Полый кабель. Устройство и особенности. Работа и применение

Опубликовано: 06.09.2018

видео Полый кабель. Устройство и особенности. Работа и применение

Ремни, аудио-проводка, шумка полки, кабель каналы BMW e34 540 Полный антикор салона воском и ML

Полый кабель   является одним из наиболее перспективных видов проводников, по которым передается электрический ток. Главная особенность этого кабеля в том, что внутри него отсутствует жила, без которой трудно представить подобные изделия. Но вместо нее используется трубчатая оболочка с круглым поперечным сечением. Получается, что внутри такого проводника находится пустота. Вместе с тем, кабель с полой сердцевиной способен демонстрировать уникальные показатели проводимости.


Repairing Hollow Core cable

К созданию таких проводников пришли не сразу. Первоначально возникла идея необходимости экономии природных ресурсов, ведь многие из них являются не возобновляемыми. В первую очередь это касается меди и алюминия, которые являются основными элементами электрических проводников. С ростом электрификации и развития промышленности появляется вопрос резкого снижения запасов этих важнейших природных элементов. Изобретение кабелей полого сечения позволяет не только экономить медь и алюминий, но в ряде случаев и обеспечивать их сверхпроводимость.


Порвали кабеля, это полный пи.дец !

Устройство

Первые попытки создания сверхпроводниковых кабелей наблюдались еще в 60-е годы двадцатого века.

Полый кабель, обладающий сверхпроводящими свойствами, состоит из следующих элементов:

Внешняя оболочка, которая выполнена из полиэтилена. Далее следует клеящий слой. Затем токопроводящий слой, выполненный из алюминия или меди. Далее клеящий слой. Внутренняя оболочка, выполненная из полиэтилена.

Также может использоваться и многожильная токопроводящая оболочка, где также применяется внешняя и внутренняя изоляция, но токопроводящий слой выполнен из многочисленных медных жил. Внутри полость заполняется уплотнителем из поливинилхлорида.

Возможна конструкция и такого плана:

Наружная и внутренняя оболочка, которая выполнена в виде круглого внутреннего поперечного сечения и внутренней стенкой в виде цилиндра. Токопроводящий слой в виде круглого сечения. Полый центральный канал, который охлаждается до сверхнизких температур.

Принцип действия

Полый кабель, несмотря на отсутствие центральной жилы он прекрасно работает. Вызвано это эффектом поверхностного распределения, то есть Скин-эффекта. В большинстве случаев для передачи электроэнергии используется переменный ток. Когда электроток течет по проводнику, то он перемещается по тонкому слою жилы, которая находится на поверхности. Чем частота электрического тока выше, тем тоньше слой требуется для его перемещения.

Именно поэтому провода для высокой частоты часто делаются полированными, так как толщина шероховатостей в большинстве случаев больше толщины поверхностного слоя. Однако при больших токах данный эффект наблюдается уже при частоте 50 Герц. В данном случае ток перемещается по слою, который составляет всего 2,4 мм. При этом центральная часть жилы диаметром примерно 19 мм в передаче электротока участие практически не принимает. Следовательно, можно совсем убрать эту часть, сэкономив на использовании материала. К тому же кабель при этом становится на порядок легче.

Если вникать в процесс глубже, то выяснится, что при перемещении переменного тока создаются электромагнитные явления, приводящие к вытеснению зарядов с центральной части проводника на периферийное пространство. Как раз данный эффект и зовется скин-эффектом. Вызывается он тем, что плотность носителей зарядов является неравномерной. Если повысить частоту тока в 2 раза, то степень проникновения зарядов в глубину будет уменьшаться по геометрическому показателю.

В случае если из центра проводника в том месте, где нет тока убрать материал, то получится полый проводник, который будет напоминать трубку. В то же время это никак не повлияет на характеристики кабеля, так как в том месте электроток отсутствовал. Получается, что сопротивление проводника останется неизменным, однако будут совершенно другими показатели емкости и индуктивности.

Другой особенностью того, что необходимо создавать полый проводник, является эффект коронного разряда. Если напряженность электрического поля превышает 30 киловатт на сантиметр (в случае дождливой погоды она 3 раза меньше), то может возникать пробой, то есть искра. Однако если электрод имеет маленькое сечение, то поле вокруг него большое. Это значит, что разряд выходит в воздух, не создавая искры. В тоже время на это тратится большое количество энергии. Поэтому специально увеличивают диаметр провода, чтобы уменьшить утечку электрической энергии. В тоже время, чтобы сохранить маленький вес и не тратить дорогостоящую медь кабель выполняют в виде трубки.

Применение

Полый кабель находит широкое применение во многих областях. Особенно это касается отраслей, связанных с производством и передачей электрической энергии, созданием научного, исследовательского и медицинского оборудования.

Полые проводники (в первую очередь это касается сверхпроводящих кабелей) применяются в создании следующего оборудования:

Магнитно-резонансных томографов. Ускорителей частиц. Магнитов, которые используются в сфере физики высоких энергий. Сепараторов, которые имеют магнитное поле высочайшей напряженности. Установок, предназначенных для исследования плазмы. Установок легирования ионов, используемых для изготовления микросхем. Генераторов. Электродинамических вибростендов. Индукционных печей и тому подобное.

Ученые изобрели оптоволоконный кабель полого усечения, благодаря которому удалось увеличить скорость передачи информации примерно в тысячу раз. Новая технология позволяет достичь показателей передачи до 10 терабайт за одну секунду. Это позволит улучшить функционирования суперкомпьютеров и наиболее крупных дата центров. В будущем это позволит в тысячу раз повысить скорость для обычных пользователей.

Плюсы и минусы

Полый кабель   имеет следующие преимущества:

Широкие перспективы применения. Возможность существенной экономии меди и алюминия. Создание перспективного оборудования. Полый кабель меньше весит. Снижение затрат на передачу электроэнергии и так далее.

К минусам можно отнести:

Отсутствие на данный момент оборудования, предназначенного для производства подобного кабеля в промышленных масштабах. Многим компаниям, производящим проводники, если они захотят выпускать подобные кабели, придется значительно модернизировать свое производство и закупить новое оборудование. Это означает существенное вливание средств в производство новой разработки. Многие компании просто не готовы вкладываться в новое производство и останавливать и так прекрасно работающее оборудование по производству обычных кабелей. В большинстве случаев для создания полых проводников необходимо использовать бескислородную медь высочайшей чистоты, которая обладает высокой электрической проводимостью. В некоторых случаях имеется необходимость применения серебросодержащих марок меди. Это ведет к повышению затрат при производстве полых проводников.
Похожие темы:

 

rss