Elektrische basiskenmerken van draden en kabels

De belangrijkste elektrische kenmerken van draden en kabels omvatten kenmerken gemeten bij constante spanning, namelijk:

• ohmse weerstand van stroomvoerende draden,

• isolatie weerstand,

• capaciteit.

Ohmse weerstand

De ohmse weerstand van de geleidende geleiders van draden en kabels wordt uitgedrukt in ohm en verwijst meestal naar een lengte-eenheid (m of km) van een draad of kabel. Ohmse weerstand, verwijzend naar een eenheid van lengte en doorsnede, wordt weerstand genoemd en wordt uitgedrukt in ohm·cm.

In de technische voorwaarden voor draden en kabels wordt de weerstand uitgedrukt in ohm, verwijzend naar een eenheidslengte van 1 m en een draaddoorsnede van 1 mm2.

De weerstand van koperen geleiders van draden en kabels wordt berekend op basis van de waarde van de weerstand van koper in de producten. Voor ongetemperde draad (klasse MT) met een diameter tot 0,99 mm — 0,0182, met een diameter van meer dan 1 mm — 0,018 — 0,0179, voor verwarmde draad (klasse MM) van alle diameters — 0,01754 ohm mm2/m.

De specifieke ohmse weerstand van de aluminiumdraad mag niet hoger zijn dan 0,0295 ohm·mm2/m bij 20°C van alle merken en diameters.

Isolatie weerstand

Isolatieweerstand is een van de meest voorkomende kenmerken van draden en kabels. In de vroege periode van ontwikkeling van kabeltechnologie isolatieweerstand wordt beschouwd als een bepalend kenmerk in termen van breeksterkte en betrouwbaarheid van kabelproducten.

In die tijd werd isolatiemateriaal beschouwd als een zeer slechte geleider, en vanuit dit oogpunt werd uiteraard aangenomen dat hoe groter de weerstand van de isolatie, hoe meer dat materiaal verschilt van de geleider, dus hoe beter het een geleider zal isoleren .

Normen voor de isolatieweerstand van draden en kabels zijn in een aantal gevallen nog fundamenteel, bijvoorbeeld voor draden die zijn aangesloten op meetinstrumenten of circuits met een lage lekstroom. Uiteraard is het in dit geval noodzakelijk om een ​​hoge isolatieweerstand te eisen, op dezelfde manier als voor alle draden en communicatiekabels, enz.

Voor stroomkabels die een relatief grote hoeveelheid elektrische energie doorgeven, is lekkage als energieverlies praktisch irrelevant als het de elektrische sterkte en betrouwbaarheid van de kabel niet vermindert, daarom is de isolatieweerstand voor stroomkabels met geïmpregneerde papierisolatie niet zo belangrijk als voor stroomkabels andere soorten kabels en draden die een relatief kleine hoeveelheid elektrische energie overbrengen.

Op basis van deze overwegingen wordt voor stroomkabels met geïmpregneerde papierisolatie meestal alleen de ondergrens van de isolatieweerstand die van toepassing is op een lengte van 1 km gespecificeerd, bijvoorbeeld niet minder dan 50 megaohm voor kabels voor spanningen van 1 en 3 kV en niet meer dan minder dan 100 megaohm voor kabels van 6 - 35 kV bij 20 °C.

Isolatieweerstand is geen constante waarde - het hangt niet alleen sterk af van de kwaliteit van de materialen en de perfectie van het technologische proces, maar ook van de temperatuur en de duur van de spanning tijdens de test.

Om meer zekerheid te krijgen bij het meten van de isolatieweerstand, moet speciale aandacht worden besteed aan de temperatuur van het gemeten object en de duur van de spanning (elektrificatie).

In inhomogene diëlektrica, vooral in de aanwezigheid van vocht daarin, verschijnt een restlading onder invloed van een constante spanning die erop wordt aangelegd.

Om onjuiste resultaten te voorkomen, is het noodzakelijk om de kabel vóór metingen lang te ontladen door de kabeladers met de grond en met de loden mantel te verbinden.

