«Прогрев проводов» как метафизическое явление, статья.
По мере совершенствования аудиотехники все большее внимание производители и потребители уделяют деталям, которые ранее просто выпадали из рассмотрения ввиду, мы бы сказали, незначительности проблем. Перед ними стояли более важные задачи. Вспомним, к примеру, что на заре персональной техники нас как-то не особенно интересовал дизайн и эргономика компьютерных мышей, гораздо важнее было наличие хоть какой-нибудь мышки. Игр и программ с развитым графическим интерфейсом было меньше, клавиатура обеспечивала почти все необходимые функции. Посмотрите, на сегодняшних мышей, хотя бы для Mac’а, и тех уже недостаточно, хочется большего — хорошего мультитача. С момента появления компьютерной мышки на механическом шарике на нее постепенно обратили внимание специалисты из разных отраслей знания: дизайнеры, ортопеды, психологи, оптики, электроники и т.д. Теперь мышка уже не та, что была раньше.
Так же обстоит дело и в аудиотехнике. По мере совершенствования основного оборудования: источников, усилителей акустических систем, все больше внимания мы стали обращать на детали и условия, при наличии которых появляется тот самый «звук».
Сетевые фильтры, регенераторы питания, опоры, конусы, виброподы, кабели — да и чем только не заняты сегодня головы аудиофилов. Даже те, кто демонстративно подтрунивают над невротическими аудиофилами, сами втихаря на форумах трещат о том же, хоть и отрицая значение всей этой «муры», но ведь трещат.
А это значит, что все эти вопросы перешли из разряда малозначительных и недостойных внимания в разряд сначала активно обсуждаемых, а затем и требующих теоретического обоснования и серьезного подхода со стороны производителей. В дело включились дизайнеры, электроники, физики, химики и даже специалисты из космических отраслей. Взгляните на кабели американских компаний Analysis Plus и Nordost, в их разработке принимают участие специалисты по космической связи и передачи сигналов, разработчики новейших материалов NASA.
Стоимость некоторых образцов межблочников и акустических кабелей этих уважаемых компаний вплотную приближаются к ценам аппаратуры, с которой им предстоит работать.
Стоит подумать: достаточным ли аргументом для сомнений по поводу преимущества дорогого кабеля является отсутствие денег в собственном кармане или наличие когда-то полученных зачетов по электротехнике?
Глядя на некоторые форумы, можно заметить стабильное циркулирование некоторых мифов, которые укоренились в сознании скептиков. Вот некоторые из них:
- Миф — 1. Дороговизна кабеля определяется исключительно ценой материалов: медь 6-7 девяток, серебро, золото.
- Миф — 2. Звук дорогого кабеля не лучше, чем у дешевого.
- Миф — 3. Прогретый кабель звучит не лучше, чем не прогретый.
- Миф — 4. Направлением проката проводника определяется направленность его при включении его в систему. (Налицо подмена понимания особенностей организации технологии и вектора производственного процесса, от начала до конца производства готового кабеля.)
Аудиофилами замечено, что прогретые кабели звучат лучше, чем не прогретые, причем, это утверждение применимо как к дорогим, так и к дешевым экземплярам. Срок прогрева кабеля полезным аудиосигналом, по свидетельству одной уважаемой компании, производящей кабельную продукцию, составляет
1,5 недели (около 10 дней). Эффект улучшения звука пропадает (деградирует) через некоторое время, если кабель не используется.
Попытка навести порядок в наших представлениях, например, о степени влияния прогрева межблочных и акустических кабелей на звук вообще или вполне конкретного комплекта, в частности, наталкивается на необходимость учета слишком большого числа факторов.
Выполняя подобный анализ, придется рассмотреть какие изменения происходят в проводнике под воздействием электрического сигнала, привлекая при этом свежие данные из нескольких разделов физики, как то: классическая электронная теория, электродинамика, материаловедение, физика твердого тела и т.д. Причем количественный анализ процессов в отличие от качественного выполнить весьма не просто, достаточно вспомнить, что для моделирования характера взаимодействия электронов тока с атомами узлов кристаллической решетки проводника была разработана целая теория («Теория фононов», Тамм И. Е.). Ученые, не имея на тот момент необходимого математического аппарата и физической возможности учесть все взаимодействия в кристаллической решетке проводника, ввели тогда виртуальные частицы — фононы, то есть «псевдочастицы», подчиняющиеся законам распространения акустических волн. Это позволило промоделировать колебательные явления узлов решетки проводника. Подобные приемы применялись учеными и в 17 — 18 веках, когда не было еще науки «термодинамика». Вспомним теплород, введенный Лавуазье в 1783 году. Он позволил до принятия молекулярно-кинетической теории производить расчеты, результаты которых помогали в практической деятельности.
