Медный проводник - Copper conductor

Медные провода.
Медный кабель.
Коаксиальный кабель из меди.

Медь был использован в электропроводка с момента изобретения электромагнит и телеграф в 1820-е гг.[1][2] Изобретение телефон В 1876 году возник дальнейший спрос на медную проволоку в качестве электрического проводника.[3]

Медь - это электрический проводник во многих категориях электропроводки.[3][4] Медная проволока используется в выработка энергии, передача энергии, распределение мощности, телекоммуникации, электроника схемы и бесчисленные типы электрическое оборудование.[5] Медь и ее сплавы также используются для изготовления электрические контакты. Электропроводка в строительстве - важнейший рынок для медной промышленности.[6] Примерно половина всей добываемой меди используется для производства электрических проводов и кабельных жил.[5]

Свойства меди

Электрическая проводимость

Электрическая проводимость это мера того, насколько хорошо материал переносит электрический заряд. Это важное свойство в системах электропроводки. Медь имеет самый высокий рейтинг электропроводности среди всех не-драгоценные металлы: удельное электрическое сопротивление меди = 16,78 нОм • м при 20 ° C. Особо чистый Бескислородная электронная (OFE) медь примерно на 1% более проводящий (т.е. достигает минимум 101% IACS).[7][8]

Теория металлов в твердом состоянии[9] помогает объяснить необычно высокую электропроводность меди. В котле атом, крайняя 4s энергетическая зона, или зона проводимости, заполнена только наполовину, так много электроны способны нести электрический ток. Когда электрическое поле наносится на медную проволоку, проводимость электронов ускоряется в направлении электроположительный конец, тем самым создавая ток. Эти электроны сталкиваются с сопротивлением при прохождении из-за столкновения с примесными атомами, вакансиями, ионами решетки и дефектами. Среднее расстояние между столкновениями, определяемое как "длина свободного пробега ", обратно пропорционально удельному сопротивлению металла. Уникальность меди заключается в ее большой длине свободного пробега (приблизительно 100 атомных расстояний при комнатной температуре). Эта средняя длина свободного пробега быстро увеличивается по мере охлаждения меди.[10]

Благодаря превосходной проводимости, отожженный медь стала международным стандартом, с которым сравниваются все другие электрические проводники. В 1913 г. Международная электротехническая комиссия определила проводимость технически чистой меди в своем Международном стандарте отожженной меди как 100% IACS = 58,0 МС / м при 20 ° C, снижаясь на 0,393% / ° C.[7][8] Поскольку промышленная чистота за последнее столетие улучшилась, медные проводники, используемые в строительстве, часто немного превышают 100% -ный стандарт IACS.[11]

Основной маркой меди, используемой в электротехнике, является медь с твердой электролитической смолой (ETP) (CW004A или ASTM обозначение C11040). Эта медь имеет чистоту не менее 99,90% и электрическую проводимость не менее 101% IACS. Медь ETP содержит небольшой процент кислород (От 0,02 до 0,04%). Если медь с высокой проводимостью сваренный или же припаянный или используется в восстановительной атмосфере, тогда бескислородная медь (CW008A или обозначение ASTM C10100) может использоваться.[12]

Некоторые электропроводящие металлы имеют меньшую плотность, чем медь, но требуют большего поперечного сечения для протекания того же тока и могут быть непригодны для использования, когда ограниченное пространство является основным требованием.[10][4]

Алюминий имеет 61% проводимости меди.[13] Площадь поперечного сечения алюминиевого проводника должна быть на 56% больше, чем у медного, при той же токонесущей способности. Необходимость увеличения толщины алюминиевая проволока ограничивает его использование во многих приложениях,[4] например, в небольших двигателях и автомобилях. Однако в некоторых приложениях, таких как антенна передача электроэнергии В кабелях преобладает алюминий, а медь используется редко.[нужна цитата ]

Серебро, а драгоценный металл, является единственным металлом с более высокой электропроводностью, чем медь. Электропроводность серебра составляет 106% от отожженной меди по шкале IACS, а удельное электрическое сопротивление серебра = 15,9 нОм • м при 20 ° C.[14][15] Высокая стоимость серебра в сочетании с его низкой предел прочности ограничивает его использование специальными приложениями, такими как покрытие стыков и скользящих контактных поверхностей, а также высококачественное покрытие проводов коаксиальные кабели используется на частотах выше 30 МГц

Предел прочности

Разъемы F, прикрепленные к коаксиальным кабелям, используются для подключения телевизионной антенны и спутниковой антенны к телевизору или приставке.

Предел прочности измеряет силу, необходимую для того, чтобы протянуть такой объект, как веревка, проволока или несущая балка, до точки, в которой он сломается. Прочность материала на разрыв - это максимальная величина растягивающего напряжения, которое он может выдержать перед разрушением.

