Кабели с пропитанной бумажной изоляцией: конструктив, виды кабелей
Силовые кабели с пропитанной бумажной изоляцией (с вязкой пропиткой) имеют значительные ограничения по номинальному напряжению из-за интенсивных ионизационных процессов при переменном напряжении, и поэтому применяются в распределительных сетях России при напряжениях до 35 кВ включительно (за рубежом при напряжениях до 60 кВ).
В России силовые кабели с бумажной пропитанной изоляцией на напряжения до 35 кВ включительно выпускаются по ГОСТ 18410-73
(производители – заводы Камкабель, Севкабель, Иркутсккабель, Москабель и др.). Как уже отмечалось, эти кабели являются наиболее массовым видом продукции. Их доля составляет около 95 % от всех типов применяемых кабелей в распределительных сетях.
Кабели с вязкой пропиткой на напряжения до 10 кВ включительно (см. рис. 1) чаще всего выполняются трехжильными с поясной изоляцией и секторными медными или алюминиевыми жилами сечением от 6 до 240 мм2 и более (кабели марок ААГ, ААШв, АСБ, АСШв, CБ, CБШв и др.). Алюминиевые жилы могут быть однопроволочными во всем диапазоне сечений или многопроволочными уплотненными в диапазоне сечений от 70 до 240 мм2. Медные жилы изготавливаются в основном многопроволочными.
Кабель ААШв
7 – Подслой из битума и пленки ПЭТ; 8 – Наружный покров из ПВХ пластиката.
Кабель СБШв
Рис. 1. Элементы конструкции кабелей с поясной изоляцией на напряжение до 10 кВ:
- Жила однопроволочная или многопроволочная, алюминиевая или медная;
- Фазная бумажная изоляция, пропитанная вязким или не стекающим составом;
- Заполнение из бумажных жгутов;
- Поясная бумажная изоляция, пропитанная вязким или не стекающим составом;
- Экран из электропроводящей бумаги для кабелей на напряжение 6 кВ и более;
- Алюминиевая или свинцовая оболочка.
- Подушка из битума и крепированной бумаги;
- Броня из стальных лент;
- Подслой из битума и ПЭТ пленки;
- Наружный покров из ПВХ пластиката.
Изоляция кабелей состоит из лент кабельной бумаги на основе сульфатной целлюлозы толщиной 80, 120 и 170 мкм, пропитанной маслоканифольным составом. Для изготовления пропиточного состава используется кабельное масло или смесь нефтяных масел. В качестве загустителя используется канифоль, полиэтиленовый воск или полиизобутилен. Каждая фаза кабелей изолируется отдельно, а затем поверх скрученных изолированных жил накладывается общая, так называемая, поясная изоляция.
В кабелях на напряжение 6 кВ и выше на поясную изоляцию накладывается экран из полупроводящей бумаги. Промежутки между изолированными жилами в кабеле заполняются жгутами из сульфатной бу-маги.
В кабелях на напряжения 1 и 3 кВ толщина изоляции выбирается в основном из условия ее механической прочности.
Для кабелей на напряжение 1 кВ толщина фазной изоляции составляет 0,75–0,95 мм, а толщина поясной изоляции – 0,5–0,6 мм, для кабелей 3 кВ – 1,35 и 0,7 мм соответственно.
В кабелях на напряжения 6 и 10 кВ толщина изоляции выбирается с учетом напряженностей электрического поля в изоляции в рабочих и аварийных режимах (например, замыкание одной фазы на оболочку). Для кабелей 6 кВ толщина фазной и поясной изоляции составляет 2,0 и 0,95 мм, а для кабелей 10 кВ – 2,75 и 1,25 мм соответственно.
Основным недостатком бумажной пропитанной изоляции является ее большая гигроскопичность.
Для зашиты изоляции от увлажнения в процессе хранения, прокладки и эксплуатации кабели заключены в свинцовую или алюминиевую оболочку. В последнее время большинство кабелей изготавливаются в алюминиевой оболочке, т.к. алюминиевые оболочки достаточно герметичны, механически более прочны и более устойчивы к вибрационным нагрузкам по сравнению со свинцовыми оболочками. Однако кабели с алюминиевыми оболочками нельзя применять в условиях воздействия на них агрессивных сред.
Интересное видео о кабеле с бумажной изоляцией смотрите ниже:
Металлические оболочки, как правило, защищаются от коррозии и механических повреждений защитными покровами. Защитный покров кабелей состоит из подушки, брони и наружного покрова. Подушка защищает металлическую оболочку от коррозии, а также играет роль защиты от механических повреждений при наложении брони.
