Johtojen ja kaapeleiden sähköiset perusominaisuudet

Johtojen ja kaapeleiden tärkeimmät sähköiset ominaisuudet sisältävät vakiojännitteellä mitatut ominaisuudet, nimittäin:

• virtajohtojen ohminen vastus,

• eristysvastus,

• kapasiteettia.

Ohminen vastus

Johtojen ja kaapeleiden johtavien johtimien ohminen resistanssi ilmaistaan ​​ohmeina ja viittaa yleensä johtimen tai kaapelin pituusyksikköön (m tai km). Ohmista resistanssia, joka viittaa pituus- ja poikkileikkausyksikköön, kutsutaan resistanssiksi ja se ilmaistaan ​​ohmeina cm.

Johtojen ja kaapeleiden teknisissä ehdoissa resistanssi ilmaistaan ​​ohmeina viitaten yksikköpituuteen 1 m ja johtimen poikkileikkaukseen 1 mm2.

Johtojen ja kaapeleiden kuparijohtimien resistanssi lasketaan tuotteissa olevan kuparin resistanssin arvon perusteella. Karkaisemattomalle langalle (luokka MT), jonka halkaisija on enintään 0,99 mm - 0,0182, halkaisija yli 1 mm - 0,018 - 0,0179, lämmitetylle langalle (luokka MM), jonka halkaisija on kaikki - 0,01754 ohmia mm2/m.

Alumiinilangan ominaisohminen resistanssi ei saa ylittää 0,0295 ohm·mm2/m 20 °C:ssa kaikissa merkeissä ja halkaisijoissa.

Eristysvastus

Eristysresistanssi on yksi johtojen ja kaapeleiden yleisimmistä ominaisuuksista. Kaapeliteknologian kehittämisen alkuvaiheessa eristysresistanssia pidetään kaapelituotteiden murtolujuuden ja luotettavuuden kannalta määrittelevänä ominaisuutena.

Tuolloin eristemateriaalia pidettiin erittäin huonona johtimena, ja ilmeisesti tästä näkökulmasta katsottiin, että mitä suurempi eristeen vastus, sitä enemmän materiaali eroaa johtimesta, joten sitä paremmin se eristää johtimen. .

Johtojen ja kaapeleiden eristysresistanssin standardit ovat edelleen perustavanlaatuisia useissa tapauksissa, esimerkiksi mittauslaitteisiin liitetyissä johtimissa tai pienissä vuotovirtapiireissä. Ilmeisesti tässä tapauksessa on välttämätöntä vaatia korkeaa eristysvastusta samalla tavalla kuin kaikille johtimille ja tietoliikennekaapeleille jne.

Suhteellisen paljon sähköenergiaa siirtävien voimakaapeleiden kohdalla vuodon energiahäviönä ei ole käytännössä merkitystä, jos se ei vähennä kaapelin sähköistä lujuutta ja luotettavuutta, joten kyllästetyllä paperieristeellä varustetuissa voimakaapeleissa eristysresistanssi ei ole yhtä tärkeä kuin muuntyyppiset kaapelit ja johdot, jotka siirtävät suhteellisen pienen määrän sähköenergiaa.

Näiden näkökohtien perusteella kyllästetyllä paperieristyksellä varustetuille voimakaapeleille määritetään yleensä vain 1 km:n pituisen eristysvastuksen alaraja, esimerkiksi vähintään 50 megaohmia kaapeleille, joiden jännite on 1 ja 3 kV ja enintään 100 megaohmia 6–35 kV kaapeleille 20 °C:ssa.

Eristysresistanssi ei ole vakioarvo – se ei riipu ainoastaan ​​materiaalien laadusta ja teknologisen prosessin täydellisyydestä, vaan myös lämpötilasta ja jännitteen kestosta testin aikana.

Paremman varmuuden saavuttamiseksi eristysvastuksen mittaamisessa tulee kiinnittää erityistä huomiota mitattavan kohteen lämpötilaan ja jännitteen kestoon (sähköistyminen).

Epähomogeenisissa eristeissä, erityisesti kosteuden ollessa niissä, jäännösvaraus ilmaantuu niihin kohdistuvan vakiojännitteen vaikutuksesta.

Väärien tulosten välttämiseksi kaapeli on purettava pitkään ennen mittauksia yhdistämällä kaapelin sydämet maahan ja lyijyvaippaan.