Более высокая прочность меди на разрыв (200–250 Н / мм2 отожженный) по сравнению с алюминием (100 Н / мм2 для обычных проводниковых сплавов[16]) - еще одна причина, по которой медь широко используется в строительной индустрии. Высокая прочность меди противостоит растяжению, деформации, ползучести, царапинам и разрывам, а также предотвращает сбои и перерывы в работе.[17] Медь намного тяжелее алюминия для проводников с одинаковой токовой нагрузкой, поэтому высокая прочность на разрыв компенсируется ее увеличенным весом.

Пластичность

Пластичность способность материала к деформировать под растягивающее напряжение. Это часто характеризуется способностью материала растягиваться в провод. Пластичность особенно важна в металлообработка потому что материалы, которые трескаются или ломаются под воздействием напряжения, нельзя забивать, катать или нарисованный (волочение - это процесс, в котором для растяжения металла используются силы растяжения).

Медь имеет более высокую пластичность, чем другие металлические проводники, за исключением золота и серебра.[18] Из-за высокой пластичности меди ее легко вытягивать до диаметров с очень жесткими допусками.[19]

Сочетание прочности и пластичности

Обычно чем прочнее металл, тем он менее податлив. С медью дело обстоит иначе. Уникальное сочетание высокой прочности и высокой пластичности делает медь идеальным вариантом для электромонтажных работ. Например, в соединительных коробках и на концах медь можно сгибать, скручивать и тянуть без растяжения или разрушения.[17]

Сопротивление ползучести

Слизняк представляет собой постепенную деформацию материала из-за постоянного расширения и сжатия в условиях «нагрузки без нагрузки». Этот процесс отрицательно сказывается на электрических системах: заделки могут ослабнуть, что приведет к нагреву соединений или возникновению опасной дуги.

Медь имеет отличные характеристики ползучести, что сводит к минимуму расшатывание соединений. Для других металлических проводников, которые ползут, требуется дополнительное обслуживание для периодической проверки клемм и обеспечения того, чтобы винты оставались затянутыми, чтобы предотвратить искрение и перегрев.[17]

Устойчивость к коррозии

Коррозия это нежелательное разрушение и ослабление материала из-за химических реакций. Медь обычно сопротивляется коррозии от влаги, влажности, промышленных загрязнений и других атмосферных воздействий. Однако любые коррозионные оксиды, хлориды и сульфиды, которые образуются на меди, в некоторой степени являются проводящими.[13][17]

Во многих условиях применения медь выше гальваническая серия чем другие обычные конструкционные металлы, а это означает, что медная проволока менее подвержена коррозии во влажных условиях. Однако любые другие анодные металлы, контактирующие с медью, будут подвержены коррозии, поскольку они по существу будут принесены в жертву меди.

Коэффициент температурного расширения

Металлы и другие твердые материалы расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении. Это нежелательное явление в электрических системах. Медь имеет низкий коэффициент тепловое расширение для электропроводящего материала. Алюминий, альтернативный общий проводник, при повышении температуры расширяется почти на треть больше, чем медь. Эта более высокая степень расширения наряду с более низкой пластичностью алюминия может вызвать проблемы с электричеством при неправильной установке болтовых соединений. При использовании надлежащего оборудования, такого как соединения с пружинным давлением и чашеобразные или разрезные шайбы на стыке, можно создать алюминиевые стыки, которые по качеству сопоставимы с медными.[13]

Теплопроводность

Теплопроводность это способность материала проводить тепло. В электрических системах высокая теплопроводность важна для отвода отработанного тепла, особенно на выводах и соединениях. Медь имеет на 60% более высокую теплопроводность, чем алюминий,[17] Таким образом, он может лучше уменьшить тепловые точки перегрева в системах электропроводки.[10][20]

Паяемость

Пайка это процесс, при котором два или более металла соединяются вместе в процессе нагрева. Это желательное свойство в электрических системах. Медь легко припаяется, чтобы при необходимости сделать надежные соединения.

Легкость установки

Прочность, твердость и гибкость меди позволяют легко работать с ней. Медную проводку можно легко и просто установить без специальных инструментов, шайб, косичек или соединений. Его гибкость позволяет легко соединяться, а его твердость помогает надежно удерживать соединения на месте. Он обладает хорошей прочностью для протягивания провода через узкие места («сквозной»), включая кабелепроводы. Его можно легко согнуть или скрутить, не ломая. Его можно снять и отключить во время установки или обслуживания с гораздо меньшей опасностью порезов или поломок. И его можно подключить без использования специальных проушин и фитингов. Сочетание всех этих факторов упрощает установку медного провода электрикам.[17][21]

Типы

Твердые и многожильные

Дальнейшая информация: Проволока § Формы проволоки
Многожильный медный шнур лампы, калибр 16

Сплошной провод состоит из одной жилы медной металлической проволоки, оголенной или окруженной изоляцией. Одножильные медные проводники обычно используются в качестве магнитной проволоки в двигателях и трансформаторах. Они относительно жесткие, нелегко изгибаются и обычно устанавливаются в постоянных, редко используемых и низкоэластичных приложениях.

