Característiques elèctriques bàsiques de fils i cables

Les principals característiques elèctriques dels cables i cables inclouen característiques mesurades a tensió constant, a saber:

• resistència ohmica dels cables que transporten corrent,

• resistència d'aïllament,

• capacitat.

Resistència ohmica

La resistència òhmica dels conductors conductors de fils i cables s'expressa en ohms i normalment es refereix a una unitat de longitud (m o km) d'un fil o cable. La resistència ohmica, referida a una unitat de longitud i secció transversal, s'anomena resistència i s'expressa en ohm·cm.

En les condicions tècniques de fils i cables, la resistència s'expressa en ohms, referint-se a una unitat de longitud d'1 m i una secció transversal d'un cable d'1 mm2.

La resistència dels conductors de coure de filferros i cables es calcula a partir del valor de la resistència del coure dels productes. Per a filferro no temperat (classe MT) amb un diàmetre de fins a 0,99 mm — 0,0182, amb un diàmetre superior a 1 mm — 0,018 — 0,0179, per a cable escalfat (classe MM) de tots els diàmetres — 0,01754 ohms mm2/m.

La resistència ohmica específica del cable d'alumini no ha de superar els 0,0295 ohm·mm2/m a 20 ° C de totes les marques i diàmetres.

Resistència d'aïllament

La resistència d'aïllament és una de les característiques més comunes dels cables i cables. En el primer període de desenvolupament de la tecnologia del cable La resistència d'aïllament es considera una característica definidora en termes de resistència a la ruptura i fiabilitat dels productes de cable.

En aquella època, el material aïllant es considerava un conductor molt pobre, i òbviament des d'aquest punt de vista es creia que com més gran sigui la resistència de l'aïllament, més difereix aquest material del conductor, per tant, millor aïllarà un conductor. .

Les normes de resistència d'aïllament de fils i cables segueixen sent fonamentals en diversos casos, per exemple per als cables connectats a instruments de mesura o circuits amb poca corrent de fuga. Òbviament, en aquest cas, cal exigir una alta resistència d'aïllament de la mateixa manera que per a tots els cables i cables de comunicació, etc.

Per als cables d'alimentació que transmeten una quantitat relativament gran d'energia elèctrica, les fuites com a pèrdua d'energia són pràcticament irrellevants si no redueixen la força elèctrica i la fiabilitat del cable, per tant, la resistència d'aïllament dels cables d'alimentació amb aïllament de paper impregnat no és tan important com per als cables d'alimentació. altres tipus de cables i fils que transmeten una quantitat relativament petita d'energia elèctrica.

A partir d'aquestes consideracions, per als cables d'alimentació amb aïllament de paper impregnat, només s'especifica el límit inferior de la resistència d'aïllament aplicable a una longitud d'1 km, per exemple, no menys de 50 megaohms per a cables per a tensions d'1 i 3 kV i no més de 100 megaohms per a cables de 6 a 35 kV a 20 °C.

La resistència d'aïllament no és un valor constant: depèn molt no només de la qualitat dels materials i de la perfecció del procés tecnològic, sinó també de la temperatura i la durada de l'aplicació de la tensió durant la prova.

Per tal d'aconseguir una major certesa a l'hora de mesurar la resistència d'aïllament, s'ha de prestar especial atenció a la temperatura de l'objecte mesurat i a la durada de la tensió (electrificació).

En els dielèctrics no homogenis, especialment en presència d'humitat, apareix una càrrega residual sota la influència d'una tensió constant que se'ls aplica.

Per evitar l'obtenció de resultats incorrectes, és necessari realitzar una llarga descàrrega del cable abans de realitzar les mesures connectant els nuclis del cable a terra i a la funda del cable.

Per portar els resultats de les mesures a una temperatura constant, per exemple 20 ° C, els valors obtinguts es tornen a calcular segons les fórmules, els coeficients en els quals es determinen per endavant en funció del material de la capa d'aïllament i el construcció del cable.

La dependència de la resistència d'aïllament de la durada de l'aplicació de tensió ve determinada pel canvi del corrent que passa per la capa d'aïllament amb una tensió constant aplicada al dielèctric. A mesura que augmenta la durada de l'aplicació de la tensió (electrificació), el corrent disminueix.

El paper més important el juga la resistència d'aïllament en els cables de comunicació, perquè allà determina la qualitat de la transmissió del senyal al cable i és una de les característiques principals. Per als cables bàsics d'aquest tipus, la resistència d'aïllament és de 1000 a 5000 MΩ i disminueix a 100 MΩ.

Capacitat

La capacitància també és una de les principals característiques dels cables i cables, especialment els utilitzats per a la comunicació i la senyalització.

El valor de la capacitat està determinat per la qualitat del material de la capa d'aïllament i les dimensions geomètriques del cable. En els cables de comunicació, on es busquen valors de capacitat més baixos, la capacitat del cable també ve determinada pel volum d'aire del cable (aïllament de paper d'aire).

Actualment, la mesura de capacitat s'utilitza per controlar la integritat de la impregnació del cable i les seves dimensions geomètriques. En els cables de tres fils d'alta tensió, la capacitat del cable es defineix com una combinació de capacitats parcials.

Per calcular el corrent de càrrega del cable quan se li aplica una tensió alterna alta i per calcular els corrents de curtcircuit, cal conèixer el valor de la capacitat del cable.

La mesura de la capacitat es realitza en la majoria dels casos amb tensió alterna, i només per simplificar i accelerar les mesures, s'utilitza la determinació de la capacitat en corrent continu.

Quan es mesura la capacitat de CC, cal tenir en compte que la capacitat del cable, determinada pel galvanòmetre balístic a partir de la descàrrega després de carregar el cable amb tensió de CC durant un temps, dependrà de la durada de la càrrega del cable.Normalment, quan es mesura la capacitat de cables i cables, la durada del subministrament de tensió s'assumeix que és de 0,5 o 1 min.

Llista de característiques dels fils i cables que es mesuren en tensió alterna

A tensió alterna, es mesuren les característiques següents de fils i cables:

• l'angle de pèrdues dielèctriques o més aviat la tangent d'aquest angle i l'augment de l'angle de pèrdua en el rang del 30% des de la tensió nominal de treball del cable fins a la tensió durant la mesura;

• dependència de l'angle de les pèrdues dielèctriques de la tensió (corba d'ionització);

• dependència de l'angle de pèrdua dielèctrica de la temperatura (curs de temperatura);

• força elèctrica;

• la dependència de la rigidesa dielèctrica de la durada de l'aplicació de la tensió.

D'acord amb els requisits de les especificacions tècniques, algunes d'aquestes característiques es mesuren en totes les bobines de cable produïdes per la fàbrica (assajos actuals), d'altres només en mostres petites o longituds extretes d'un lot de bobines de cable segons una determinada velocitat (tipus proves).

Les proves actuals dels cables d'alimentació d'alta tensió inclouen: la mesura de l'angle de pèrdua dielèctrica i la seva variació amb la tensió (corba d'ionització i augment de l'angle de pèrdua).

Les proves de tipus inclouen el comportament de la temperatura i la dependència de la resistència a la ruptura del cable de la durada de l'aplicació de la tensió. La prova de força d'impuls de l'aïllament del cable també s'ha generalitzat.