Grundlæggende elektriske egenskaber for ledninger og kabler

De vigtigste elektriske egenskaber ved ledninger og kabler omfatter karakteristika målt ved konstant spænding, nemlig:

• ohmsk modstand af strømførende ledninger,

• isolationsmodstanden,

• kapacitet.

Ohmisk modstand

Den ohmske modstand af de ledende ledere af ledninger og kabler er udtrykt i ohm og refererer normalt til en længdeenhed (m eller km) af en ledning eller et kabel. Ohmisk modstand, der refererer til en enhed af længde og tværsnit, kaldes modstand og udtrykkes i ohm·cm.

I de tekniske forhold for ledninger og kabler er modstanden udtrykt i ohm, refererende til en enhedslængde på 1 m og et tværsnit af en ledning på 1 mm2.

Modstanden af ​​kobberledere af ledninger og kabler beregnes ud fra værdien af ​​modstanden af ​​kobber i produkterne. For uhærdet ledning (klasse MT) med en diameter på op til 0,99 mm — 0,0182, med en diameter på over 1 mm — 0,018 — 0,0179, for opvarmet ledning (klasse MM) af alle diametre — 0,01754 ohm mm2/m.

Den specifikke ohmske modstand af aluminiumtråden må ikke overstige 0,0295 ohm·mm2/m ved 20 °C af alle mærker og diametre.

Isolationsmodstanden

Isolationsmodstand er en af ​​de mest almindelige egenskaber ved ledninger og kabler. I den tidlige periode af kabelteknologisk udvikling isolationsmodstand betragtes som en definerende egenskab med hensyn til brudstyrke og pålidelighed af kabelprodukter.

På det tidspunkt blev isoleringsmateriale betragtet som en meget dårlig leder, og selvfølgelig troede man ud fra dette synspunkt, at jo større modstand isoleringen har, jo mere adskiller materialet sig fra lederen, jo bedre vil det isolere en leder. .

Standarder for ledningers og kablers isolationsmodstand er stadig grundlæggende i en række tilfælde, for eksempel for ledninger forbundet til måleinstrumenter eller kredsløb med lav lækstrøm. I dette tilfælde er det naturligvis nødvendigt at kræve en høj isolationsmodstand på samme måde som for alle ledninger og kommunikationskabler mv.

For elkabler, der overfører en relativt stor mængde elektrisk energi, er lækage som energitab praktisk talt irrelevant, hvis det ikke reducerer kablets elektriske styrke og pålidelighed, derfor er isolationsmodstanden for elkabler med imprægneret papirisolering ikke så vigtig som f.eks. andre typer kabler og ledninger, der overfører en relativt lille mængde elektrisk energi.

På baggrund af disse overvejelser er det for elkabler med imprægneret papirisolering normalt kun angivet den nedre grænse for isolationsmodstanden gældende for en længde på 1 km, for eksempel mindst 50 megaohm for kabler til spændinger på 1 og 3 kV og ikke mere end 100 megaohm for 6-35 kV kabler ved 20 °C.

Isolationsmodstand er ikke en konstant værdi - den afhænger ikke kun af kvaliteten af ​​materialerne og perfektion af den teknologiske proces, men også af temperaturen og varigheden af ​​spændingspåføringen under testen.

For at opnå større sikkerhed ved måling af isolationsmodstanden skal der lægges særlig vægt på temperaturen på det målte objekt og spændingens varighed (elektrificering).

I inhomogene dielektriske stoffer, især i nærvær af fugt i dem, vises en restladning under påvirkning af en konstant spænding, der påføres dem.

For at undgå at opnå forkerte resultater er det nødvendigt at udføre en lang afladning af kablet før målinger ved at forbinde kabelkernerne til jorden og til blykappen.

For at bringe resultaterne af målingerne til en konstant temperatur, for eksempel 20 ° C, genberegnes de opnåede værdier i henhold til formlerne, hvor koefficienterne er bestemt på forhånd afhængigt af materialet i isoleringslaget og konstruktion af kablet.

Afhængigheden af ​​isolationsmodstanden af ​​varigheden af ​​spændingspåføring bestemmes af ændringen af ​​strømmen, der passerer gennem isoleringslaget med en konstant spænding påført dielektrikumet. Efterhånden som varigheden af ​​spændingspåføring (elektrificering) stiger, falder strømmen.

Den største rolle spilles af isolationsmodstanden i kommunikationskabler, fordi den der bestemmer kvaliteten af ​​signaltransmissionen på kablet og er en af ​​hovedegenskaberne. For basiskabler af denne type er isolationsmodstanden fra 1000 til 5000 MΩ og falder til 100 MΩ.

Kapacitet

Kapacitans er også en af ​​de vigtigste egenskaber ved kabler og ledninger, især dem, der bruges til kommunikation og signalering.

Værdien af ​​kapacitansen bestemmes af kvaliteten af ​​materialet i isoleringslaget og kablets geometriske dimensioner. I kommunikationskabler, hvor der søges lavere kapacitansværdier, bestemmes kabelkapacitansen også af luftmængden i kablet (luftpapirisolering).

Kapacitansmåling bruges i øjeblikket til at kontrollere fuldstændigheden af ​​kabelimprægnering og dens geometriske dimensioner. I højspændings trelederkabler er kabelkapacitansen defineret som en kombination af partielle kapacitanser.

For at beregne ladestrømmen af ​​kablet, når en høj vekselspænding påføres det, og for at beregne kortslutningsstrømmene, er det nødvendigt at kende værdien af ​​kablets kapacitans.

Kapacitansmåling udføres i de fleste tilfælde med vekselspænding, og kun for at forenkle og fremskynde målingerne anvendes bestemmelsen af ​​kapacitans ved jævnstrøm.

Ved måling af DC-kapacitans skal man huske på, at kablets kapacitans, bestemt af det ballistiske galvanometer fra udladningen efter opladning af kablet med DC-spænding i nogen tid, vil afhænge af varigheden af ​​ladningen på kablet.Normalt, ved måling af kapacitansen af ​​ledninger og kabler, antages varigheden af ​​spændingsforsyningen at være 0,5 eller 1 min.

Liste over karakteristika for ledninger og kabler, der måles under vekselspænding

Ved vekselspænding måles følgende karakteristika for ledninger og kabler:

• vinklen for dielektriske tab eller rettere tangenten af ​​denne vinkel og stigningen i tabsvinklen i området 30% fra kablets nominelle arbejdsspænding til spændingen under måling;

• afhængighed af vinklen af ​​de dielektriske tab på spændingen (ioniseringskurve);

• afhængighed af den dielektriske tabsvinkel på temperaturen (temperaturforløb);

• elektrisk styrke;

• afhængigheden af ​​dielektrisk styrke af varigheden af ​​spændingspåføring.

I overensstemmelse med kravene i de tekniske specifikationer måles nogle af disse egenskaber på alle kabeltromler produceret af fabrikken (aktuelle tests), andre kun på små prøver eller længder taget fra et parti kabelruller i henhold til en bestemt hastighed (type tests).

Nuværende test af højspændingskabler omfatter: måling af den dielektriske tabsvinkel og dens variation med spændingen (ioniseringskurve og stigning i tabsvinkel).

Typetest omfatter temperaturadfærd og afhængigheden af ​​kablets brudstyrke af varigheden af ​​spændingspåføringen. Impulsstyrketesten af ​​kabelisolering er også blevet udbredt.