Многожильный провод состоит из группы медных проводов, скрученных или скрученных вместе. Многожильный провод более гибкий и простой в установке, чем большой одножильный провод того же сечения. Скрутка увеличивает срок службы проволоки в приложениях с вибрацией. Определенное поперечное сечение многожильного проводника дает ему по существу те же характеристики сопротивления, что и одножильному проводнику, но с дополнительной гибкостью.[22]

Кабель

Дальнейшая информация: Электрический кабель

Медный кабель состоит из двух или более медных проводов, идущих рядом и связанных, скрученных или скрученных вместе, чтобы образовать единый узел. Электрические кабели можно сделать более гибкими, скручивая провода.

Медные провода в кабеле могут быть оголены или покрыты металлическим покрытием для уменьшения окисление с тонким слоем другого металла, чаще всего банка но иногда золото или же серебро. Покрытие может продлить срок службы проволоки и пайка Полегче. Витая пара и коаксиальный кабели предназначены для подавления электромагнитных помех, предотвращения излучения сигналов и обеспечения линии передачи с определенными характеристиками. Экранированные кабели заключены в фольгу или проволочную сетку.

Приложения

Электролитическая смола (ETP) медь, медь высокой чистоты, содержащая кислород как легирование агент, представляет большую часть электрический проводник приложений из-за высокого электрическая проводимость и улучшенный отжиг. Медь ETP используется для передача энергии, распределение мощности, и телекоммуникации.[5] Общие применения включают строительный провод, обмотки двигателя, электрические кабели, и шины. Бескислородные котлы используются для сопротивления хрупкость водорода когда большое количество холодная работа требуется, а для приложений, требующих более высоких пластичность (например., телекоммуникационный кабель ). Когда водородное охрупчивание вызывает беспокойство и не требуется низкое удельное электрическое сопротивление, фосфор может быть добавлен к меди.[10]

Для некоторых применений проводники из медного сплава предпочтительнее, чем чистая медь, особенно если они имеют более высокую прочность или улучшенную истирание и коррозия требуются свойства сопротивления. Однако по сравнению с чистой медью преимущества медных сплавов в более высокой прочности и коррозионной стойкости компенсируются их более низкой электропроводностью. Инженеры-конструкторы взвешивают преимущества и недостатки различных типов проводов из меди и медных сплавов при определении того, какой тип выбрать для конкретного электрического применения. Примером проводника из медного сплава является кадмий медный провод, который используется для железная дорога электрификация в Северной Америке.[5] В Британии BPO (позже Почтовое отделение Телекоммуникации ) использовались кадмиево-медные воздушные линии с 1% кадмия для дополнительной прочности; для местных линий 40 фунтов / милю (диаметр 1,3 мм) и для платных линий 70 фунтов / милю (1,7 мм).[23]

Некоторые из основных рынков применения медных проводов приведены ниже.

Электропроводка

Кабель с медной оболочкой с минеральной изоляцией (пиро).

Электропроводка распределяет электроэнергию внутри жилых, коммерческих или промышленных зданий, передвижных домов, транспортных средств для отдыха, лодок и подстанций на напряжения до 600 В. Толщина провода указана из расчета электрический ток требования в сочетании с безопасными рабочими температурами. Сплошная проволока используется для меньших диаметров; более толстые диаметры скручены для обеспечения гибкости. Типы проводов включают неметаллический / неметаллический коррозионно-стойкий кабель (два или более изолированных проводника с неметаллической внешней оболочкой), бронированный кабель или кабель BX (кабели окружены гибким металлическим корпусом), кабель с металлической оболочкой, кабель служебного входа, подземный питающий кабель, кабель TC, огнестойкий кабель и кабель с минеральной изоляцией, включая кабель с минеральной изоляцией и медью.[24] Медь обычно используется для изготовления проволоки из-за ее проводимости, прочности и надежности. В течение всего срока службы системы электропроводки здания медь также может быть наиболее экономичным проводником.

