Кабель, по якому передається електрична енергія, складається з мідної або алюмінієвої жили, оточеній шаром ізоляції. Найчастіше для ізоляції сило = вих кабелів застосовують папір, який намотується навколо жили в багато шарів і просочується маслом або яким-небудь вузькому складом з масла і смол (такий склад називають іноді ізоляційним компаундом). Поверх паперової ізоляції напресовують свинцеву оболонку, яка не пропускає вогкості всередину кабелю. Про такому кабелі уже говорилося в главі «Будівельні матеріали». Свинцева оболонка кабелю обвивається бронею зі сталевої стрічки або дроту. Броня захищає кабель від пошкоджень при прокладці. Вона необхідна для механічної міцності кабелю. Але не про цю механічної міцності піде тут мова.

Для передачі енергії важлива насамперед електрична міцність, т. Е. Те електрична напруга, яке може витримати кабель.

Електрична міцність залежить від якості ізоляції і від того, як до цієї ізоляції докладено електрична напруга.

Хороша ізоляція може витримувати кілька десятків кіловольт на міліметр товщини. Якщо електрична напруга, прикладена до товстому шару ізоляції, однаково в усіх ділянках цього шару, то електрична міцність такого шару ізоляції дорівнює міцності 1 мм, помноженої на товщину шару в міліметрах.

Але розподіл електричної напруги в шарі ізоляції часто буває нерівномірним, і тоді міцність всього шару визначається його найбільш напруженим ділянкою.

У кабелі щільність електричних зарядів на зовнішній поверхні токонесущей жили завжди більше щільності зарядів на внутрішній поверхні свинцевої оболонки. Тому найбільша напруга на ізоляцію буде припадати саме у поверхні жили. Величина цієї напруги залежить і від радіуса жили, і від товщини шару ізоляції між житловою і оболонкою.

Якщо взяти свинцеву оболонку з якимось певним внутрішнім діаметром і змінювати всередині неї діаметр токонесущей жили, а отже, товщину шару ізоляції, то електрична напруга, що припадає на ізоляцію, буде змінюватися за законом, представленому на фіг. 7-6.

Коли діаметр внутрішньої жили кабелю великий, то шар ізоляції між житловою і оболонкою тонкий і електро-

Фіг. 7-6. Допустима напруга на кабелі залежно від діаметра його внутрішньої жили при незмінному заданому діаметрі зовнішньої оболонки кабелю.

тріческого напруга, що діє на ізоляцію, велике. Кабель з товстою житлової має невисоку електричну міцність.

Якщо діаметр внутрішньої жили кабелю зменшувати »то товщина ізоляції збільшується і міцність кабелю спочатку зростає. Але при дуже тонкою жилі напруженість електричного поля біля її поверхні велика і міцність кабелю в цьому випадку знову-таки незначна. Існує товщина жили, при якій міцність кабелю найбільша. Можна скласти рівняння, яке б пов’язувало напруга на ізоляції біля поверхні жили з діаметром цій жили. Рішення цього рівняння на максимум і мінімум дає значення діаметра жили для самого міцного кабелю.

У кабелі з найбільшою електричною міцністю відношення діаметра оболонки до діаметру жили виражається нескінченним рядом:

Це число – основа натуральних логарифмів, його позначають буквою е. Жила «самого міцного» кабелю повинна бути тонше його оболонки в е разів, або наближено становити 38% від оболонки.

І в багатьох конструкціях високовольтних силових кабелів витримується це співвідношення між розмірами жили і оболонки.

Джерело: Електрика працює Г.І.Бабат 1950-600M