Pojęcie i klasyfikacja kabli elektrycznych

Kabel (kabel elektryczny) – przewód jedno- lub wielożyłowy z oddzielną izolacją każdej żyły, przeznaczony do przewodzenia prądu elektrycznego, zaopatrzony w powłokę ochronną i pancerz uzależniony od środowiska, w jakim ma być ułożony (ziemia, woda, kanały podziemne, powietrzne itp.).

Kable są jedno- lub wielożyłowymi przewodami o izolowanych żyłach i szczelnej powłoce, przystosowanymi do układania w ziemi i w wodzie; mogą też być układane w powietrzu, w budynkach i poza nimi. Asortyment jest bardzo szeroki: od kabli niskiego napięcia o małym przekroju, niewiele różniących się od instalacyjnych przewodów kabelkowych, po wymyślne konstrukcje kabli najwyższych napięć o dużym przekroju, zdolnych do przesyłu mocy rzędu setek i tysięcy MVA. Linie kablowe stosuje się zamiast linii napowietrznych tylko w uzasadnionych przypadkach.

Budowa kabli elektrycznych

Żyły kabla wykonane są z aluminium lub miedzi. Mogą być okrągłe (rys. 1a) lub sektorowe (rys. 1b). Każda żyła składa się najczęściej z wielu drutów o najmniejszych średnicach. Przy niewielkich średnicach żyły mogą być wykonane z jednego drutu.

Izolację kabla stanowią najczęściej warstwy papieru nasyconego olejem, szczelnie nawinięte na żyłę, albo izolacja polwinitowa. Dla napięć wyższych od 6kV stosowana jest już polietylenowa. Oprócz izolacji papierowej, czynnikiem polepszającym właściwo-ści izolacyjne w kablach wyższych napięć jest olej lub gaz.

Wypełniacz – jest to materiał izolacyjny wypełniający szczeliny między izolacją żył a powłoką kabla. Na wypełniacze stosuje się najczęściej papier lub materiały włókniste nasycone olejem.

Powłoka – w kablu ma za zadanie uszczelnienie izolacji kabla i niedopuszczenie do wpływu wilgotności lub wycieku oleju, którym nasycony jest papier, oraz niedopuszczenie do powstania w izolacji pęcherzyków powietrza. Najczęściej używane są w tym celu ołów, aluminium lub polwinit.

Pancerz kabli ma na celu ich ochronę przed uszkodzeniami mechanicznymi. Tworzą go najczęściej druty lub taśmy stalowe owinięte wokół kabla.

Osłonę powłok oraz osłonę zewnętrzną kabla tworzą warstwy juty (materiał włóknisty smołowany) lub polwinitu. Osłona powłoki chroni ją przed bezpośrednim nawinięciem pancerza, natomiast osłona zewnętrzna izoluje stalowy pancerz od wpływu wilgotności. W sieciach niskiego napięcia mają zastosowanie kable o różnych liczbach żył, od jednej do czterech, natomiast w sieciach średnich do 60kV stosuje się kable o jednej lub trzech żyłach.

Przy napięciach powyżej 60kV stosowane są najczęściej kable jednożyłowe.

Rys. 1.4 Konstrukcja kabla z powłoką ołowianą typu XnRUHKXS + Pb
Źródło: www.przewody.com.pl

1. Żyła robocza, miedziana, 2. Wytłaczany ekran żyły, polietylen półprzewodzący, 3. Izolacja XLPE, super czysty polietylen, 4. Wytłaczany ekran izolacji, polietylen półprzewodzący, 5. Uszczelnienie wzdłużne, taśma półprzewodząca puchnąca pod wpływem wilgoci, 6. Żyła po-wrotna, druty i taśma Cu, 7. Uszczelnienie wzdłużne, taśma półprzewodząca, 8. Wytłaczana powłoka, stop ołowiu, 9. Powłoka antykorozyjna, taśma z tworzywa sztucznego, 10. Powłoka zewnętrzna, czerwona, polietylen uniepalniony.

Ze względu na budowę i rodzaj izolacji, kable można podzielić na następujące rodzaje:

• izolacji papierowej: rdzeniowe (do 10kV), ekranowe (15-60kV),
• izolacji z tworzyw sztucznych: polwinitowe (do 6kV), polietylenowe (do 220kV), olejowe (powyżej 60kV), gazowe (powyżej 60kV).

Kable rdzeniowe mają oprócz izolacji każdej żyły nawiniętą dodatkową warstwę izolacji rdzeniowej (rys. 1a). Przy mniejszych przekrojach stosuje się w tych kablach żyły okrągłe, przy większych natomiast, w celu ograniczenia ich, średnie żyły sektorowe.

Kable ekranowe wykonuje się tylko z żyłami okrągłymi. Każda żyła ma izolację, na której nawinięta jest warstwa taśmy metalizowanej lub folii aluminiowej.

Kable olejowe wykonane są dla sieci najwyższych napięć, jako kable jednożyło-we lub trójżyłowe. Wewnątrz żyły zbudowanej z profilowanych drutów miedzianych znajduje się kanał olejowy. W kanał wtłaczany jest pod ciśnieniem olej, który jednocześnie wypełnia wszystkie szczeliny w izolacji żyły. W Polsce produkuje się kable olejowe jednożyłowe na napięcie 110 kV oraz kable olejowe na napięcie 220kV.

Kable gazowe zbudowane są podobnie jak kable olejowe. Do kanału żyły wpro-wadza się gaz (azot lub sześciofluorek siarki-SF6).

Opracowano na podstawie materiałów KOWEZIU.