Скептики скажут: «Эвона куды завернули. Фононы, теплород, электроны — зачем?» Мол, для кабеля решающее значение имеют обобщенные и хорошо известные характеристики: сопротивление, емкость, индуктивность. Да, все правильно, но озабоченные аудиофилы хотели бы получить более определенный ответ на причину различия в звуке кабелей с одинаковыми электрическими характеристиками, но отличающимися материалом проводников и изоляторов (медь, серебро, тефлон или полипропилен). Почему прогретый кабель, сохраняя те же характеристики, звучит иначе, чем непрогретый? Какой смысл несет направленность кабеля? Аудиолюбители хотели бы услышать и практические советы, например, как долго и каким сигналом прогревать кабели.
Предлагаем читателям собственную попытку обобщить разрозненные факты из жизни кабельного вопроса и сформулировать некоторые советы любителям хай-фая и хай- энда.
Выскажем свое убеждение, что ответы о секретах тонких нюансов звуковой картины, за которые ответственны соединения компонентов аудиосистем (кабели), лежат в области микромира, физики кристаллов и т.д. Делать такие выводы позволяет знакомство с работами некоторых известных фирм, выпускающих кабельную продукцию.
Например, стали появляться образцы кабелей с активной изоляцией, или с вольфрамовыми проводниками, а также кабелей, подвергнутых прогреву высоковольтной дугой.
Не все известные нам случаи технологических новинок в области проводников попадают под категорию маркетинговых уловок. За многими из них стоят годы упорного труда, экспериментов и запатентованных секретов. Именно поэтому трудно прокомментировать заложенные в них принципы. Многие удачные образцы, найденные производителями экспериментальным путем, могут еще долго ждать своего научного объяснения. Именно поэтому какое-то время приходится опираться на эмпирический опыт и обобщенную оценку физических и, на сегодняшний день, «метафизических» процессов.
Вот мы и дошли до самого интересного: описать «простыми» словами процессы, происходящие в проводнике, поднять вопросы, ответы на которые (точнее, на некоторые из них) пока не дала фундаментальная наука или держит эти знания под грифом «Совершенно секретно!» (например, работы Николы Тесла).
Самым сложным для нас было найти эти самые «слова», которыми можно передать смысл происходящих, по нашему мнению, процессов, и выбрали — «образы». Обычно сообщество аудиофилов используют образы для передачи информации себе подобным. Например: «Теплый звук», «Безграничный бас» и т.д. Также мы позволили себе сравнить слуховой аппарат аудиофила с носом и языком сомелье (профессиональный дегустатор вина), который по запаху и вкусу различает возраст напитка. И получился у нас образ для оценки изменений «вкусовых» различий в звучании проводов — водка! Когда мы были молодыми, мы ненавидели пить водку из полиэтиленовых стаканов — почему?
Теперь мы начнем описывать процессы, происходящие в акустических проводах, и переводить их в «образы».
Из теории Фононов:
Свободный электрон пролетает между двух атомов кристаллической решетки, они отталкиваются, возбуждая всю цепочку кристаллов по законам распространения звуковых волн. Возникает ультразвуковой шум, спектр которого разный для серебра и меди. В качестве сравнительного образа мы выбрали струны гитары из серебра и стали, которые имеют одинаковые физические размеры, настроенные на одну ноту и звучащие по-разному.
Прогрев в данном случае увеличивает амплитуду колебаний атомов решетки в проводнике. При прохождении по проводнику переменного тока (в области звуковых колебаний), скин-эффект выталкивает свободные электроны на поверхность проводника, и часть из них «затыкает» электронные дыры в диэлектрике, возникают артефакты. Поэтому очень важен материал диэлектрика. Прогрев кабеля стабилизирует этот обмен до линейного уровня, и провод какое-то время способен «помнить» это состояние.
Под воздействием проходящего тока диполи атомов проводника способны выстраиваться в одном направлении (поляризоваться) и могут сохранять это состояние после воздействия. Существует свой срок «релаксации» различных материалов проводника, которое никто не публикует. На вопрос о сроках прогрева проводника мы можем привести мнение руководителя компании Atlas, что сроки прогрева кабеля исчисляются неделей. Мы позволим себе предположить, что это состояние кабель сохраняет сопоставимый по продолжительности срок, однако его подключение требует соблюдение направления движения тока (здесь вам помогут стрелки и маркеры на кабелях).