Медь, используемая в строительной проволоке, имеет рейтинг проводимости 100% IACS.[8][25] или лучше. Медный строительный провод требует меньшей изоляции и может быть проложен в трубопроводах меньшего диаметра, чем при использовании проводов с более низкой проводимостью. Кроме того, в один кабелепровод может поместиться больше медного провода, чем проводов с более низкой проводимостью. Это большее «заполнение проводами» является особым преимуществом при изменении или расширении системы.[17]

Строительная медная проволока совместима с латунными и качественными винтами с покрытием. Провод обеспечивает соединения, которые не подвержены коррозии или ползучести. Однако он несовместим с алюминиевым проводом или разъемами. Если два металла соединяются, может возникнуть гальваническая реакция. Анодный коррозия во время реакции алюминий может разрушиться. Вот почему большинство производителей бытовой техники и электрического оборудования используют медные подводящие провода для подключения к системам электропроводки зданий.[21]

Кабель силовой 5Г16 (5-жильный, зелено-желтый провод заземления, 16мм2.

Под «полностью медной» проводкой в ​​зданиях понимаются здания, в которых внутреннее электроснабжение осуществляется исключительно по медной проводке. В полностью медных домах медные проводники используются в автоматический выключатель панели, ответвленная цепь проводка (к розеткам, выключателям, осветительным приборам и т. п.), а также в специализированных отделениях, обслуживающих тяжелонагруженные приборы (например, плиты, духовки, сушилки для одежды и кондиционеры).[26]

Попытки заменить медь алюминием в строительной проволоке были свернуты в большинстве стран, когда было обнаружено, что алюминиевые соединения постепенно ослабляются из-за присущей им медленной ползучести в сочетании с высоким удельным сопротивлением и тепловыделением при окислении алюминия в местах соединения. Подпружиненные контакты в значительной степени облегчили эту проблему с алюминиевыми проводниками в строительной проволоке, но некоторые строительные нормы по-прежнему запрещают использование алюминия.

Для размеров ответвлений практически вся основная проводка для освещения, розеток и выключателей выполняется из меди.[17] Сегодня рынок алюминиевой строительной проволоки в основном ограничен крупными сечениями, используемыми в цепях питания.[27]

В правилах электропроводки указаны допустимые значения тока для проводов стандартных размеров. Номинальный ток проводника варьируется в зависимости от размера, максимально допустимой температуры и условий эксплуатации проводника. Проводники, используемые в областях, где холодный воздух может свободно циркулировать вокруг проводов, обычно допускают пропускание большего тока, чем проводник небольшого размера, заключенный в подземный трубопровод с множеством подобных проводников, примыкающих к нему. Практические температурные характеристики изолированных медных проводников в основном связаны с ограничениями изоляционного материала или температурного режима подключенного оборудования.

Проводка связи

Витая пара

Витая пара кабельная разводка - самая популярная сетевой кабель и часто используется в сети передачи данных для соединений малой и средней длины (до 100 метров или 328 футов).[28] Это связано с его относительно более низкой стоимостью по сравнению с оптоволоконным и коаксиальным кабелем.

Кабели неэкранированной витой пары (UTP) являются основным типом кабелей для использования в телефонных сетях. В конце 20-го века UTP стали наиболее распространенным кабелем в компьютерных сетевых кабелях, особенно когда соединительные кабели или временные сетевые подключения.[29] Они все чаще используются в видеоприложениях, в первую очередь в камерах видеонаблюдения.

UTP кабели пленума которые проходят над потолками и внутри стен, используют сплошную медную жилу для каждого проводника, что позволяет кабелю сохранять свою форму при изгибе. В коммутационных кабелях, которые соединяют компьютеры с настенными панелями, используется многожильный медный провод, поскольку предполагается, что они будут изгибаться в течение всего срока службы.[28]

UTP - лучшие из имеющихся симметричных линейных проводов. Однако их проще всего использовать. Когда возникают проблемы с помехами и безопасностью, используйте экранированный кабель или опто-волоконный кабель часто рассматривается.[28]

Кабели UTP включают: Кабель категории 3, теперь минимальные требования FCC (США) для каждого телефонного соединения; Кабель категории 5e, Улучшенные пары 100 МГц для работы Gigabit Ethernet (1000Base-T); и Кабель категории 6, где каждая пара работает на частоте 250 МГц для повышения производительности 1000Base-T.[29][30]

Кабель Ethernet Cat5e, показывающий витые пары медных проводов.

В сетях с медной витой парой сертификация медного кабеля достигается посредством серии тщательных испытаний в соответствии с Ассоциация телекоммуникационной индустрии (TIA) или Международная организация по стандартизации (ISO) стандарты.

