Caractéristiques électriques de base des fils et câbles

Les principales caractéristiques électriques des fils et câbles comprennent des caractéristiques mesurées à tension constante, à savoir :

• résistance ohmique des fils conducteurs de courant,

• la resistance d'isolement,

• capacité.

Résistance ohmique

La résistance ohmique des conducteurs conducteurs des fils et câbles est exprimée en ohms et se réfère généralement à une unité de longueur (m ou km) d'un fil ou d'un câble. La résistance ohmique, se référant à une unité de longueur et de section, est appelée résistance et est exprimée en ohm·cm.

Dans les conditions techniques des fils et câbles, la résistance est exprimée en ohms, se référant à une longueur unitaire de 1 m et une section d'un fil de 1 mm2.

La résistance des conducteurs en cuivre des fils et câbles est calculée en fonction de la valeur de la résistance du cuivre dans les produits. Pour fil non trempé (classe MT) d'un diamètre jusqu'à 0,99 mm — 0,0182, d'un diamètre supérieur à 1 mm — 0,018 — 0,0179, pour fil chauffé (classe MM) de tous diamètres — 0,01754 ohms mm2/m.

La résistance ohmique spécifique du fil d'aluminium ne doit pas dépasser 0,0295 ohm·mm2/m à 20°C de toutes marques et diamètres.

La resistance d'isolement

La résistance d'isolement est l'une des caractéristiques les plus courantes des fils et des câbles. Au début du développement de la technologie du câble la résistance d'isolement est considérée comme une caractéristique déterminante en termes de résistance à la rupture et de fiabilité des produits de câble.

A cette époque, le matériau isolant était considéré comme un très mauvais conducteur, et évidemment de ce point de vue on croyait que plus la résistance de l'isolant était grande, plus ce matériau différait du conducteur, donc mieux il isolerait un conducteur .

Les normes de résistance d'isolement des fils et câbles sont encore fondamentales dans un certain nombre de cas, par exemple pour les fils connectés à des instruments de mesure ou des circuits à faible courant de fuite. Évidemment, dans ce cas, il faut exiger une résistance d'isolement élevée au même titre que pour tous les fils et câbles de communication, etc.

Pour les câbles d'alimentation transmettant une quantité d'énergie électrique relativement importante, les fuites en tant que perte d'énergie sont pratiquement sans importance si elles ne réduisent pas la résistance électrique et la fiabilité du câble. Par conséquent, la résistance d'isolement des câbles d'alimentation avec isolation en papier imprégné n'est pas aussi importante que pour d'autres types de câbles et de fils qui transmettent une quantité relativement faible d'énergie électrique.

Sur la base de ces considérations, pour les câbles électriques avec isolation en papier imprégné, seule la limite inférieure de la résistance d'isolement applicable à une longueur de 1 km est généralement spécifiée, par exemple, pas moins de 50 mégohms pour les câbles pour des tensions de 1 et 3 kV et pas plus de moins de 100 mégohms pour les câbles de 6 à 35 kV à 20 °C.

La résistance d'isolement n'est pas une valeur constante - elle dépend fortement non seulement de la qualité des matériaux et de la perfection du processus technologique, mais également de la température et de la durée d'application de la tension pendant le test.

Afin d'obtenir une plus grande certitude lors de la mesure de la résistance d'isolement, une attention particulière doit être portée à la température de l'objet mesuré et à la durée de la tension (électrification).

Dans les diélectriques inhomogènes, notamment en présence d'humidité, une charge résiduelle apparaît sous l'influence d'une tension constante qui leur est appliquée.

Pour éviter d'obtenir des résultats erronés, il est nécessaire d'effectuer une longue décharge du câble avant les mesures en reliant les âmes du câble à la terre et à la gaine de plomb.

Afin de porter les résultats des mesures à une température constante, par exemple 20 ° C, les valeurs obtenues sont recalculées selon les formules, dont les coefficients sont déterminés à l'avance en fonction du matériau de la couche isolante et de la construction du câble.

La dépendance de la résistance d'isolement à la durée d'application de la tension est déterminée par la variation du courant traversant la couche isolante avec une tension constante appliquée au diélectrique. Lorsque la durée d'application de la tension (électrification) augmente, le courant diminue.

Le rôle le plus important est joué par la résistance d'isolement dans les câbles de communication, car elle y détermine la qualité de la transmission du signal sur le câble et en est l'une des principales caractéristiques. Pour les câbles basiques de ce type, la résistance d'isolement est de 1000 à 5000 MΩ et diminue jusqu'à 100 MΩ.

Capacité

La capacité est également l'une des principales caractéristiques des câbles et des fils, en particulier ceux utilisés pour la communication et la signalisation.

La valeur de la capacité est déterminée par la qualité du matériau de la couche isolante et les dimensions géométriques du câble. Dans les câbles de communication, où des valeurs de capacité inférieures sont recherchées, la capacité du câble est également déterminée par le volume d'air dans le câble (isolation en papier d'air).

La mesure capacitive est actuellement utilisée pour contrôler l'intégralité de l'imprégnation du câble et ses dimensions géométriques. Dans les câbles à trois fils à haute tension, la capacité du câble est définie comme une combinaison de capacités partielles.

Pour calculer le courant de charge du câble lorsqu'une tension alternative élevée lui est appliquée et pour calculer les courants de court-circuit, il est nécessaire de connaître la valeur de la capacité du câble.

La mesure de capacité est effectuée dans la plupart des cas avec une tension alternative, et uniquement pour simplifier et accélérer les mesures, la détermination de la capacité en courant continu est utilisée.

Lors de la mesure de la capacité CC, il convient de garder à l'esprit que la capacité du câble, déterminée par le galvanomètre balistique à partir de la décharge après avoir chargé le câble avec une tension continue pendant un certain temps, dépendra de la durée de la charge sur le câble.Habituellement, lors de la mesure de la capacité des fils et des câbles, la durée de l'alimentation en tension est supposée être de 0,5 ou 1 min.

Liste des caractéristiques des fils et câbles mesurés sous tension alternative

À tension alternative, les caractéristiques suivantes des fils et câbles sont mesurées :

• l'angle de pertes diélectriques ou plutôt la tangente de cet angle et l'augmentation de l'angle de perte dans la plage de 30% de la tension nominale de fonctionnement du câble à la tension lors de la mesure ;

• dépendance de l'angle des pertes diélectriques sur la tension (courbe d'ionisation) ;

• dépendance de l'angle de perte diélectrique à la température (évolution de la température);

• force électrique ;

• la dépendance de la rigidité diélectrique à la durée d'application de la tension.

Conformément aux exigences des spécifications techniques, certaines de ces caractéristiques sont mesurées sur toutes les bobines de câble produites par l'usine (essais de courant), d'autres uniquement sur de petits échantillons ou des longueurs prélevées sur un lot de bobines de câble selon une certaine vitesse (type essais).

Le contrôle actuel des câbles d'alimentation haute tension comprend : la mesure de l'angle de perte diélectrique et de sa variation avec la tension (courbe d'ionisation et augmentation de l'angle de perte).

Les essais de type incluent le comportement en température et la dépendance de la résistance à la rupture du câble sur la durée de l'application de la tension. Le test de résistance aux impulsions de l'isolation des câbles s'est également généralisé.