Броня может быть выполнена из стальных лент и из стальных оцинкованных круглых или плоских проволок.
Простейшая конструкция наружного покрова представляет собой чередующиеся слои битумного состава или битума, пропитанной кабельной пряжи или стеклянной пряжи, битумного состава и покрытия, предохраняющего витки кабелей от слипания на барабане (например, мелового покрытия).
Покровы типа Шв и Шп
Наиболее надежными являются наружные покровы типа Шв и Шп, которые имеют следующую конструкцию:
- подклеивающий состав на основе битума,
- пластмассовая лента
- выпрессованный поливинилхлоридный или пластмассовый шланг.
Для прокладки кабелей в помещениях или местах с повышенной пожароопасностью битумные слои заменяются специальным негорючим составом (такие наружные покровы обозначаются индексом “нг” в марке кабеля, например кабель марки ААШнг). Применяются также наружные покровы пониженной горючести с пониженным дымо- и газовыделением (обозначаются индексом “нг-LS” в марке кабеля). Выбор типа защитного покрова определяется материалом оболочки кабеля, а также условиями его прокладки.
Кабели на напряжения 20 и 35 кВ изготавливаются либо в одножильном исполнении с круглыми алюминиевыми и медными жилами в свинцовой и алюминиевой оболочке (кабели марок ААГ, АСГ, СГ, ААШв), либо в трехжильном исполнении (см. рис. 2), при этом кабель скручивается из трех круглых изолированных жил, каждая из которых заключена в свинцовую оболочку (кабели марок АОСБ, ОСБ и др.).
Кабели с отдельно освинцованными жилами выпускаются с круглыми медными и алюминиевыми жилами сечением от 25 до 400 мм2 для кабелей 20 кВ и сечением от 120 до 400 мм2 для кабелей 35 кВ. Для кабелей этого типа применяют в основном многопроволочные уплотненные жилы. Для выравнивания электрического поля на поверхности жилы размещаются экраны из полупроводящей бумаги. Поверх изоляции также накладывается экран из полупроводящей бумаги, либо из металлизированной полупроводящей бумаги, либо из полупроводящей бумаги и алюминиевой или медной фольги.
Кабель АОСБ
Рис. 2. Элементы конструкции кабелей с отдельноосвинцованными жилами на напряжение 20 и 35 кВ:
- Жила многопроволочная, алюминиевая или медная;
- Экран из электропроводящей бумаги;
- Фазная бумажная изоляция, пропитанная вязким или нестекающим составом;
- Экран из электропроводящей бумаги;
- Свинцовая оболочка.
- Защитный слой из крепированой бумаги и полиэтилентерефталатной пленки;
- Заполнение из кабельной пряжи;
- Подушка из кабельной пряжи;
- Броня из стальных лент;
Наружный покров из волокнистых материалов
В кабелях на напряжение 20 кВ толщина изоляции составляет 7,0 мм для жил сечением 25–95 мм2 и 6,0 мм для жил сечением 120–400 мм2.
В кабелях на напряжение 35 кВ толщина изоляции составляет 9,0 мм.
Толщина свинцовой оболочки в зависимости от сечения жилы находится в пределах 1,4–2,8 мм. Отдельно освинцованные жилы скручиваются с заполнением промежутков между ними пропитанной кабельной пряжей или стеклопряжей. Снаружи скрученные жилы с заполнением обматывают кабельной пряжей, а затем на них накладывают защитные покровы.
За рубежом получили также распространение так называемые Н-кабели (по первой букве немецкого изобретателя Хохштедтера). В Н-кабеле три изолированные и экранированные жилы скручиваются вместе и помещаются в общую свинцовую и гофрированную алюминиевую оболочку.
Н-кабели имеют несколько меньшие габариты и, соответственно, при этом уменьшается расход материалов на их изготовление. Однако по сравнению с ними кабели с отдельно освинцованными жилами являются более гибкими и имеют лучшие условия для теплоотвода.
Для прокладки на вертикальных и крутонаклонных трассах с большим перепадом уровней высот (более 15-25 м), где существует опасность стекания пропиточного состава в нижнюю часть трассы, применяются кабели с бумажной изоляцией, пропитанной нестекающим составом (кабели марок ЦААБШв, ЦААБл, ЦСБ, ЦАОСБГ и др.).
Нестекающий пропиточный состав имеет большую вязкость, что практически исключает его перемещение вдоль кабеля.