Коаксиальный кабель

Коаксиальные кабели широко использовались в универсальный компьютер систем и были первым типом основных кабелей, используемых для локальных сетей (LAN ). Распространенные применения коаксиального кабеля сегодня включают компьютерную сеть (Интернет) и соединения для передачи данных, видео и Кабельное телевидение распределение, радиочастотная и микроволновая передача, а также подключение радиопередатчики и приемники с их антенны.[31]

Полужесткий коаксиальный кабель для микроволновая печь коробка передач

В то время как коаксиальные кабели могут проходить на большие расстояния и имеют лучшую защиту от электромагнитных помех, чем витые пары, с коаксиальными кабелями труднее работать, и их труднее проложить из офисов в коммутационный шкаф. По этим причинам в настоящее время его обычно заменяют менее дорогими кабелями UTP или волоконно-оптические кабели для большей емкости.[28]

Сегодня многие Кабельное телевидение компании по-прежнему используют коаксиальные кабели в домах. Эти кабели, однако, все чаще подключаются к волоконно-оптической системе передачи данных за пределами дома. В большинстве систем управления зданием используются проприетарные медные кабели, как и в системах пейджинга / аудиосистемы. Системы контроля безопасности и входа по-прежнему часто зависят от меди, хотя также используются оптоволоконные кабели.[32]

Структурированная проводка

Наиболее телефонные линии может обмениваться голосом и данными одновременно. Прецифровая четырехъядерная телефонная проводка в домах не способна удовлетворить потребности в связи с несколькими телефонными линиями, Интернет-услугами, видеосвязью, передачей данных, факсами и службами безопасности. Перекрестные помехи, статические помехи, неслышимые сигналы и прерывание обслуживания - частые проблемы с устаревшей проводкой. Компьютеры, подключенные к устаревшей коммуникационной проводке, часто имеют низкую производительность в Интернете.

“Структурированная проводка »- это общий термин для 21 века. Локальная проводка для высокопроизводительных систем телефона, видео, передачи данных, безопасности, управления и развлечений. Установки обычно включают центральную распределительную панель, на которой выполняются все подключения, а также розетки с выделенными соединениями для телефона, данных, ТВ и аудиоразъемы.

Структурированная проводка позволяет компьютерам обмениваться данными друг с другом без ошибок и на высоких скоростях, одновременно сопротивляясь помехам между различными электрическими источниками, такими как бытовые приборы и внешние сигналы связи. Сетевые компьютеры могут одновременно использовать высокоскоростные Интернет-соединения. Структурированная проводка также может соединять компьютеры с принтеры, сканеры, телефоны, факс машины, и даже домашние системы безопасности и домашнее развлекательное оборудование.

Гнездовой разъем для коаксиального кабеля.

С четырьмя экранами РГ-6 Коаксиальный кабель может передавать большое количество телеканалов одновременно. Схема разводки звездой, при которой проводка от каждого разъема доходит до центрального распределительного устройства, способствует гибкости услуг, идентификации проблем и лучшему качеству сигнала. У этого шаблона есть преимущества перед петлями гирляндной цепи. Доступны инструменты, советы и методы установки сетевых систем электропроводки с использованием витых пар, коаксиальных кабелей и разъемов для каждой из них.[33][34]

Структурированная проводка конкурирует с беспроводными системами в домах. Хотя беспроводные системы, безусловно, имеют преимущества удобства, они также имеют недостатки по сравнению с системами с медным проводом: более высокая пропускная способность систем, использующих проводку категории 5e, обычно поддерживает более чем в десять раз скорости беспроводных систем для более быстрых приложений передачи данных и большего количества каналов для видеоприложений. В качестве альтернативы, беспроводные системы представляют собой угрозу безопасности, поскольку они могут передавать конфиденциальную информацию непреднамеренным пользователям через аналогичные приемные устройства. Беспроводные системы более восприимчивы к помехам от других устройств и систем, что может снизить производительность.[35] Определенные географические районы и некоторые здания могут быть неподходящими для беспроводной установки, так же как в некоторых зданиях могут возникнуть трудности с прокладкой проводов.

Распределение мощности

Сечение медного высоковольтного кабеля на 400 кВ
Медь широко используется для изготовления шин распределения питания из-за ее высокой проводимости.

Распределение мощности завершающий этап поставки электроэнергии в конечное пользование. Система распределения электроэнергии передает электроэнергию от системы передачи к потребителям.