Mittaustulosten saattamiseksi vakiolämpötilaan, esimerkiksi 20 °C:seen, saadut arvot lasketaan uudelleen kaavojen mukaan, joiden kertoimet määritetään etukäteen riippuen eristekerroksen materiaalista ja kaapelin rakentaminen.

Eristysresistanssin riippuvuus jännitteen kohdistamisen kestosta määräytyy eristekerroksen läpi kulkevan virran muutoksesta, kun eristeeseen syötetään vakiojännite. Kun jännitteen käytön (sähköistyksen) kesto pitenee, virta pienenee.

Suurin rooli on tietoliikennekaapeleiden eristysresistanssilla, koska siellä se määrittää kaapelin signaalinsiirron laadun ja on yksi tärkeimmistä ominaisuuksista. Tämän tyyppisten peruskaapeleiden eristysvastus on 1000 - 5000 MΩ ja laskee 100 MΩ:iin.

Kapasiteetti

Kapasitanssi on myös yksi tärkeimmistä kaapeleiden ja johtojen ominaisuuksista, erityisesti niiden, joita käytetään viestintään ja signaloinnissa.

Kapasitanssin arvon määrää eristekerroksen materiaalin laatu ja kaapelin geometriset mitat. Tietoliikennekaapeleissa, joissa haetaan pienempiä kapasitanssiarvoja, kaapelin kapasitanssi määräytyy myös kaapelin ilmamäärän mukaan (ilmapaperieristys).

Kapasitanssimittausta käytetään tällä hetkellä kaapelikyllästyksen täydellisyyden ja geometristen mittojen ohjaamiseen. Kolmijohtimissa suurjännitekaapeleissa kaapelin kapasitanssi määritellään osakapasitanssien yhdistelmäksi.

Kaapelin latausvirran laskemiseksi, kun siihen syötetään korkea vaihtojännite, ja oikosulkuvirtojen laskemiseksi on tiedettävä kaapelin kapasitanssin arvo.

Kapasitanssimittaus suoritetaan useimmissa tapauksissa vaihtojännitteellä, ja vain mittausten yksinkertaistamiseksi ja nopeuttamiseksi käytetään kapasitanssin määritystä tasavirralla.

Tasavirtakapasitanssia mitattaessa on pidettävä mielessä, että kaapelin kapasitanssi, jonka ballistinen galvanometri määrittää purkauksesta sen jälkeen, kun kaapelia on ladattu tasajännitteellä jonkin aikaa, riippuu kaapelin latauksen kestosta.Yleensä johtojen ja kaapeleiden kapasitanssia mitattaessa oletetaan jännitteensyötön kestoksi 0,5 tai 1 min.

Luettelo johtojen ja kaapeleiden ominaisuuksista, jotka mitataan vaihtojännitteellä

Vaihtojännitteellä mitataan seuraavat johtojen ja kaapeleiden ominaisuudet:

• dielektristen häviöiden kulma tai pikemminkin tämän kulman tangentti ja häviökulman kasvu 30 %:n alueella kaapelin nimelliskäyttöjännitteestä jännitteeseen mittauksen aikana;

• dielektristen häviöiden kulman riippuvuus jännitteestä (ionisaatiokäyrä);

• dielektrisen häviökulman riippuvuus lämpötilasta (lämpötilan kulku);

• sähköinen vahvuus;

• dielektrisen lujuuden riippuvuus jännitteen käytön kestosta.

Osa näistä ominaisuuksista mitataan teknisten eritelmien vaatimusten mukaisesti kaikilla tehtaan valmistamilla kaapelikeloilla (nykyiset testit), toiset vain pienillä näytteillä tai pituuksilla, jotka on otettu kaapelikelaerästä tietyn nopeuden (tyyppi) mukaan. testit).

Suurjännitekaapeleiden nykyinen testaus sisältää: dielektrisen häviökulman mittauksen ja sen vaihtelun jännitteen mukaan (ionisaatiokäyrä ja häviökulman kasvu).

Tyyppitestit sisältävät lämpötilakäyttäytymisen ja kaapelin murtolujuuden riippuvuuden jännitteen käytön kestosta. Kaapelieristyksen impulssilujuuskoe on myös yleistynyt.