Osnovne električne lastnosti žic in kablov

Glavne električne značilnosti žic in kablov vključujejo značilnosti, izmerjene pri konstantni napetosti, in sicer:

• ohmski upor tokovnih žic,

• izolacijska upornost,

• zmogljivost.

Ohmski upor

Ohmski upor prevodnih vodnikov žic in kablov je izražen v ohmih in se običajno nanaša na enoto dolžine (m ali km) žice ali kabla. Ohmski upor, ki se nanaša na enoto dolžine in preseka, se imenuje upor in je izražen v ohm·cm.

V tehničnih pogojih za žice in kable je upornost izražena v ohmih, pri čemer se nanaša na enoto dolžine 1 m in prerez žice 1 mm2.

Odpornost bakrenih vodnikov žic in kablov se izračuna na podlagi vrednosti upora bakra v izdelkih. Za nekaljeno žico (razred MT) s premerom do 0,99 mm - 0,0182, s premerom nad 1 mm - 0,018 - 0,0179, za ogrevano žico (razred MM) vseh premerov - 0,01754 ohmov mm2 / m.

Specifični ohmski upor aluminijaste žice ne sme presegati 0,0295 ohm·mm2/m pri 20 °C vseh znamk in premerov.

Izolacijska upornost

Izolacijska upornost je ena najpogostejših značilnosti žic in kablov. V zgodnjem obdobju razvoja kabelske tehnologije izolacijska upornost velja za odločilno karakteristiko v smislu pretržne trdnosti in zanesljivosti kabelskih izdelkov.

Takrat je izolacijski material veljal za zelo slab prevodnik in očitno je s tega vidika veljalo, da večja kot je upornost izolacije, bolj se ta material razlikuje od prevodnika, zato bo bolje izoliral vodnik .

Standardi za izolacijsko upornost žic in kablov so v številnih primerih še vedno temeljni, na primer za žice, povezane z merilnimi instrumenti ali tokokrogi z majhnim uhajajočim tokom. Očitno je v tem primeru treba zahtevati visoko izolacijsko upornost na enak način kot za vse žice in komunikacijske kable itd.

Za napajalne kable, ki prenašajo relativno veliko električne energije, je uhajanje kot izguba energije praktično nepomembno, če ne zmanjša električne trdnosti in zanesljivosti kabla, zato izolacijska upornost za napajalne kable z impregnirano papirno izolacijo ni tako pomembna kot za druge vrste kablov in žic, ki prenašajo relativno majhno količino električne energije.

Na podlagi teh premislekov je za električne kable z impregnirano papirno izolacijo običajno določena samo spodnja meja izolacijske upornosti, ki velja za dolžino 1 km, na primer najmanj 50 megaomov za kable za napetosti 1 in 3 kV in ne več kot manj kot 100 megohmov za kable 6–35 kV pri 20 °C.

Izolacijska upornost ni konstantna vrednost - močno je odvisna ne le od kakovosti materialov in popolnosti tehnološkega procesa, temveč tudi od temperature in trajanja napetosti med preskusom.

Za večjo gotovost pri merjenju izolacijskega upora je treba posebno pozornost posvetiti temperaturi merjenega predmeta in trajanju napetosti (elektrifikacije).

V nehomogenih dielektrikih, zlasti v prisotnosti vlage v njih, se pod vplivom konstantne napetosti na njih pojavi preostali naboj.

Da bi se izognili napačnim rezultatom, je potrebno izvesti dolgotrajno praznjenje kabla pred meritvami, tako da kabelske žile povežete z maso in s svinčenim plaščem.

Da bi rezultate meritev prinesli na konstantno temperaturo, na primer 20 ° C, se dobljene vrednosti preračunajo po formulah, v katerih so koeficienti določeni vnaprej glede na material izolacijske plasti in konstrukcija kabla.

Odvisnost izolacijskega upora od trajanja uporabe napetosti je določena s spremembo toka, ki teče skozi izolacijsko plast s konstantno napetostjo, ki se uporablja za dielektrik. Ko se trajanje delovanja napetosti (elektrifikacija) poveča, se tok zmanjša.

Največjo vlogo igra izolacijska upornost pri komunikacijskih kablih, saj tam določa kakovost prenosa signala po kablu in je ena glavnih karakteristik. Za osnovne kable te vrste je izolacijska upornost od 1000 do 5000 MΩ in se zmanjša na 100 MΩ.

Zmogljivost

Kapacitivnost je tudi ena glavnih značilnosti kablov in žic, zlasti tistih, ki se uporabljajo za komunikacijo in signalizacijo.

Vrednost kapacitivnosti je določena s kakovostjo materiala izolacijskega sloja in geometrijskimi dimenzijami kabla. Pri komunikacijskih kablih, kjer se iščejo nižje vrednosti kapacitivnosti, je kapacitivnost kabla določena tudi z volumnom zraka v kablu (zračna papirnata izolacija).

Merjenje kapacitivnosti se trenutno uporablja za nadzor popolnosti impregnacije kabla in njegovih geometrijskih dimenzij. Pri visokonapetostnih trižilnih kablih je kapacitivnost kabla definirana kot kombinacija delnih kapacitivnosti.

Za izračun polnilnega toka kabla, ko je nanj priključena visoka izmenična napetost, in za izračun tokov kratkega stika je treba poznati vrednost kapacitivnosti kabla.

Merjenje kapacitivnosti se v večini primerov izvaja z izmenično napetostjo in le za poenostavitev in pospešitev meritev se uporablja določanje kapacitivnosti pri enosmernem toku.

Pri merjenju kapacitivnosti enosmernega toka je treba upoštevati, da bo kapacitivnost kabla, določena z balističnim galvanometrom iz praznjenja po polnjenju kabla z enosmerno napetostjo nekaj časa, odvisna od trajanja polnjenja na kablu.Običajno se pri merjenju kapacitivnosti žic in kablov predvideva, da je trajanje napajanja napetosti 0,5 ali 1 min.

Seznam značilnosti žic in kablov, ki se merijo pod izmenično napetostjo

Pri izmenični napetosti se merijo naslednje značilnosti žic in kablov:

• kot dielektričnih izgub oziroma tangens tega kota in povečanje kota izgube v območju 30% od nazivne delovne napetosti kabla do napetosti med merjenjem;

• odvisnost kota dielektričnih izgub od napetosti (ionizacijska krivulja);

• odvisnost dielektričnega izgubnega kota od temperature (temperaturni potek);

• električna trdnost;

• odvisnost dielektrične trdnosti od trajanja uporabe napetosti.

V skladu z zahtevami tehničnih specifikacij se nekatere od teh lastnosti merijo na vseh kabelskih kolutih, ki jih proizvaja tovarna (trenutni testi), druge le na majhnih vzorcih ali dolžinah, vzetih iz serije kabelskih kolutov glede na določeno hitrost (tip testi).

Trenutno preizkušanje visokonapetostnih napajalnih kablov vključuje: merjenje kota dielektričnih izgub in njegovega spreminjanja z napetostjo (ionizacijska krivulja in naraščanje kota izgub).

Tipski preskusi vključujejo temperaturno obnašanje in odvisnost pretržne trdnosti kabla od trajanja uporabe napetosti. Razširjen je bil tudi preizkus impulzne trdnosti kabelske izolacije.