Силовые кабели используются для передачи и распределения электроэнергии на открытом воздухе или внутри зданий. Доступна подробная информация о различных типах силовых кабелей.[36]

Медь является предпочтительным проводящим материалом для подземных линий электропередачи, работающих при высоких и сверхвысоких напряжениях до 400 кВ. Преобладание медных подземных систем связано с их более высокой объемной электрической и теплопроводностью по сравнению с другими проводниками. Эти полезные свойства медных проводников экономят пространство, сводят к минимуму потери мощности и поддерживают более низкие температуры кабеля.[нужна цитата ]

Медь по-прежнему доминирует в линиях низкого напряжения в шахтах и ​​подводных установках, а также в электрических железных дорогах, подъемниках и других наружных системах.[5]

Алюминий, сам по себе или армированный сталью, является предпочтительным проводником для воздушных линий электропередачи из-за его меньшего веса и более низкой стоимости.[5]

Проводники для бытовых приборов

Проводники бытовых приборов и инструменты изготавливаются из многожильного мягкого провода, который может быть лужен для пайки или идентификации фаз. В зависимости от нагрузки изоляция может быть из ПВХ, неопрена, этиленпропилена, полипропиленового наполнителя или хлопка.[5]

Автомобильные кондукторы

Медная проводка достаточно прочна, чтобы оставаться на месте в автомобиле. генератор, подверженные постоянной вибрации и механическим ударам.

Автомобильные проводники требуют изоляции, устойчивой к повышенным температурам, нефтепродуктам, влажности, огню и химическим веществам. ПВХ, неопрен и полиэтилен - самые распространенные изоляторы. Диапазон потенциалов от 12 В для электрических систем до от 300 до 15 000 В для приборов, освещения и систем зажигания.[36]

Магнитный провод

Основная статья: Магнитный провод

Магнитный провод или обмоточный провод используется в обмотках электродвигатели, трансформаторы, индукторы, генераторы, наушники, громкоговоритель катушки, позиционеры головки жесткого диска, электромагниты, и другие устройства.[5][10]

Чаще всего магнитный провод состоит из полностью отожженной электролитически очищенной меди, чтобы обеспечить более тесную намотку при изготовлении электромагнитных катушек. Проволока покрыта различными полимерный изоляции, в том числе лак, а не более толстый пластик или другие типы изоляции, обычно используемые для электрических проводов.[5] Высокая чистота бескислородная медь марки используются для высокотемпературных применений в восстановительной атмосфере или в двигателях или генераторах, охлаждаемых газообразным водородом.

Затворы для медных кабелей

Затвор медного сращивания определяется как корпус и связанное с ним оборудование, которое предназначено для восстановления механической целостности и целостности окружающей среды одного или нескольких медных кабелей, входящих в корпус и обеспечивающих некоторую внутреннюю функцию для сращивания, заделки или межсоединения.[37]

Типы закрытий

Как указано в Telcordia документ отраслевых требований GR-3151, есть две основные конфигурации укупорочных средств: стыковые и поточные. Затворы встык позволяют кабелям входить в затвор только с одного конца. Эта конструкция также может называться закрытием купола. Эти затворы могут использоваться в различных приложениях, включая сращивание ветвей. Встроенные затворы обеспечивают ввод кабелей на обоих концах затвора.Их можно использовать в различных приложениях, включая сращивание ответвлений и доступ к кабелям. Встроенные затворы также могут использоваться в стыковой конфигурации, ограничивая доступ кабеля к одному концу затвора.

Замыкание медных стыков определяется функциональными характеристиками конструкции и, по большей части, не зависит от конкретных сред или приложений развертывания. На данный момент, Telcordia выявил два (2) типа медных затворов:

  1. Экологически закрытые затворы (ESC)
  2. Укупорочные средства для свободного дыхания (FBC)

ESC обеспечивают все характеристики и функции, ожидаемые от типичного затвора для стыков в кожухе, который предотвращает проникновение жидкости и пара во внутреннее пространство затвора. Это достигается за счет использования системы защиты от воздействия окружающей среды, такой как резиновые прокладки или клеи-расплавы. В некоторых ESC используется сжатый воздух, чтобы предотвратить попадание влаги в крышку.

FBC обеспечивают все характеристики и функции, характерные для типичного закрытия стыков, которое предотвращает проникновение ветрового дождя, пыли и насекомых. Однако такое закрытие обеспечивает свободный обмен воздуха с окружающей средой. Следовательно, возможно образование конденсата внутри укупорочного средства. Таким образом, необходимо обеспечить соответствующий дренаж, чтобы предотвратить накопление воды внутри укупорочного средства.

Будущие тенденции

Несколько медных катушек используются в индукционная плита

Медь по-прежнему будет преобладающим материалом в большинстве электрических проводов, особенно там, где важен размер помещения.[3] Автомобильная промышленность на протяжении десятилетий рассматривала возможность использования проволоки меньшего диаметра в определенных областях применения. Многие производители начинают использовать медные сплавы, такие как медно-магниевый (CuMg), что позволяет изготавливать провода меньшего диаметра с меньшим весом и улучшенными характеристиками проводимости. Специальные сплавы, такие как медь-магний, все чаще используются в автомобильной, аэрокосмической и оборонной промышленности.[38]

Ожидается, что в связи с необходимостью увеличения скорости передачи высокоскоростных сигналов голоса и данных качество поверхности медного провода будет улучшаться. Ожидается, что спрос на лучшую способность к вытяжке и движение к «нулевым» дефектам в медных проводниках сохранится.