Специфичный для материалов проводников «окрас» в звучании кабелей образуется из шумов, ранее описанных, и находится в области ультразвуковых частот, которые отвечают за «фронты» звукового сигнала, что воспринимается как «детализация» и «воздух». Мы предполагаем, что прогрев мало влияет именно на это.
Качественные изменения в прогреве кабеля Вы услышите, скорее, на аналоговой аппаратуре высокого класса.
Чтобы подытожить эту статью (а у нас в планах описать работу кабелей на уровне электротехники), мы сравниваем «дегустацию» проводов с аналогичным процессом — с «дегустацией» водки. Чем больше сортов водки вы попробуете, тем больше вы будете разбираться в ее вкусе (каламбур!). Выбирайте компанию — лучше на «троих», потому что лишние не дают возможности провести «чистый» эксперимент.
Источник
Тема: «Прогрев кабеля на барабане»
Цель:
1. Закрепить теоретические знания о прокладке кабелей при низких температурах.
Теоретическая часть.
В соответствии с требованиями СНиП 3.05.06-85 «Электротехнические устройства» прокладка кабелей в холодное время года без предварительного подогрева допускается только в тех случаях, когда температура воздуха в течение 24 ч. до начала работ не снижалась, хотя бы временно, ниже:
0°С – для силовых бронированных и небронированных кабелей с бумажной изоляцией (вязкой, нестекающей и обедненно пропитанной) в свинцовой или алюминиевой оболочке;
минус 5°С – для маслонаполненных кабелей низкого и высокого давления;
минус 7°С – для контрольных и силовых кабелей напряжением до 35 кВ с пластмассовой или резиновой изоляцией и оболочкой с волокнистыми материалами в защитном покрове, а также с броней из стальных лент или проволоки;
минус 15°С – для контрольных и силовых кабелей напряжением до 10 кВ с поливинилхлоридной или резиновой изоляцией и оболочкой без волокнистых материалов в защитном покрове, а также с броней из профилированной стальной оцинкованной ленты;
минус 20°С – для небронированных контрольных и силовых кабелей с полиэтиленовой изоляцией и оболочкой без волокнистых материалов в защитном покрове, а также с резиновой изоляцией в свинцовой оболочке.
Кратковременные в течение 2-3 часов понижения температуры (ночные заморозки) не должны приниматься во внимание при условии положительной температуры в предыдущий период времени.
При температуре воздуха ниже указанной, кабели должны предварительно подогреваться и укладываться в следующие сроки:
не более 1 ч. от 0 до минус 10°С;
не более 40 мин. от минус 10 до минус 20°С;
не более 30 мин . от минус 20°С и ниже.
При температуре окружающего воздуха ниже минус 40°С прокладка кабелей не допускается.
Необходимость прогрева обуславливается тем, что при отрицательной температуре маслоканифольный состав, которым пропитана бумажная изоляция кабеля, застывает, теряет свою вязкость и смазывающую способность. Застывшая масса склеивает слои лент бумажной изоляции, в результате чего при изгибе кабеля в процессе прокладки происходит разрыв бумажных лент, что ведет к снижению электрической прочности изоляции и пробою ее в процессе эксплуатации.
Прогрев кабелей с пластмассовой или резиновой изоляцией или оболочками необходимо выполнять для предупреждения растрескивания пластмассы и резины в процессе прокладки, что также может привести к выходу кабеля из строя.
Прогрев кабеля производится на барабане, с которого предварительно удаляется обшивка. Существующие способы прогрева кабелей, их преимущества и недостатки, а также рекомендуемая область применения приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Способы прогрева кабелей
| Способ прогрева | Преимущества | Недостатки | Рекомендуемая область применения |
| Электрическим трехфазным током при теплоизоляции барабанов войлочно-брезентовым капотом | Равномерный и достаточный прогрев по всему сечению. Возможность одновременного прогрева нескольких барабанов в короткое время | Во всех случаях монтажа и особенно протяженных линий при низкой температуре воздуха | |
| То же однофазным или постоянным током с бифилярным соединением двух жил с параллельным подключением к одной из них третьей жилы | Неравномерный, но достаточный прогрев кабеля | Более длительное время прогрева, неравномерность прогрева изоляции отдельных жил | Во всех случаях при невозможности применения первого способа |
| Внутри помещений с температурой до 40°С | Не требует специального оборудования | Незначительность температуры прогрева и большая продолжительность его, ограниченная область применения | При наличии обогреваемых помещений вблизи места прокладки. Температуры наружного воздуха не ниже –20°С и длине линий не более одной-двух строительных длин кабеля |
| В тепляке или палатке с батареей парового отопления, печами или с обогревом воздуходувкой (при температуре до 40°С) | Повышенная пожарная опасность в случае применения угольных и подобных печей, значительная продолжительность и малая производительность | Для протяженных одиночных линий в случае невозможности прогрева электрическим током |
Наиболее совершенным методом прогрева кабеля на барабанах является прогрев переменным электрическим током. В качестве источника тока могут быть применены сварочные трансформаторы или специальный трехфазный трансформатор типа ТСПК-20А для прогрева кабеля.