Om de resultaten van de metingen op een constante temperatuur te brengen, bijvoorbeeld 20°C, worden de verkregen waarden herberekend volgens de formules, waarbij de coëfficiënten vooraf worden bepaald afhankelijk van het materiaal van de isolatielaag en de constructie van de kabel.

De afhankelijkheid van de isolatieweerstand van de duur van spanningstoepassing wordt bepaald door de verandering van de stroom die door de isolatielaag gaat met een constante spanning die op het diëlektricum wordt aangelegd. Naarmate de duur van de spanningstoepassing (elektrificatie) toeneemt, neemt de stroom af.

De grootste rol wordt gespeeld door de isolatieweerstand in communicatiekabels, omdat deze daar de kwaliteit van de signaaloverdracht op de kabel bepaalt en een van de belangrijkste kenmerken is. Voor basiskabels van dit type is de isolatieweerstand van 1000 tot 5000 MΩ en neemt af tot 100 MΩ.

Capaciteit

Capaciteit is ook een van de belangrijkste kenmerken van kabels en draden, vooral die voor communicatie en signalering.

De waarde van de capaciteit wordt bepaald door de kwaliteit van het materiaal van de isolatielaag en de geometrische afmetingen van de kabel. Bij communicatiekabels, waar naar lagere capaciteitswaarden wordt gezocht, wordt de kabelcapaciteit mede bepaald door het luchtvolume in de kabel (luchtpapierisolatie).

Capaciteitsmeting wordt momenteel gebruikt om de volledigheid van kabelimpregnering en de geometrische afmetingen ervan te controleren. In drieaderige hoogspanningskabels wordt de kabelcapaciteit gedefinieerd als een combinatie van gedeeltelijke capaciteiten.

Om de laadstroom van de kabel te berekenen wanneer er een hoge wisselspanning op wordt gezet en om de kortsluitstromen te berekenen, is het noodzakelijk om de waarde van de capaciteit van de kabel te kennen.

Capaciteitsmeting wordt in de meeste gevallen uitgevoerd met wisselspanning, en alleen om metingen te vereenvoudigen en te versnellen, wordt de capaciteitsbepaling bij gelijkstroom gebruikt.

Bij het meten van DC-capaciteit moet er rekening mee worden gehouden dat de capaciteit van de kabel, bepaald door de ballistische galvanometer uit de ontlading na het opladen van de kabel met DC-spanning gedurende enige tijd, afhangt van de duur van de lading op de kabel.Gewoonlijk wordt bij het meten van de capaciteit van draden en kabels aangenomen dat de duur van de spanningstoevoer 0,5 of 1 minuut is.

Lijst met kenmerken van draden en kabels die onder wisselspanning worden gemeten

Bij wisselspanning worden de volgende eigenschappen van draden en kabels gemeten:

• de hoek van diëlektrische verliezen of liever de tangens van deze hoek en de toename van de verlieshoek in het bereik van 30% van de nominale werkspanning van de kabel tot de spanning tijdens meting;

• afhankelijkheid van de hoek van de diëlektrische verliezen van de spanning (ionisatiecurve);

• afhankelijkheid van de diëlektrische verlieshoek van de temperatuur (temperatuurverloop);

• elektrische kracht;

• de afhankelijkheid van diëlektrische sterkte van de duur van spanningstoepassing.

In overeenstemming met de vereisten van de technische specificaties, worden sommige van deze kenmerken gemeten op alle kabelhaspels die door de fabriek worden geproduceerd (huidige tests), andere alleen op kleine monsters of lengtes genomen uit een partij kabelhaspels volgens een bepaalde snelheid (type testen).

De huidige tests van hoogspanningskabels omvatten: meting van de diëlektrische verlieshoek en de variatie ervan met de spanning (ionisatiecurve en toename van de verlieshoek).

Typetesten omvatten het temperatuurgedrag en de afhankelijkheid van de breeksterkte van de kabel van de duur van de spanningstoepassing. De impulssterktetest van kabelisolatie is ook wijdverspreid geworden.