Минимальные требования к механической прочности для магнитной проволоки могут развиваться для улучшения формуемости и предотвращения чрезмерного растяжения проволоки во время высокоскоростных операций наматывания.[нужна цитата ]

Маловероятно, что стандарты чистоты медных проводов превысят текущее минимальное значение 101% IACS. Хотя медь 6-девяток (чистота 99,9999%) производилась в небольших количествах, она чрезвычайно дорога и, вероятно, не нужна для большинства коммерческих применений, таких как магниты, телекоммуникации и строительный провод. Электропроводность меди 6 девяток и меди 4 девяток (чистота 99,99%) почти одинакова при температуре окружающей среды, хотя медь более высокой чистоты имеет более высокую проводимость при криогенных температурах. Таким образом, при некриогенных температурах медь 4-девятки, вероятно, останется доминирующим материалом для большинства промышленных проводов.[3]

Кража

Смотрите также: Кража металла
Мировые цены на медь с 1986 по 2011 годы

Вовремя Сырьевой бум 2000-х, цены на медь выросли во всем мире,[39] усиление стимула для преступников воровать медь из кабелей электроснабжения и связи.[40][41][42]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Осетр, W., 1825, Улучшенный электромагнитный аппарат, Пер. Королевское общество искусств, производства и торговли (Лондон) 43: стр. 37–52, цит. По: Miller, T.J.E, 2001, Electronic Control of Switched Reluctance Machines, Newnes, п. 7. ISBN  0-7506-5073-7
  2. ^ Виндельспехт, Майкл, 2003 г., Новаторские научные эксперименты, изобретения и открытия XIX века, XXII, издательство Greenwood Publishing Group, ISBN  0-313-31969-3
  3. ^ а б c d Pops, Horace, 2008, Обработка проволоки из древности в будущее, Wire Journal International, июнь, стр. 58-66.
  4. ^ а б c «Металлургия медной проволоки» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2013-09-01. Получено 2013-06-07.
  5. ^ а б c d е ж грамм час я Джозеф, Гюнтер, 1999, Медь: торговля, производство, использование и экологический статус, под редакцией Кундига, Конрада Дж. А., ASM International Vol. 2.03, Электрические проводники
  6. ^ «Медь, химический элемент - обзор, открытие и название, физические свойства, химические свойства, встречаемость в природе, изотопы». Chemistryexplained.com. В архиве из оригинала от 16.06.2013. Получено 2013-06-01.
  7. ^ а б «Международный стандарт отожженной меди; Центр ресурсов неразрушающего контроля». Ndt-ed.org. Архивировано из оригинал на 2013-05-23. Получено 2013-06-07.
  8. ^ а б c Столы из медной проволоки; Циркуляр Бюро стандартов; № 31; С. В. Страттон, директор; Министерство торговли США; 1914 г.
  9. ^ Мотт, Н.Ф. и Джонс, Х., 1958, Теория свойств металлов и сплавов, Dover Publications.
  10. ^ а б c d е Pops, Horace, 1995, Physical Metallurgy of Electrical Conductors, in Color Wire Handbook, Volume 3: Principles and Practice, The Wire Association International, pp. 7-22.
  11. ^ Медные строительные проволочные системы В архиве 2013-05-24 в Wayback Machine, Copper Development Association, Inc.
  12. ^ «Медь - свойства и применение». Copperinfo.co.uk. Архивировано из оригинал на 2013-07-20. Получено 2013-06-01.
  13. ^ а б c "VTI: алюминий против меди: проводники в низковольтных трансформаторах сухого типа". Vt-inc.com. 2006-08-29. Архивировано из оригинал на 2012-07-08. Получено 2013-06-01.
  14. ^ Вист, Роберт С. и Шелби, Сэмюэл М. Справочник по химии и физике, 48-е издание, Огайо: The Chemical Rubber Co. 1967–1968: F-132
  15. ^ W.F. Гейл; T.C. Totemeir, eds. (2004), Справочник Smithells Metals (8-е изд.), Elsevier Butterworth Heinemann Co. и ASM International, ISBN  0-7506-7509-8
  16. ^ «Разработка проводника из алюминиевого сплава с высокой электропроводностью и контролируемым пределом прочности на растяжение и удлинение» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2014-03-28. Получено 2013-06-07.
  17. ^ а б c d е ж грамм час «Электрооборудование: строительные провода - медные строительные системы». Copper.org. 2010-08-25. В архиве из оригинала от 24.05.2013. Получено 2013-06-01.