Трансформатор ТСПК-20А предназначен для прогрева трехфазным током кабелей длиной до 600 м и сечением до 185 мм 2 перед их прокладкой в зимних условиях.
Трехфазный понижающий трансформатор ТСПК-20А имеет мощность 20 кВА и дает возможность получения ряда напряжений в пределах от 10 до 100 В, необходимых для прогрева кабелей.
Первичная обмотка трансформатора выведена к шести зажимам и в зависимости от способа соединения (в «звезду» или «треугольник») может включаться в сеть с напряжением 380 или 220 В.
Вторичная обмотка имеет в каждой фазе по 6 пронумерованных отводов, от которых можно получить следующие напряжения холостого хода (таблица 2).
Таблица 2 – Напряжение холостого тока и максимальный ток вторичной обмотки трансформатора ТСПК-20А
| Номер отвода | ||||||
| Напряжение холостого хода, В | 12,6 | 25,3 | 38,0 | 50,6 | 76,0 | 101,3 |
| Максимальный ток, А |
Подключая перекидную перемычку «звезда» к тем или иным отводам вторичной обмотки, можно получить такую силу тока, которая необходима для прогрева кабелей различной длины и сечения. Три выводные шины вторичной обмотки соединяются с жилами прогреваемого кабеля. Электрическая схема трансформатора и подключения кабеля показана на рисунке 1.
При помощи трансформатора ТСПК-20А можно в течение 2-4 часов произвести одновременно нагревание всех трех жил кабеля до необходимой температуры.
Прогреву подвергается вся изоляция кабеля, начиная с внутренних ее слоев. При этом происходит уменьшение вязкости массы, которой пропитана изоляция кабеля.
Барабан с кабелем, подлежащим прогреву, следует поместить в утепленную палатку, расположенную вблизи места прокладки кабеля.
При этом подлежащий прогреву барабан с кабелем устанавливают на домкраты, козлы или специальную тележку с таким расчетом, чтобы по окончании прогрева кабель можно было размотать и уложить в течение времени установленного СНиП-3-05-06-85.
Нагретый кабель интенсивно впитывает влагу из воздуха, поэтому концы прогреваемого кабеля должны герметически заделываться. У конца кабеля, выведенного через щеку барабана, все три жилы после разделки закорачивают и напаивают свинцовый колпачок. Жилы второго конца кабеля разделывают, заключают в воронку и подключают их к выводным шинам вторичной обмотки трансформатора.
Необходимую для прогрева кабеля величину напряжения рекомендуется подбирать по таблице 3. В этой же таблице указаны время прогрева кабеля, сила тока и температура, до которой должна быть прогрета броня кабеля. Сила тока, потребляемого для нагрева кабеля, контролируется при помощи электроизмерительных клещей. Температура наружного покрова измеряется термометром, нижний конец которого приводится в плотное соприкосновение с наружным джутом одного из средних верхних витков кабеля на барабане. Место соприкосновения термометра с джутом утепляется снаружи войлоком.
Таблица 3 – Прогревание трехжильных кабелей на барабанах для прокладки при температуре воздуха ниже + 5°С
| Сечение жил кабеля, мм 2 | Максимально допустимый ток для прогрева, А | Необходимое время прогрева в минутах при температуре окружающего воздуха, °С | Необходимое напряжение на зажимах трансформатора при длине кабеля |
| –10 | –20 | ||
| 3х10 | |||
| 3х16 | |||
| 3х25 | |||
| 3х35 | |||
| 3х50 | |||
| 3х70 | |||
| 3х95 | |||
| 3х120 | |||
| 3х150 | |||
| 3х185 |
Примечание: Кабель следует держать под током до тех пор, пока температура наружной джутовой оплетки не достигнет 20°С при температуре прокладки не ниже
–10°С и 30°С при температуре прокладки не ниже –20°С.
Практическое занятие №19
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.
Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Источник
