Grunnleggende elektriske egenskaper til ledninger og kabler

De viktigste elektriske egenskapene til ledninger og kabler inkluderer egenskaper målt ved konstant spenning, nemlig:

• ohmsk motstand til strømførende ledninger,

• isolasjonsmotstand,

• kapasitet.

Ohmisk motstand

Den ohmske motstanden til de ledende lederne av ledninger og kabler er uttrykt i ohm og refererer vanligvis til en lengdeenhet (m eller km) av en ledning eller kabel. Ohmisk motstand, som refererer til en enhet av lengde og tverrsnitt, kalles motstand og uttrykkes i ohm·cm.

I de tekniske forholdene for ledninger og kabler er motstanden uttrykt i ohm, med henvisning til en enhetslengde på 1 m og et tverrsnitt av en ledning på 1 mm2.

Motstanden til kobberledere av ledninger og kabler beregnes basert på verdien av motstanden til kobber i produktene. For uherdet ledning (klasse MT) med en diameter på opptil 0,99 mm — 0,0182, med en diameter over 1 mm — 0,018 — 0,0179, for oppvarmet ledning (klasse MM) av alle diametre — 0,01754 ohm mm2/m.

Den spesifikke ohmske motstanden til aluminiumstråden må ikke overstige 0,0295 ohm·mm2/m ved 20 °C av alle merker og diametre.

Isolasjonsmotstand

Isolasjonsmotstand er en av de vanligste egenskapene til ledninger og kabler. I den tidlige perioden med utvikling av kabelteknologi isolasjonsmotstand anses som en definerende egenskap når det gjelder bruddstyrke og pålitelighet til kabelprodukter.

På den tiden ble isolasjonsmateriale ansett som en veldig dårlig leder, og fra dette synspunkt ble det åpenbart antatt at jo større motstanden til isolasjonen er, jo mer skiller materialet seg fra lederen, desto bedre vil det isolere en leder. .

Standarder for isolasjonsmotstanden til ledninger og kabler er fortsatt grunnleggende i en rekke tilfeller, for eksempel for ledninger koblet til måleinstrumenter eller kretser med lav lekkasjestrøm. I dette tilfellet er det åpenbart nødvendig å kreve høy isolasjonsmotstand på samme måte som for alle ledninger og kommunikasjonskabler osv.

For kraftkabler som overfører en relativt stor mengde elektrisk energi er lekkasje som energitap praktisk talt irrelevant dersom det ikke reduserer kabelens elektriske styrke og pålitelighet, derfor er ikke isolasjonsmotstanden for kraftkabler med impregnert papirisolasjon like viktig som for kraftkabler. andre typer kabler og ledninger som overfører en relativt liten mengde elektrisk energi.

Basert på disse betraktningene, for kraftkabler med impregnert papirisolasjon, er vanligvis kun den nedre grensen for isolasjonsmotstanden gjeldende for en lengde på 1 km spesifisert, for eksempel ikke mindre enn 50 megohm for kabler for spenninger på 1 og 3 kV og ikke mer enn mindre enn 100 megohm for 6-35 kV kabler ved 20 °C.

Isolasjonsmotstand er ikke en konstant verdi - den avhenger sterkt ikke bare av kvaliteten på materialene og perfeksjonen til den teknologiske prosessen, men også av temperaturen og varigheten av spenningspåføringen under testen.

For å oppnå større sikkerhet ved måling av isolasjonsmotstanden, bør man være spesielt oppmerksom på temperaturen på det målte objektet og spenningens varighet (elektrifisering).

I inhomogene dielektriske stoffer, spesielt i nærvær av fuktighet i dem, vises en restladning under påvirkning av en konstant spenning påført dem.

For å unngå å oppnå feil resultater, er det nødvendig å utføre en lang utlading av kabelen før målinger ved å koble kabelkjernene til bakken og til blykappen.

For å bringe resultatene av målingene til en konstant temperatur, for eksempel 20 ° C, beregnes de oppnådde verdiene på nytt i henhold til formlene, hvor koeffisientene bestemmes på forhånd avhengig av materialet til isolasjonslaget og konstruksjon av kabelen.

Avhengigheten av isolasjonsmotstanden på varigheten av spenningspåføringen bestemmes av endringen av strømmen som går gjennom isolasjonslaget med en konstant spenning påført dielektrikumet. Ettersom varigheten av spenningspåføring (elektrifisering) øker, avtar strømmen.

Den største rollen spilles av isolasjonsmotstanden i kommunikasjonskabler, fordi den bestemmer kvaliteten på signaloverføringen på kabelen og er en av hovedkarakteristikkene. For basiskabler av denne typen er isolasjonsmotstanden fra 1000 til 5000 MΩ og avtar til 100 MΩ.

Kapasitet

Kapasitans er også en av hovedkarakteristikkene til kabler og ledninger, spesielt de som brukes til kommunikasjon og signalering.

Verdien av kapasitansen bestemmes av kvaliteten på materialet til isolasjonslaget og de geometriske dimensjonene til kabelen. I kommunikasjonskabler, hvor lavere kapasitansverdier søkes, bestemmes også kabelkapasitansen av luftvolumet i kabelen (luftpapirisolasjon).

Kapasitansmåling brukes i dag for å kontrollere fullstendigheten av kabelimpregnering og dens geometriske dimensjoner. I høyspente trelederkabler er kabelkapasitansen definert som en kombinasjon av partielle kapasitanser.

For å beregne ladestrømmen til kabelen når en høy vekselspenning påføres den og for å beregne kortslutningsstrømmene, er det nødvendig å vite verdien av kabelens kapasitans.

Kapasitansmåling utføres i de fleste tilfeller med vekselspenning, og kun for å forenkle og fremskynde målinger brukes bestemmelse av kapasitans ved likestrøm.

Når du måler DC-kapasitans, bør det tas i betraktning at kapasitansen til kabelen, bestemt av det ballistiske galvanometeret fra utladningen etter å ha ladet kabelen med DC-spenning i noen tid, vil avhenge av varigheten av ladningen på kabelen.Vanligvis, ved måling av kapasitansen til ledninger og kabler, antas varigheten av spenningsforsyningen å være 0,5 eller 1 min.

Liste over egenskaper til ledninger og kabler som måles under vekselspenning

Ved vekselspenning måles følgende egenskaper til ledninger og kabler:

• vinkelen for dielektriske tap eller rettere sagt tangensen til denne vinkelen og økningen i tapsvinkelen i området 30% fra den nominelle arbeidsspenningen til kabelen til spenningen under måling;

• avhengighet av vinkelen til de dielektriske tapene på spenningen (ioniseringskurve);

• avhengighet av den dielektriske tapsvinkelen på temperatur (temperaturkurs);

• elektrisk styrke;

• avhengigheten av dielektrisk styrke på varigheten av spenningspåføring.

I samsvar med kravene i de tekniske spesifikasjonene måles noen av disse egenskapene på alle kabeltrommel produsert av fabrikken (aktuelle tester), andre kun på små prøver eller lengder tatt fra et parti med kabelspoler i henhold til en viss hastighet (type tester).

Nåværende testing av høyspentstrømkabler inkluderer: måling av den dielektriske tapsvinkelen og dens variasjon med spenning (ioniseringskurve og økning i tapsvinkel).

Typetester inkluderer temperaturoppførsel og avhengigheten av bruddstyrken til kabelen av varigheten av spenningspåføringen. Impulsstyrketesten av kabelisolasjon har også blitt utbredt.