  18. ^ Рич, Джек К., 1988, Материалы и методы скульптуры. Courier Dover Publications. п. 129. ISBN  0-486-25742-8, https://books.google.com/?id=hW13qhOFa7gC
  19. ^ Справочник по цветной проволоке, том 3: Принципы и практика, Международная ассоциация проводов
  20. ^ Попс, Гораций; Важность проводника и контроль его свойств для приложений с магнитной проволокой, Справочник по цветной проволоке, Том 3: Принципы и практика, Международная ассоциация проводов, стр. 37-52.
  21. ^ а б "Электрооборудование: строительный провод - медь, лучшая покупка". Copper.org. 2010-08-25. В архиве из оригинала от 25.05.2013. Получено 2013-06-01.
  22. ^ «Проволочная мудрость: выбор проводников» (PDF). Аникстер. В архиве (PDF) из оригинала на 2017-01-09. Получено 2013-06-01.
  23. ^ Телефония автор: T.E. Герберт и У. Procter, Volume 1, стр. 1110 (1946, Pitman, Лондон)
  24. ^ Медная строительная проволока, Справочник по изделиям из меди / латуни / бронзы, Публикация CDA 601/0, Ассоциация разработчиков меди
  25. ^ Международный стандарт отожженной меди; Центр ресурсов неразрушающего контроля; «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2013-05-23. Получено 2013-06-07.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  26. ^ «Применение: телекоммуникации - медная проводка». Copper.org. 2010-08-25. Архивировано из оригинал на 2013-05-28. Получено 2013-06-01.
  27. ^ Дэвис, Джозеф Р., Медь и медные сплавы, ASM International. Справочник комитета, стр. 155-156
  28. ^ а б c d «Сеть +, Модуль 3 - Физическая сеть». Lrgnetworks.com. В архиве из оригинала от 25.04.2012. Получено 2013-06-01.
  29. ^ а б «Выбор коаксиального кабеля и витой пары». .electronicproducts.com. Архивировано из оригинал на 2013-11-05. Получено 2013-06-01.
  30. ^ «Эволюция медных кабельных систем от Cat5 до Cat5e и Cat6» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 14 марта 2013 г.www.panduit.com
  31. ^ Ван Дер Бургт, Мартин Дж., 2011, "Коаксиальные кабели и приложения". Belden. п. 4. Проверено 11 июля 2011 г., «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2011-07-28. Получено 2011-07-11.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  32. ^ «Архивная копия» (PDF). В архиве (PDF) из оригинала 11.11.2011. Получено 2011-11-18.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  33. ^ «Приложения: телекоммуникации - коммуникационная проводка в современных домах». Copper.org. 2010-08-25. В архиве из оригинала 2013-05-02. Получено 2013-06-01.
  34. ^ «Приложения: Телекоммуникации - Домашняя инфраструктура». Copper.org. 2010-08-25. В архиве из оригинала от 04.05.2013. Получено 2013-06-01.
  35. ^ Структурированная проводка для современных домов (CD-ROM), Ассоциация производителей меди, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США
  36. ^ а б «Электрические провода и кабели», брошюра 0001240, Cobre Cerrillos S.A., Сантьяго, Чили; Технический бюллетень Cocessa, Каталог электрических проводов 751, MADECO, 1990
  37. ^ GR-3151-CORE, Общие требования к медным затворам для стыков, В архиве 2016-03-04 в Wayback Machine Telcordia.
  38. ^ «Проволока из медно-магниевого сплава C18661 (CMG1)». Fisk (сайт). Fisk Alloy, Inc. В архиве из оригинала 18 декабря 2012 г.. Получено 19 марта 2013.
  39. ^ «Исторические цены на медь, история цен на медь». Dow-futures.net. 22 января 2007 г. Архивировано с оригинал 12 мая 2010 г.. Получено 1 мая 2010.
  40. ^ Беринато, Скотт (2007-02-01). «Кража меди: эпидемия краж металла». CSO Online. Архивировано из оригинал 2 февраля 2014 г.. Получено 2014-01-19.
  41. ^ «Кража меди угрожает критической инфраструктуре США». Федеральное Бюро Расследований. 15 сентября 2005 г. Архивировано с оригинал 14 октября 2012 г.. Получено 24 января 2014.
  42. ^ «Пожары в 4 домах и сотни домов без электричества после того, как была поражена подстанция». metaltheftscotland.org.uk. 29 ноября 2013. Архивировано с оригинал 7 июля 2013 г.. Получено 24 января 2014.