Электрический кабель — это совокупность одного или нескольких проводов, проложенных рядом или объединенных в пучок, которая используется в качестве электрического проводника для передачи электрического тока .
Электрические кабели используются для соединения двух или более устройств, обеспечивая передачу электрических сигналов или мощности от одного устройства к другому. Физически электрический кабель представляет собой сборку, состоящую из одного или нескольких проводников с собственной изоляцией и дополнительными экранами, индивидуальными покрытиями, защитой сборки и защитным покрытием.
Один или несколько электрических кабелей и соответствующие им разъемы могут быть сформированы в кабельную сборку, [1] которая не обязательно подходит для соединения двух устройств, но может быть частичным продуктом (например, для пайки на печатной плате с разъемом, установленным на корпусе). Кабельные сборки также могут иметь форму кабельного дерева или кабельного жгута , используемого для соединения множества клемм вместе.
Электрические кабели используются для соединения двух или более устройств, что позволяет передавать электрические сигналы или электроэнергию от одного устройства к другому. Связь на большие расстояния осуществляется по подводным коммуникационным кабелям . Силовые кабели используются для массовой передачи переменного и постоянного тока, особенно с использованием высоковольтного кабеля . Электрические кабели широко используются в электропроводке зданий для освещения, силовых и управляющих цепей, постоянно установленных в зданиях. Поскольку все необходимые проводники цепи могут быть установлены в кабеле за один раз, монтажные работы экономятся по сравнению с некоторыми другими методами электропроводки.
Физически электрический кабель представляет собой сборку, состоящую из одного или нескольких проводников с собственной изоляцией и дополнительными экранами, индивидуальными покрытиями, защитой сборки и защитными покрытиями. Электрические кабели можно сделать более гибкими, скрутив провода. В этом процессе отдельные провода меньшего размера скручиваются или сплетаются вместе, чтобы получить более крупные провода, которые более гибкие, чем сплошные провода аналогичного размера. Объединение небольших проводов перед концентрической скруткой добавляет наибольшую гибкость. Медные провода в кабеле могут быть голыми или покрыты тонким слоем другого металла, чаще всего олова, но иногда золота , серебра или какого-либо другого материала. Олово, золото и серебро гораздо менее подвержены окислению , чем медь, что может продлить срок службы провода и облегчить пайку . Лужение также используется для обеспечения смазки между жилами. Лужение использовалось для облегчения удаления резиновой изоляции. Плотная скрутка во время скрутки делает кабель растяжимым (CBA – как в телефонных шнурах). [ необходимо дополнительное объяснение ]
В 19 веке и начале 20 века электрический кабель часто изолировали тканью, резиной или бумагой. Пластиковые материалы обычно используются сегодня, за исключением высоконадежных [ необходимо разъяснение ] силовых кабелей. Первым использованным термопластиком была гуттаперча (натуральный латекс ), которая оказалась полезной для подводных кабелей в 19 веке. Первым и до сих пор очень распространенным искусственным пластиком, используемым для изоляции кабеля, был полиэтилен . Он был изобретен в 1930 году, но не был доступен за пределами военного использования до окончания Второй мировой войны , во время которой телеграфный кабель с его использованием был проложен через Ла-Манш для поддержки войск после Дня Д. [2]
Кабели можно надежно закрепить и организовать, например, с помощью кабельных коробов , кабельных стяжек или кабельной стяжки . Непрерывно-гибкие или гибкие кабели, используемые в подвижных приложениях в кабельных лотках, можно закрепить с помощью устройств для снятия натяжения или кабельных стяжек.
Любой проводник с током , включая кабель, излучает электромагнитное поле . Аналогично, любой проводник или кабель будет забирать энергию из любого существующего вокруг него электромагнитного поля. Эти эффекты часто нежелательны, в первом случае они сводятся к нежелательной передаче энергии, которая может неблагоприятно повлиять на близлежащее оборудование или другие части того же самого оборудования; а во втором случае — к нежелательному захвату шума , который может маскировать нужный сигнал, передаваемый кабелем, или, если кабель несет напряжение питания или управления, загрязнять их до такой степени, что это приведет к неисправности оборудования.
Первое решение этих проблем — сделать длину кабелей в зданиях короткой, поскольку наводка и передача по существу пропорциональны длине кабеля. Второе решение — проложить кабели подальше от проблем. Помимо этого, существуют особые конструкции кабелей, которые минимизируют электромагнитную наводку и передачу. Три основных метода проектирования — экранирование , коаксиальная геометрия и геометрия витой пары .
Экранирование использует электрический принцип клетки Фарадея . Кабель по всей длине заключен в фольгу или проволочную сетку. Все провода, проходящие внутри этого экранирующего слоя, будут в значительной степени развязаны от внешних электрических полей, особенно если экран подключен к точке постоянного напряжения, такой как земля или заземление . Однако простое экранирование такого типа не очень эффективно против низкочастотных магнитных полей, таких как магнитный «гул» от близлежащего силового трансформатора . Заземленный экран на кабелях, работающих при напряжении 2,5 кВ или более, собирает ток утечки и емкостный ток, защищая людей от поражения электрическим током и выравнивая нагрузку на изоляцию кабеля.
Коаксиальная конструкция помогает дополнительно снизить низкочастотную магнитную передачу и наводку. В этой конструкции фольга или сетчатый экран имеет круглое поперечное сечение, а внутренний проводник находится точно в его центре. Это приводит к тому, что напряжения, индуцированные магнитным полем между экраном и сердечником, состоят из двух почти равных величин, которые компенсируют друг друга.
Витая пара имеет два провода кабеля, скрученных вокруг друг друга. Это можно продемонстрировать, поместив один конец пары проводов в ручную дрель и поворачивая, поддерживая умеренное натяжение на линии. Когда мешающий сигнал имеет длину волны, большую по сравнению с шагом витой пары, альтернативные длины проводов создают противоположные напряжения, стремясь нейтрализовать эффект помех.
Материал оболочки электрического кабеля обычно изготавливается из гибкого пластика, который горит. Пожароопасность сгруппированных кабелей может быть значительной. [3] Материалы оболочки кабеля могут быть разработаны для предотвращения распространения огня [4] . В качестве альтернативы распространение огня среди горючих кабелей можно предотвратить путем нанесения огнезащитных покрытий непосредственно на внешнюю часть кабеля [5] или угроза пожара может быть изолирована путем установки коробок, изготовленных из негорючих материалов, вокруг установки кабеля в массе.
CENELEC HD 361 — это ратифицированный стандарт, опубликованный CENELEC, который касается типа маркировки проводов и кабелей, целью которого является гармонизация кабелей. Немецкий институт нормирования (DIN, VDE) выпустил аналогичный стандарт (DIN VDE 0292).
