Защитные оболочки и бронепокровы

Для защиты изоляции жил от воздействия влаги, света и других атмосферных и механических воздействий применяются кабельные обо­лочки. В зависимости от материала, применяемого для их изготовле­ния, оболочки подразделяются на металлические, пластмассовые и металло-пластмассовые.

К металлическим оболочкам относятся свинцовые, алюминиевые и стальные.

Свинцовые оболочки накладываются на кабель методом опрессования в горячем виде. Для повышения твердости и вибростойкости оболочки ее изготавливают из легированного свинца с присадкой 0,4-0,8% сурьмы. Радиальная толщина оболочки в зависимости от ди­аметра кабеля составляет 1,1-2,6 мм. К основным эксплуатационным достоинствам свинцовых оболочек относятся: абсолютная влагонепроницаемость; пластичность, обеспечивающая гибкость кабелей; легко спаивается при монтаже. Однако свинцовая оболочка имеет следующие существенные недостатки: подверженность коррозии в некоторых грунтах от блуждающих токов; невысокую механическую прочность (напряжение при растяжении равно 9,5-20 МПа); большую массу (плотность свинца 11,4 г/см³ может вызвать так называемое свинцовое отравление организма).

Алюминиевая оболочка изготовляется из чистого алюминия (со­держащего примеси не более 0,02 %) методом опрессования в горячем виде или холодным способом из ленты со сварным продольным швом. Для больших диаметров кабеля (свыше 20 мм) применяют алюминиевые оболочки гофрированной конструкции.

Алюминиевые оболочки являются весьма перспективными из-за: не­большой массы (плотность алюминия 2,7 г/см³); высоких экранирую­щих свойств; не­высокой стоимостью и дефицитности по сравнению со свинцом.

Однако, алюминиевая оболочка подвержена электрохимической коррозии и поэтому ее защищают полиэтиленовым шлангом с предвари­тельно наложенным слоем битума. Кроме того, технология спайки алюминиевой оболочки в процессе монтажа значительно сложнее, чем свинцовой оболочки. Радиальная толщина алюминиевой оболочки 0,65-1,7 мм. Кабели с алюминиевыми оболочками прокладываются главным образом вдоль электрофицированных железных дорог и ЛЭП.

Стальные оболочки изготавливают путем сварки лент толщиной 0,3-0,5 мм, свернутых в трубку. Они обладают высокой механической прочностью (напряжение при растяжении 700-750 МПа) и вибростой­костью, поэтому не требуют дополнительной механической защиты. Сталь не менее дефицитна по сравнению со свинцом и имеет меньшую массу (плотность 7,8 г/см³). К недостаткам стальных оболочек по сравнению со свинцовыми относятся: жесткость (меньшая гибкость), большая подверженность коррозии и худшие экранирующие свойства.

Для повышения гибкости оболочку выполняют в виде гофрирован­ной трубки, защита от коррозии выполняется так же, как и в кабелях с алюминиевой оболочкой, а экранирующее свойство увеличивают пу­тем введения экрана из алюминиевой фольги поверх кабельного сер­дечника.

Из пластмассовых оболочек наибольшее использование получили полиэтиленовые, поливинилхлоридные и полиизобутиленовые. Пласт­массовые оболочки во много paз легче свинцовых (плотность полиэ­тилена 0,92 г/см³, а поливинилхлорида 1,3-1,5 г/см³), следователь­но, уменьшается общая масса кабеля. Они значительно более вибростойкие, чем свинцовые оболочки, устойчивы к электрохимичес­кой коррозии и недороги. В тоже время пластмассовые оболочки имеют два существенных недостатка: 1) не обладают экранирующими свойствами, для чего под пластмассовую вводят экран из алюминие­вой, иногда медной, фольги; 2) не являются полностью влагонепро­ницаемыми, т.е. через пластмассу постепенно собираются водяные пары, что приводит к понижению изоляции кабеля.

Пластмассовые оболочки применяют главным образом в кабелях с негигроскопичной изоляцией типа полиэтилена, фторопласта, поливинилхлорида и др. Радиальная толщина оболочки от 0,6 до 4,5 мм.

Металлопластмассовые оболочки представляют собой соединённые в одно целое пластмассовую оболоч­ку и металлический экран. Наиболее распространённым видом металлопластмассовой оболочки является "алпэт", для образования кото­рой используется алюминиевая лента, покрытая с одной или с обеих сторон полиэтиленовой плёнкой толщиной 0,03 - 0,05 мм. В процессе выпрессовывания полиэтиленовой оболочки за счёт нагрева происходит сварка оболочки и полиэтиленового слоя экрана. Таким образом, продольный алюминиевый экран оказывается как бы приваренным к по­лиэтиленовой оболочке, образуя с ней одно целое.

Наличие тонкого слоя металла на внутренней поверхности обо­лочки существенно (в 100 - 1000 раз) уменьшает её влагонепроницаемость по сравнению обычной полиэтиленовой оболочкой. Оболочка "сталпэт” состоит из двух гофрированных лент (алюминиевой толщи­ной 0,13 - 0,2 мм и стальной оцинкованной толщиной 0,2 мм), нало­женных на сердечник продольно, и наружного полиэтиленового шлан­га. При этом нижнюю - алюминиевую ленту - накладывают с небольшим зазором, а верхнюю - стальную - с перекрытием. Продольный шов стальной ленты сваривают.

Защитным покровом называется конструктивный элемент кабеля, наложенный поверх оболочки и служащий для защиты её от внешних воздействий, главным образом, механических. Как правило, он состоит из трёх частей: бронепокрова (или просто бро­ни), внутреннего (подушки) и наружного покровов. Кабели, проклады­ваемые в земле, защищают бронёй из стальных лент (Б) толщиной 0,3; 0,5 или 0,8 мм и шириной 15 - 60 мм в зависимости от диамет­ра кабеля. Броня состоит из двух лент, накладываемых на подушку, состоящую из слоя кабельной пряжи или нескольких слоев кабельной бумаги пропитанной в основном битумным составом. Бронеленты для гибкости накладывают спирально с промежутком 1/3 ширины лен­ты, причём верхняя лента должна покрывать промежуток между витка­ми нижней ленты (рис. 7).

Рис.7. Оболочка, бронированная стальными лентами:

1- оболочка; 2- слой кабельной бумаги (нижняя подушка); 3- две бронеленты; 4- кабельная пряжа, пропитанная битумом.

Поверх ленты размещаются наружный джутовый покров, который защищает броню от коррозии, и меловой слой, предотвращающий сли­пание витков кабеля на барабане. У кабелей с пластмассовой изоля­цией подушка состоит из двух - четырёх поливинилхлоридных лент, наложенных с перекрытием, а наружный покров состоит из полиэтиле­нового шланга толщиной 1,5 - 3,3 мм.

В местах, где кабель испытывает растягивающее усилие (на ук­лонах свыше 45 градусов, в шахтах и т.д.), применяется броня из плоских проволок (П) толщиной 1,5 - 1,7 мм. Подводные кабели име­ют броню из круглых проволок (К) диаметром 1,2 - 8 мм; чаще всего применяются диаметры 4 и 6 мм (рис.8).

рис.8 Оболочка бронированная стальными лентами

1-оболочка; 2-кабельная пряжа (нижняя подушка); 3-слой круглых проволок; 4-наружный покров ив кабельной пряжи.

Поверх бронепроволок накладывается наружный слой пряжи, про­питанный битумом. В кабелях, прокладываемых в прибрежных зонах морей и крупных водоёмов, используется двойная броня, состоящая из комбинаций различных типов брони (БК, ПК, КК).