Медные жилы1
Медные жилы, применяемые в водоохлаждаемых кабелях электрических плавильных печей, изготавливают из скрученных медных проволок. Используемый материал, толщина и гибкость проволок, их покрытие и поперечное сечение являются основными параметрами для кабелей, которые подробно обсуждаются ниже.
Материал кабелей (марка)
Медные жилы, используемые для водоохлаждаемых кабелей, изготовлены из меди марки ETP2 по стандарту ASTM-C11000. Согласно вышеуказанному стандарту, чистота этой марки составляет 99,95%, а её электропроводность составляет не менее 100% от предварительно определенного базисной величины IACS3 (мировой стандарт для отожженной меди), равной 58 мегасименс на метр.
Толщина проволок4
В отличие от проволок многожильных кабелей толщиной (диаметром) 0,2 мм, используемые в водоохлаждаемых кабелях проволоки должны быть толще. В противном случае с течением времени некоторые проволоки в жилах оборвутся из-за натяжения, вызванного движением кабелей и электромеханическими ударами, и также, несмотря на его внешний вид, сопротивление кабеля со временем возрастет.
В таблице ниже показана рекомендуемая толщина проволоки для водоохлаждаемых кабелей в зависимости от их типа:
| Тип водоохлаждаемого кабеля | Толщина (диаметр) проволоки |
|---|---|
| вторичные кабели5 | 0.25 mm |
| водоохлаждаемые кабели для индукционной печи | 0.40 – 0.45 mm |
| водоохлаждаемые кабели для электродуговых и ковшовых печей | 0.50 – 0.60 mm |
Гибкость
Степень гибкости жил, используемых для водоохлаждаемых кабелей, имеет важное значение. Низкая гибкость жил приведет к разрыву проволок из-за натяжения, вызванного движением кабелей и электромеханическими ударами, и будет иметь аналогичный эффект применения тонких проволок. Следовательно, медные жилы до необходимой степени должны быть отожжены6.
Тип покрытия
Проволоки в конструкции жил используются как в неизолированном7, так и в луженом8 виде. Жилы с оловянным покрытием более устойчивы к химической эрозии, вызванной контактом с водой. Естественно, химически низкое качество воды, проходящей через кабели, со временем вызовет химические реакции на внешней поверхности проволок, нагретых электрическим током. Это вызовет коррозию, нежелательное изменение цвета, уменьшение толщины и, в конечном итоге, разрыв. Но следует отметить, что луженые жилы значительно дороже, чем неизолированные, и когда качество воды и физические условия для кабелей не столь неблагоприятны, использование луженых жил не рекомендуется.
Так как водоохлаждаемые кабели электродуговых и ковшовых печей находятся в непрерывном движении, то для предотвращения трения между жилами при резких движениях желательно покрывать все или каждую вторую жилу специальным покрытием.
Эти оболочки изготовлены из LS0H9 (малодымной и безгалогенной резины). Это является тем же материалом, из которого делают черное покрытие для обычных кабелей, что при высоких температурах и во время нагрева не выделяет много дыма, а также ядовитых газов. Для предотвращения засорения воды жилами и для лучшего смягчения тепла эти покрытия изготавливаются в перфорированной форме.
Поперечное сечение
Одним из наиболее важных параметров для жил в водоохлаждаемых кабелях является их поперечное сечение, количество и состав их проволок. Общая площадь поперечного сечения кабелей зависит от его допустимой плотности тока, которая составляет от 10 до 15 ампер на квадратный миллиметр для водоохлаждаемых кабелей, используемых в индукционных печах, а от 4.5 до 6 А/мм2 для кабелей в электродуговых печах из-за внезапных пиков и высоких переходных токов.
В дополнение к площади поперечного сечения жил учитывают количество и состав проволок по стандарту ASTM-B172, как показано в таблице ниже:
| фактическое
сечение (мм2)
|
состав
проволок |
толщина
проволок (мм) |
номинальное
сечение (мм2) |
|
|---|---|---|---|---|
| 26 | 19 × 28 | 0.25 |
25 |
применение в вторичных водоохлаждаемых кабелях
|
| 22 | 7 × 25 | 0.40 | применение в
водоохлаждаемых кабелях индукционных печей (IF) |
|
| 50 | 19 × 21 | 0.40 | 50 | |
| 100 | 19 × 33 | 0.45 | 100 | |
| 193 | 7 × 7 × 20 | 0.50 | 200 | применение в водоохлаждаемых
кабелях электродуговых печей (EAF & LF) |
| 392 | 19 × 7 × 15 | 0.50 | 400 | |
| 496 | 19 × 7 × 19 | 0.50 | 500 |
Еще один важный момент – это направление скручивания разных слоев жил. Чтобы жилы не раскручивались, направление скручивания в соседних слоях должно быть противоположным друг другу.
1 — Copper Rope
2 — Electric Tough Pitch Copper
3 — International Annealed Copper Standard (Стандартная электропроводность для меди равна 58 мегасименс на метр.)
4 — Filament
5 — Secondary Cables
6 — Annealing Process
7 — Bare Wire
8 — Tin Coated Wire
9 — Low Smoke Zero Halogen