Кабели с бумажной изоляцией, пропи-танной нестекающим составом, выпускаются на напряжение 6, 10 и 35 кВ в одножильном и трехжильном исполнениях. Их конструкции принципиально не отличаются от конструкции обычных кабелей c вязкой пропиткой, но толщина изоляции этих кабелей несколько больше. Кроме того, для увеличения электрической прочности изоляции кабелей на напряжение 35 кВ делается градированной по толщине.
Ещё одно интересное видео о монтаже муфт на кабеле с бумажной изоляцией:
pue8.ru
Мир современных материалов — Кабели с бумажной изоляцией
Основная масса силовых кабелей с бумажной изоляцией на напряжение до 10 кВ выпускается трехжильными с секторными жилами, так называемые кабели с поясной изоляцией (рис. 1). Напряжение между фазами равно линейному, а между фазой и оболочкой — фазному, поэтому толщина электрической изоляции между жилами больше, чем между жилой и оболочкой. Междуфазные заполнения находятся в электрическом поле, поэтому они выполняются из сульфатной бумаги.
Рис. 1. Сечение силового кабеля с бумажной изоляцией с секторными жилами:
1 — токопроводящая жила;
2 — междуфазное заполнение;
3 — жильная электрическая изоляция;
4 — поясная электрическая изоляция;
5 — экран по изоляции;
6 — герметизирующая оболочка;
7 — подушка под броню;
8 — броня из двух стальных лент;
9 — наружный защитный покров.
Такие кабели с бумажной изоляцией выпускаются с медными и алюминиевыми токопроводящими жилами сечением от 6 до 240 мм
Изготовление токопроводящих жил в виде сплошного сектора дает большой экономический эффект в промышленности. Применение таких жил позволяет уменьшить диаметр, кроме того, при изготовлении таких жил повышается производительность труда, так как по сравнению с изготовлением многопроволочных жил сокращается объем волочильных операций и исключается операция скрутки жил. Но сплошные секторные жилы имеют большую жесткость, чем скрученные, кроме того, несколько повышается трудоемкость монтажа кабелей с такими жилами. Однако, как показали исследования, жесткость в основном определяется не токопроводящими жилами, а прежде всего материалом и конструкцией оболочки. Монтажные свойства кабелей с отожженными алюминиевыми жилами вполне удовлетворительны.
Электрическая изоляция состоит из лент кабельной бумаги, пропитанной маслоканифольным составом. В кабелях на напряжение 1-10 кВ каждая фаза изолируется отдельно, а затем поверх скрученных изолированных жил накладывается общая — поясная изоляция. Промежутки между изолированными жилами заполняются жгутами из сульфатной бумаги. Для рабочих режимов средние напряженности электрического поля в фазной и поясной изоляции будут примерно одинаковыми, если толщина изоляции между жилами будет примерно на 70% больше, чем между жилой и оболочкой.
В силовых кабелях с бумажной изоляцией на напряжения 1 и 3 кВ толщина изоляции выбирается в основном из условия ее механической прочности (отсутствие повреждений при изгибах). Для кабелей на напряжение 1 кВ толщина фазной и поясной изоляции в зависимости от сечения жилы составляет 0,75—0,95 и 0,5—0,6 мм, а на напряжение 3 кВ соответственно 1,35 и 0,7 мм.
Таблица 1
Номинальная толщина изоляции многожильных кабелей с поясной изоляцией
|
Напряжение, кВ |
Сечение жил, мм2 |
Толщина изоляции, мм |
|
|
жильная |
поясная |
||
|
1 |
6-95 |
0,75 |
0,5 |
|
120 и 150 |
0,85 |
0,6 |
|
|
185 и 240 |
0,95 |
0,6 |
|
|
3 |
6-240 |
1,35 |
0,7 |
|
6 |
10-240 |
2,0 |
0,95 |
|
6* |
25-185 |
2,35 |
1,15 |
|
10 |
16-240 |
2,75 |
1,25 |
|
10* |
25-185 |
3,40 |
1,40 |
|
35 |
120-400 |
12,0 |
— |
* Бумажная изоляция пропитана нестекающим составом.
Другим вариантом конструкции являются силовые кабели с бумажной изоляцией с отдельно освинцованными жилами. В такой конструкции каждая изолированная токопроводящая жила круглого сечения заключена в дополнительную свинцовую оболочку.
