства, более высокие по сравнению с бумажно-масляной изоляцией термические режимы, надежность и долговечность кабелей.

Маслонаполненный кабель

Маслонаполненный кабель —- это кабель с избыточным давлением, создаваемым маслом, входящим в состав бумажной пропитанной изоляции, и предусмотренной компенсацией температурных изменений объема масла.

Маслонаполненный кабель в трубопроводе — это маслонаполненный кабель с отдельно экранированными жилами, заключенными в трубопровод, служащий оболочкой.

Развитие пожаров в кабельных помещениях с кабелями в маслонаполненных трубах при равных условиях газообмена происходит более интенсивно, чем по кабелям воздушной прокладки. Вызвано это тем, что масло в трубах находится при температуре 35—40 °С под избыточным давлением и при разгерметизации трубы растекается, увеличивая площадь горения.

В России выпускались кабели на напряжение 110-500 кВ с необходимой арматурой. С 2005 г. они сняты с производства, и в настоящее время существующие линии заменяются высоковольтными кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена.

Другие типы изоляции

Также в качестве изоляции может применяться прессованный оксид магния, изоляционные лаки, шелк натуральный и синтетический, хлопчатобумажная пряжа, полистирольная и триацетатная лента.

Классификация кабелей

На сегодняшний день в России выпускается более 20 тысяч типоразмеров кабеля.

По области применения их можно условно разделить на несколько групп:

  • • для передачи электрической энергии (силовые кабели);
  • • для проводной связи и сигнализации (кабели связи);
  • • для управления (кабели управления);
  • • для передачи энергии и сигналов:
  • — на радиочастотах (радиочастотные кабели);
  • — в оптическом диапазоне (оптические кабели).

Также кабели разделяют:

  • • по типу и наличию изоляции;
  • • типу и наличию экрана;
  • • количеству жил;
  • • материалу, из которого изготовлены провода;
  • • гибкости:
  • — для подвижного соединения;
  • — для неподвижного соединения.

Стандарт ISO 11801 2002 детально описывает классификацию кабелей.

Маркировка кабеля—нанесение на кабель цветовой разметки, условных знаков (надписей), бирок и этикеток, а также специальных электронных маркеров. Маркировка сообщает о свойствах данного кабеля, позволяет однозначно идентифицировать его среди других кабелей или обнаружить место его залегания.

Разновидности маркировки

  • • заводская маркировка — цветовая, буквенная или другая маркировка, наносимая на заводе-изготовителе;
  • • маркировка кабельных окончаний — маркировка, наносимая на окончания кабельных линий, в виде условных знаков (надписей), бирок и этикеток в процессе прокладки или подключения кабелей, например, к кроссу (в телефонии);
  • • электронный маркер -— используется для обозначения трасс инженерных коммуникаций (телекоммуникационных или силовых кабелей, трубопроводов и т. п.).

Заводская маркировка

Заводская маркировка — самый известный тип маркировки, позволяющий отличать кабели различных видов внутри семейств (например, различные типы силовых или телекоммуникационных кабелей).

Силовой кабель

Цветовая маркировка оболочек проводов в силовом кабеле: “земля” — желто-зеленый провод, “ноль” — синий провод, “фаза” — коричневый, белый, черный, бело-черный, зеленый, серый провод.

Буквенное обозначение: L1 — фаза 1 (коричневый), L2 — фаза 2 (черный), L3 — фаза 3 (серый), N — ноль (синий).

Многожильный силовой кабель

Многожильный кабель имеют цветовую кодировку жил:

  • • желто-зеленый —- нулевой заземляющий проводник РЕ (земля);
  • • синий — нулевой рабочий проводник N (ноль);
  • • черный (коричневый) — фазный проводник L (фаза).

Маркировка изоляционных материалов на проводе (кабеле)

производится в буквенном выражении:

  • • Р — резина, изготовленная на основе натуральных и синтетических каучуков;
  • • В — ПВХП (поливинилхлоридный пластик);
  • • П — полиэтилен.

Маркировка европейских кабелей (произведенных по европейским лицензиям):

  • • har (harmonized) — продукция стандартизирована;
  • • цифры 03,05 или 07 — рабочее напряжение, соответственно 300/300,300/500 или 450/750;
  • • буквы v или г — тип изоляции, соответственно ПВХ или резина;
  • • буквы U, R, К, F — тип проводника, соответственно цельный, многопроволочный, гибкий для стационарной проводки, гибкий.

Телекоммуникационный кабель

В зависимости от области применения кабелей (телефония, сети передачи данных, электронно-вычислительная аппаратура) цветовая маркировка кабелей, использующихся для одних и тех же целей (например, вторичное электропитание), может отличаться.

Буквенная маркировка телекоммуникационных кабелей производится только на внешней оболочке многожильных кабелей (и то не всегда).

Маркировка кабельных окончаний

Кабели, применяемые сегодня в сфере телекоммуникаций и связи, обычно имеют большое число жил: до 200 и более. Быстро обнаружить нужную жилу (кабельное окончание) позволяет маркировка, которая наносится на этапе закладки кабеля или при его подключении к кроссу (расшивочным колодкам, распределительным щитам и панелям, разъемам аппаратуры и т. п.).

