Kábelek Felosztás, fajták
Villamos vezető rendszerek Vezetékek Kábelek Gyengeáramú szigetelt Csupasz Gyengeáramú Erősáramú Erősáramú szigetelt Koaxiális Szimmetrikus Légkábel Földkábel
Célok Töltéshordozók kontrollált csatornában történő továbbítása. Igény lehet: energiaellátás (erősáram) hírközlés (gyengeáram) Ez alapján: alacsony (DC) ellenállás / jó külső szigetelés vagy jó NF viselkedés
Vezető kiválasztása Ár!!! Minőség A tanultak alapján jó lehet: Cu, Au, Ag, Al Vezetőképesség alapján álatlában jó: Al, Cu, Ag Gyakorlatban erősáramnál: Al és ötvözetei gyengeráamnál: Cu és bevonatos verziói, NF gyakorlatban figyelni kell a Skin-hatásra
Geometria A kábelek keresztmetszete: rendszerint kör, erősáramú környezetben gyakori a téglalap és körcikk
Technológia Többfokozatú húzás Al rosszabb vezető, mint a Cu, ezt keresztmetszet növeléssel lehet kompenzálni Al csak erősáramú környezetben, ott nem kell forrasztani Gyengeáramú környezetben inkább réz, forrasztunk + jobb helykihasználás
Erősáramú eszközök Réz és Alumínium vezetők csupasz és szigetelt kivitelben, légvezetékként, vagy (föld)kábel formájában. Légvezetékeknél kettős igény: villamos paraméterek húzószilárdság (teherviselő képesség)
Légvezetékek mechanikus igénybevétele saját súlyból adódó keresztmetszet => önsúly (statikus jellegű) csökkenteni az oszlopközt, vagy módosítani a terheléselosztást (több vezető) Időjárás víz és jég lerakódás (statikus) megfelelő lepergető bevonat, méretezés szél hatása (dinamikus) befogási pontoknál fáradás jól megválasztott ötvözet, befogási módszerek, oszlopköz, távtartók
Erősáramú légvezeték alapanyagok - szilíciumbronz - hő és egyéb kezeléssel keményített vörösréz (patentírozás, sajtolás) - ritka - ötvözött Al (aludúr - Ald) - speciális acél (AcAl, AC4)
Erősáramú sodort légvezeték kialakítások A sodrony mechanikai szempontból mindig jobban ellenáll a dinamikus terhelésnek. Egynemű: Minden szála azonos alapanyagból készül, csak a sodrás az előny. Többnemű: Több szálanyagból sodorják pontos geometriával, egyik mechanikailag tart, a másik jól vezet. (AcAl)
Sodronyok Előnyök: - jó vezető + nagy teherbírású - jól viseli a dinamikus terhelést is (lengés) - sokkal jobban hajlítható - többrétegű sodronyoknál az egyes rétegek mindig ellentétes irányba forognak - a külső réteg jobbmenetű, kivéve, ha tiszta Al sodrony, akkor balos - Al tartalmú sodratokat csak hegeszteni szabad - elektrokémiai korrózió!
Szigetelt erősáramú kábelek 1. légkábel földkábel Légkábel: több ér, hiszen kábel Al ötvözet rendszerint, néha Cu ötvözet koromtartalmú PVC szigetelés (UV ellen) teherviselő elemként acélszál, vezetésben nem vesz részt
Szigetelt erősáramú kábelek 2. Földkábelek: feszítésre csak a fektetéskori csörlőzés miatt kell méretezni, hosszú távra nem földben kémiai hatások érik, a szigetelésnek tartósan el kell ezt viselni a telepítés sokkal drágább, mint légkábelnél, így a hosszabb élettartam alapkérdés
Föld / légkábel dilemma drága olcsó földkábel telepíteni fenntartani légkábel fenntartani telepíteni A gyakorlatban a telepítő és a fenntartó elkülönülhet => rövid távú érdekek. Városkép / életminőség bővíthetőség, átstruktúrálhatóság
Szigetelt kábelek veszteségei ohmikus ellenállás (vezető) szigetelésben: szivárgási veszteség átpolarizálódási veszteség (csak AC probléma) ionizálódási veszteség (=> átütés esély nő) fémköpeny / páncélozás: örvényáramú veszteség (átmágnesezéskor) hiszterézis veszteség (vasmag jelleg) Mindegyik hőleadással jár, hat a rendszerbiztonságra is!
Hőegyensúlyi állapot Amíg a veszteségek okán fejlődött és a leadható hő mennyisége nem egyezik meg, nem beszélhetünk hőegyensúlyról. Függ a környezeti hőmérséklettől függ tőle a terhelhetőség! Csökkenteni kell a veszteségeket és javítani a hőleadást.
Komplex kábelek Komplex kábelek szokásos rétegsorrendje: vezető ér érszigetelés Kábellélek övszigetelés köpenyezés párnázás páncélozás záró burkolat Egyes elemek opcionálisak!
Kábelek elemei 1. Érszigetelés: Csak villamos méretezés, a vezetőket ez veszi körbe közvetlenül. (PE, PVC) Övszigetelés: Minden szigetelt eret összefognak és az érszigeteléssel általában megegyező anyaggal körbeveszik. Ér + Érszigetelés + Övszigetelés = Kábellélek
Kábelek elemei 2. Köpeny: Ólom, Alu, vagy műanyag. Jellemzően vízzárás, de néha vezető szerepe is van. Párnázás: Ütéstől, nyomástól véd. Habosított műa., vagy gyapot. Páncélozás: Acélszalag. Vagy spirálban átfedéssel, vagy hosszanti szálak. Vágó igénybevétel ellen, esetleg húzást segíti.