Таблица 2
Номинальная толщина изоляции одножильных и трехжильных и кабелей с
отдельными оболочками
|
Напряжение, кВ |
Сечение жилы, мм2 |
Толщина изоляции, мм |
|
|
10-95 |
1,2 |
|
120 и 150 |
1,4 |
|
|
185 и 240 |
1,6 |
|
|
300 и 400 |
1,8 |
|
|
500 и 625 |
2,1 |
|
|
800 |
2,4 |
|
|
3 |
10-240 |
2,0 |
|
300 и 400 |
2,2 |
|
|
500 и 625 |
2,4 |
|
|
20 |
25-95 |
7,0 |
|
120-400 |
6,0 |
|
|
35 |
120-400 |
9,0 |
Основным недостатком бумажной пропитанной изоляции является ее большая гигроскопичность, поэтому для защиты изоляции от увлажнения в процессе хранения, прокладки и эксплуатации кабели заключают в металлическую оболочку – алюминиевую или свинцовую. Если ранее основным металлом для кабельных оболочек являлся свинец, то в настоящее время подавляющее большинство изготовляется в алюминиевой оболочке.
Высокая электропроводность алюминия дает возможность использовать алюминиевые оболочки в качестве четвертой жилы, что обеспечивает значительную экономию алюминия, изоляционных и защитных покровов. Однако алюминиевые оболочки нельзя применять в условиях воздействия на них агрессивных сред (пары щелочи, концентрированные щелочные растворы). В таких условиях необходимо применять свинцовые оболочки.
Применение гофрированной оболочки увеличивает гибкость, однако при прокладке на наклонных трассах возможны стекание по гофрам пропиточного состава и образование воздушных включений в изоляции. В связи с этим гофрированные оболочки можно использовать только в кабелях, изоляция которых пропитана нестекающими составами.
Металлические оболочки, как правило, защищаются от коррозии и механических повреждений защитными покровами.
Кабели для вертикальных прокладок.
При прокладке кабелей с бумажной пропитанной изоляцией на трассах с большим перепадом уровней существует опасность стекания пропиточного состава в нижнюю часть трассы. Стекание состава происходит в основном по промежуткам между проволоками в скрученных многопроволочных жилах, а также в зазоре между металлической оболочкой и изоляцией и в меньшей степени внутри самой бумажной изоляции. В верхних участках трассы таким образом уменьшается электрическая прочность изоляции вследствие возникновения воздушных зазоров. В нижних участках трассы из-за повышенного давления пропиточного состава возможна разгерметизация. Поэтому кабели с бумажной пропитанной изоляцией обычной конструкции можно прокладывать на трассах с разностью уровней между высшей и низшей точками не более 15—25 м. Уменьшения эффекта стекания пропиточного состава можно добиться следующими мероприятиями: применением стопорных муфт при соединении строительных длин; уменьшением объема пропиточного состава в изоляции; увеличением вязкости пропиточного состава.
Стопорные муфты ограничивают перемещение пропиточного состава из одной секции кабельной линии в другую, что позволяет увеличить разность уровней прокладки, однако для крутонаклонных и вертикальных трасс применение стопорных муфт не всегда является эффективным.
Значительно увеличивается допустимое значение разности уровней прокладки при использовании кабелей с обедненной пропитанной изоляцией. В них после пропитки проводятся технологическая операция обеднения изоляции, при которой удаляется пропиточный состав, находящийся в жиле и в зазорах между бумажными лентами. Кабель с обедненной пропитанной изоляцией можно прокладывать на трассах с разностью уровней 100 м, если он имеет свинцовую оболочку; ограничения на разность прокладки снимаются полностью, если он имеет алюминиевую оболочку. Однако электрическая прочность изоляции таких кабелей ниже, по сравнению с обычной конструкцией, поэтому они выпускаются на напряжение не выше 6 кВ.
Для прокладки на вертикальных и крутонаклонных трассах без ограничения разности уровней предназначена специальная группа кабелей с бумажной изоляцией, пропитанной нестекающим составом. Нестекающий пропиточный состав имеет большую вязкость, что практически исключает его перемещение вдоль длины. Кабели с изоляцией, пропитанной нестекающим составом, выпускаются на напряжения 6, 10 и 35 кВ в одножильном и трехжильном исполнениях, причем их конструкции принципиально не отличаются от конструкций обычных кабелей.
Длительно допустимая температура жил кабелей на напряжение 1—35 кВ (рабочая температура) приведена в табл. 3.
Таблица 3.