Маркировка кабеля (кросса) используется для идентификации кабеля (в пучке однотипных кабелей) или каждой жилы (внутри одного кабеля). Маркировка производится с двух сторон на окончаниях кабельных линий.

В телефонной связи кабельные окончания обычно маркируют цифрами: 125, 234,... и т. п.

Характеристики маркировки

Современные решения для маркировки кабельных окончаний позволяют сегодня получать различные виды маркировки, отличающиеся:

  • • сроком эксплуатации;
  • • материалом (бумага, пластик, фольга);
  • • характеристиками (стойкость к различным воздействиям окружающей среды, таким как низкие температуры, высокая влажность и т. п.);
  • • способами крепления (бирка, клипса, трубка, вставка, клей).

American Wire Gauge, AWG — американский калибр проводов. Чем меньше номер, тем толще провод.

Подобное “перевернутое” обозначение диаметра осталось из истории. Проволоку изготавливают волочением, и номер (калибр) обозначает количество проходов через уменьшающиеся отверстия в волоке, прежде чем получался нужный диаметр. Например, толстая (больше 8 мм) проволока AWG 0 только после 24 протягиваний превращалась в AWG 24 диаметром около 0,5 мм (табл. 33)

Таблица 33— Переводы номеров AWG в дюймы и миллиметры

AWG

d,

дюймы

S,

дюйм2

d,

мм

S,

мм2

Замена на мм2 Си

0000 (4/0)

0,4600

0,1662

11,6839

107,2172

000 (3/0)

0,4096

0,1318

10,4048

85,0279

00(2/0)

0,3648

0,1045

9,2658

67,4308

70

0(1/0)

0,3249

0,0829

8,2515

53,4756

70

1

0,2893

0,0657

7,3482

42,4085

50

2

0,2576

0,0521

6,5438

33,6318

35

3

0,2294

0,0413

5,8275

26,6715

35

4

0,2043

0,0328

5,1895

21,1516

25

5

0,1819

0,0260

4,6214

16,7742

25

6

0,1620

0,0206

4,1155

13,3027

16

7

0,1443

0,0164

3,6650

10,5496

16

8

0,1285

0,0130

3,2638

8,3663

10

9

0,1144

0,0103

2,9065

6,6348

10

10

0,1019

0,0082

2,5883

5,2617

6

11

0,0907

0,0065

2,3050

4,1728

6

12

0,0808

0,0051

2,0527

3,3092

4

13

0,0720

0,0041

1,8279

2,6243

4

14

0,0641

0,0032

1,6278

2,0812

2,5

15

0,0571

0,0026

1,4496

1,6505

2

16

0,0508

0,0020

1,2910

1,3089

1,5

17

0,0453

0,0016

1,1496

1,0380

1,5

18

0,0403

0,0013

1,0238

0,8232

1

19

0,0359

0,0010

0,9117

0,6528

0,75

20

0,0320

0,0008

0,8119

0,5177

0,75

21

0,0285

0,0006

0,7230

0,4106

0,5

22

0,0253

0,0005

0,6439

0,3256

0,5

23

0,0226

0,0004

0,5734

0,2582

0,25

24

0,0201

0,0003

0,5106

0,2048

0,25

25

0,0179

0,0003

0,4547

0,1624

0,2

26

0,0159

0,0002

0,4049

0,1288

0,14

27

0,0142

0,0002

0,3606

0,1021

од

28

0,0126

0,0001

0,3211

0,0810

0,0

Задание 39. Изучение ассортимента и показателей качества проводниковых изделий

Используя товарные образцы, НД, изучите ассортимент проводов и шнуров, особенности их применения. Отчет оформите в виде табл. 34, норма — 10 образцов.

Таблица 34 — Характеристика ассортимента проводниковых

изделий

п/п

Вид, марка изделия

Материал

Конструк- ция, сечение жилы

Назначение

токоведущей

жилы

изоляции

1

2

3

4

5

6

Изучите НД на проводниковые изделия, выпишите основные показатели качества. Укажите особенности маркировки проводов и шнуров с учетом сечения токоведущей жилы и потребляемой мощности.

Задание 40. Изучение ассортимента и показателей качества электроустановочных изделий

Используя образцы, НД, изучите ассортимент электроустановочных изделий. Отчет оформите в виде табл. 35, норма — 10 образцов.

Таблица 35 — Характеристика ассортимента электроустановочных изделий

п/п

Вид

изделия

Материал

Кон-

струк-

ция,

размер

Место

установки

Маркировка (эл. параметры)

Назначение

токоведущей

части

корпуса

1

2

3

4

5

6

7

8

Изучив НД на электроустановочные изделия, выпишите основные требования к качеству (общие и специфические), требования безопасности.

В заключение задания дать два примера по использованию традиционных средств защиты электроприборов и сети от перегрузок и замыканий, а также от утечки тока (УЗО). Укажите потребляемую мощность и электротехнические характеристики предохранительных устройств.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >