Металлы в энергетике – применение металлов для изготовления кабельной продукции

Как известно, металлы являются проводниками в состав которых входят положительные ионы и свободные электроны. Металлы в энергетике – очень востребованный материал, благодаря таким своим характеристикам, как:

  • пластичность;
  • способность легко отдавать электроны;
  • высокая электропроводность.

 

Именно эти свойства определяют использование металлов при изготовлении большого количества устройств и комплектующих изделий, которые нашли свое применение в электроэнергетике. Из металлов изготавливают кабели и провода – как силовые, так и специальные и радиочастотные, арматуру для прокладки кабельных линий, детали для электрических установок и машин, трансформаторов и радиаторов, а также для бытовых электроприборов.

Что касается использования металлов для производства кабельной продукции, то лидерами в настоящее время являются медь, алюминий и свинец.

 

Свинец.

Главная характеристика такого металла, как свинец – это его высокая устойчивость к коррозии. Именно эта черта, которой обладают практически все металлы в энергетике, и обусловила сферу применения свинца в этой отрасли. Как правило, свинец используется для производства аккумуляторов, а также из него изготавливают оболочки для кабельной продукции.

Оболочка кабеля из свинца имеет вид сплошной трубы, в состав которой помимо самого свинца входит:

  • сурьма – от 0,15 до 0,3%;
  • медь – до 0,06%;
  • теллур – до 0,005%;
  • олово – от 0,35 до 0,5%.

 

К достоинствам свинца, применяемого для изготовления кабельных оболочек, относится:

  • высокая температура плавления – 327,4 градуса;
  • высокая прочность литого свинца на разрыв – 95 кгс/см2;
  • высокая устойчивость свинца к коррозии;
  • низкая химическая активность.

 

Но есть у свинцовых оболочек и свои недостатки, среди которых:

  • высокая плотность – 11,34 г/см3;
  • низкая устойчивость к вибрациям, особенно, если вибрации эти проявляются при высоких температурах;
  • низкий уровень добычи свинца – другими словами, его недостаточное количество.

 

Именно из-за этих недостатков инженеры стали искать другие металлы, которые могут использоваться для изготовления кабельных оболочек. И одним из лучших «заместителей» свинца стал алюминий.

 

Алюминий.

При изготовлении оболочек для кабельной продукции алюминий проявил целый ряд преимуществ по сравнению со свинцом:

  • алюминий имеет малый вес – он в 4 раза легче свинца;
  • одновременно с этим алюминиевые оболочки механически более устойчивы, чем свинцовые, а это позволяет не применять при их изготовлении никаких специальных повышающих механическую прочность металла материалов;
  • алюминий устойчив к вибрациям;
  • прочность алюминия составляет всего 2,7 г/см3;
  • температура плавления алюминия – 657 градусов.

 

Таким образом, кабельная оболочка, изготовленная из алюминия, обладает меньшим диаметром и весом, что позволяет увеличить длину самого кабеля. Кроме того, высокая механическая устойчивость алюминия позволяет избежать применения при изготовлении кабеля специальной бронирующей оболочки. Но имеется у алюминиевой оболочки и свой недостаток – он плохо сопротивляется электромеханической и почвенной коррозии. Именно поэтому при изготовлении кабеля в алюминиевой оболочке применяют дополнительную защиту из битума, ПВХ лент или шланга, прорезиненной ткани или бумаги. Кабель с такой защитой способен прослужить не один десяток лет.

Кроме изготовления оболочек для кабельной продукции, алюминий применяется и для изготовления самих кабелей – из него делаются жилы кабелей с центральным каналом. Правда изготовление такого кабеля связано с некоторыми технологическими сложностями, обусловленными качественными характеристиками алюминия, такими как необходимость удаления с поверхности алюминиевой проволоки оксидной пленки и проблемы, появляющиеся при сварке алюминиевой проволоки. Кроме того, кабель с алюминиевыми жилами, как правило, имеет достаточно большой диаметр, что не позволяет прокладывать длинные кабельные линии без применения соединяющих муфт.

А для того чтобы избежать этих трудностей, для изготовления кабельных жил применяют другой металл – медь.

 

Медь.

Достаточно часто токопроводящие жилы кабелей, применяемых для изготовления кабельных линий, изготавливаются из меди. Применение меди в данном случае связано с такими характеристиками этого металла, как:

  • высокая электропроводность;
  • высокая механическая прочность;
  • стойкость к коррозии;
  • легкость в обработке – в частности, отсутствие каких-либо сложностей при пайке и сварке меди.

 

К недостаткам меди можно отнести ее высокую стоимость, что и объясняет довольно частую замену кабелей с медными жилами на алюминиевые.

 

Конечно может показаться, что использование при монтаже кабельной линии кабеля с алюминиевыми жилами способно привести к значительной экономии. Но не все здесь так однозначно. Когда речь идет о низковольтных и средневольтных кабелях, экономия действительно может достигать больших размеров. Но вот в случаях с высоковольтными кабелями следует помнить о том, что электропроводность алюминия почти в 2 раза ниже, чем электропроводность меди, а значит, и кабель из алюминия должен быть в два раза большим по диаметру по сравнению с медным. А изготовление такого кабеля требует применения большего количества материалов, в том числе изолирующих и защитных, а это сводит экономию к минимальным значениям.

Источник: http://stalevarim.ru

Получить консультацию

Заказать