Кабели управления

К кабелям управления предъявляются повышенные требования, принципиально изменяющие подход к их конструированию по сравнению с конструированием контрольных кабелей. Помимо чисто конструктивных требований (увеличение числа электрических цепей и защита их от внешних и внутренних помех, миниатюризация размеров и создание особо гибких конструкций) к кабелям управления предъявляются также весьма жесткие требования по стойкости к различным эксплуатационным воздействиям, что в свою очередь приводит к существенным различиям в подходе к конструированию элементов кабелей управления и контрольных кабелей. Поэтому рассмотрим особенности конструирования кабелей управления.

 

Конструирование цепей управления
Под цепью управления в многожильном кабеле понимается одна изолированная жила (экранированная или неэкранированная), состоящая в общем случае из токопроводящей жилы, изоляции и электрического экрана.
Выбор материалов и конструкций токопроводящих жил
В отличие от контрольных кабелей токопроводящие жилы кабелей управления выполняются только из медной проволоки. Это объясняется тем, что, во-первых, медь обладает большей электропроводностью, чем алюминий, что при прочих равных условиях позволяет создавать более миниатюрные конструкции жил, и, во-вторых, поскольку кабели управления изготовляются с токопроводящими жилами сечением 0,05—2,5 мм2, то изготовление большинства из них практически возможно только из медной проволоки.
В связи с тем, что к кабелям управления предъявляются требования по стойкости к вибрационным и ударным нагрузкам, токопроводящие жилы этих кабелей имеют многопроволочную конструкцию. Это обстоятельство существенно усложняет весь технологический цикл изготовления кабелей управления по сравнению с циклом изготовления контрольных кабелей, имеющих одно проволочную конструкцию токопроводящих жил. Однако применение многопроволочных жил делает эти кабели значительно устойчивее к возможным в эксплуатации механическим воздействиям. В табл. 3-1 приводятся сравнительные данные по стойкости к вибрациям токопроводящих жил одно проволочной и многопроволочной конструкций.
В связи с внедрением в последние годы кабелей управления с весьма малыми сечениями токопроводящих жил (0,05—0,20 мм2) весьма актуальным стал вопрос об упрочнении этих жил с целью обеспечения их целостности при сложном технологическом цикле изготовления кабелей, монтаже их в аппаратуру и эксплуатации. Поскольку аналогичный вопрос значительно ранее поднимался в связи с конструированием монтажных проводов малых сечений, то естественно, что при конструировании указанных кабелей управления были использованы наиболее удачные конструкторские решения, найденные для монтажных проводов. Анализ различных вариантов упрочненных жил малых сечений показал, что наиболее перспективными следует считать конструкции жил, выполненные из проволок на основе малолегированных медных сплавов типа ХОТ [Л. 1]. В табл. 3-2 приведены сравнительные данные по электрическим сопротивлениям и разрывной прочности токопроводящих жил малых сечений, выполненных из медных проволок и проволок на основе сплава ХОТ.
По способу эксплуатации кабели управления можно разделить на три группы: кабели, предназначенные для фиксированной прокладки, кабели, подвергающиеся в процессе эксплуатации периодическим свертываниям и развертываниям, и, наконец, особо гибкие кабели, предназначенные для непрерывной подвижной эксплуатации. Поскольку общая гибкость кабелей при выборе эластичных изоляционных и защитных материалов в существенной степени зависит от гибкости токопроводящих жил, целесообразно предусматривать для каждого сечения две конструкции токопроводящей жилы — нормальную для первых двух групп кабелей и особо гибкую для кабелей третьей группы. Общие рекомендации по выбору оптимальных конструкций токопроводящих жил кабелей управления приведены в табл. 3-3.
Таким образом, практически конструкции токопроводящих жил кабелей управления аналогичны конструкциям жил монтажных проводов, предназначенных для монтажа радиоэлектронной аппаратуры. Принципиальное различие заключается в следующем. Как известно, токопроводящие жилы монтажных проводов нормальной нагревостойкости изготовляют из медной проволоки, покрытой слоем олова. Основное назначение этого покрытия— облегчение процесса пайки проводов к различным элементам схем. Это связано с тем, что монтажные провода, как правило, используются весьма малыми длинами (от нескольких сантиметров до 1—2 м), поэтому количество паек, отнесенное к метру провода, достаточно велико 1 экономически выгоднее покрывать полудой всю жилу, чем обслуживать каждый конец провода при пайке.
Для кабелей управления, используемых, как правило, большими длинами (2—500 м и более), количество паек на метр изолированной жилы сравнительно невелико, и экономически целесообразно использовать для токопроводящих жил незащищенную медную проволоку. Вместе с тем нельзя забывать и о том, что полуда, помимо облегчения процесса пайки, защищает медную проволоку от коррозии в процессе длительного хранения и эксплуатации кабелей. Поэтому, учитывая жесткие требования по сохраняемости и долговечности, предъявляемые к кабелям управления, необходимо было проверить насколько снижаются исходные характеристики незащищенной медной проволоки в процессе длительного хранения и эксплуатации. При этом следует учитывать, что кабели управления, как правило, армируются герметичными разъемами, что практически исключает возможность проникновения влаги внутрь кабеля. В табл. 3-4 приведены сравнительные данные по основным характеристикам токопроводящих жил кабелей управления типа КУШГПР 52x0,5 в состоянии поставки и после 5, 8 и 9 лет хранения и эксплуатации.
Таким образом, практика длительного хранения и эксплуатации кабелей управления с токопроводящими жилами из незащищенных медных проволок показывает, что основные характеристики этой проволоки снижаются незначительно, что подтверждает возможность и целесообразность ее применения в качестве конструктивного элемента кабелей управления.
В последние годы, в связи с унификацией конструкций монтажных проводов и кабелей управления, возникли весьма веские соображения о применении в кабелях управления токопроводящих жил из медных луженых проволок. Действительно, единственным конструктивным отличием монтажного провода, допустим, с полиэтиленовой изоляцией марки МПМ от изолированной жилы кабелей управления марок КУШГПР или КУШГПВ является применение луженой медной проволоки для токопроводящей жилы. Учитывая то обстоятельство, что при изготовлении многожильных кабелей управления неизбежно остаются отрезки изолированных жил и количество этих отрезков, как правило, достаточно велико, указанное выше различие практически исключает возможность утилизации этих остатков путем сдачи их в качестве монтажных проводов соответствующих марок. Поэтому применение в этих кабелях токопроводящих жил из медных луженых проволок, несмотря на дополнительные расходы, связанные с лужением медной проволоки, позволило бы значительно сократить количество отходов, получающихся при изготовлении кабелей управления.
В каждом конкретном случае требуется глубокий экономический анализ, подтверждающий целесообразность применения медного покрытия предохраняют медную проволоку от интенсивного теплового старения при указанных температурах, Эффективность такой защиты показана на рис. 3-1—3-3.

Яндекс.Метрика