Длительно допустимая температура жил кабелей на напряжение 1—35 кВ
|
Номинальное напряжение, кВ |
Пропитка изоляции |
Допустимая рабочая температура, °С |
|
1 и 3 кВ |
Вязкая |
80 |
|
Обедненная |
80 |
|
|
6 кВ |
Вязкая |
65 |
|
Обедненная, нестекающая |
75 |
|
|
10 кВ |
Вязкая, нестекающая |
60 |
|
20 кВ |
Вязкая |
55 |
|
35 кВ |
Вязкая, нестекающая |
50 |
Вас также может заинтересовать:
worldofmaterials.ru
Кабели с бумажной изоляцией
Силовые кабели с пропитанной бумажной изоляцией
Силовые кабели с пропитанной бумажной изоляцией (с вязкой пропиткой) имеют значительные ограничения по номинальному напряжению из-за интенсивных ионизационных процессов при переменном напряжении, и поэтому применяются в распределительных сетях России при напряжениях до 35 кВ включительно (за рубежом при напряжениях до 60 кВ).
В России силовые кабели с бумажной пропитанной изоляцией на на-пряжения до 35 кВ включительно выпускаются по ГОСТ 18410-73 (производители – заводы Камкабель, Севкабель, Иркутсккабель, Москабель и др.). Как уже отмечалось, эти кабели являются наиболее массовым видом продукции. Их доля составляет около 95 % от всех типов применяемых кабелей в распределительных сетях.
Кабели с вязкой пропиткой на напряжения до 10 кВ включительно (см. рис. 1) чаще всего выполняются трехжильными с поясной изоляцией и секторными медными или алюминиевыми жилами сечением от 6 до 240 мм2 и более (кабели марок ААГ, ААШв, АСБ, АСШв, CБ, CБШв и др.). Алюминиевые жилы могут быть однопроволочными во всем диапазоне сечений или многопроволочными уплотненными в диапазоне сечений от 70 до 240 мм2. Медные жилы изготавливаются в основном многопроволочными.
Кабель ААШв 7 – Подслой из битума и пленки ПЭТ; 8 – Наружный покров из ПВХ пластиката.
Кабель СБШв 7 – Подушка из битума и крепированной бумаги; 8 – Броня из стальных лент;
9 – Подслой из битума и ПЭТ пленки; 10 – Наружный покров из ПВХ пластиката.
Рис. 1. Элементы конструкции кабелей с поясной изоляциейна напряжение до 10 кВ: 1 – Жила однопроволочная или многопроволочная, алюминиевая или медная; 2 – Фазная бумажная изоляция, пропитанная вязким или нестекающим составом; 3 – Заполнение из бумажных жгутов; 4 – Поясная бумажная изоляция, пропитанная вязким или нестекающим составом;
5 – Экран из электропроводящей бумаги для кабелей на напряжение 6 кВ и более;
6 – Алюминиевая или свинцовая оболочка.Изоляция кабелей состоит из лент кабельной бумаги на основе сульфатной целлюлозы толщиной 80, 120 и 170 мкм, пропитанной маслокани-фольным составом. Для изготовления пропиточного состава используется кабельное масло или смесь нефтяных масел. В качестве загустителя используется канифоль, полиэтиленовый воск или полиизобутилен. Каждая фаза кабелей изолируется отдельно, а затем поверх скрученных изолированных жил накладывается общая, так называемая, поясная изоляция. В кабелях на напряжение 6 кВ и выше на поясную изоляцию накладывается экран из полупроводящей бумаги. Промежутки между изолированными жилами в кабеле заполняются жгутами из сульфатной бу-маги. В кабелях на напряжения 1 и 3 кВ толщина изоляции выбирается в основном из условия ее механической прочности. Для кабелей на напряжение 1 кВ толщина фазной изоляции составляет 0,75–0,95 мм, а толщина поясной изоляции – 0,5–0,6 мм, для кабелей 3 кВ – 1,35 и 0,7 мм соответственно. В кабелях на напряжения 6 и 10 кВ толщина изоляции выбирается с учетом напряженностей электрического поля в изоляции в рабочих и аварийных режимах (например, замыкание одной фазы на оболочку). Для кабелей 6 кВ толщина фазной и поясной изоляции составляет 2,0 и 0,95 мм, а для кабелей 10 кВ – 2,75 и 1,25 мм соответст-венно. Основным недостатком бумажной пропитанной изоляции является ее большая гигроскопичность. Для зашиты изоляции от увлажнения в процессе хранения, прокладки и эксплуатации кабели заключены в свинцовую или алюминиевую оболочку. В последнее время большинство кабелей изготавливаются в алюминиевой оболочке, т.к. алюминиевые оболочки достаточно герметичны, механически более прочны и более устойчивы к вибрационным нагрузкам по сравнению со свинцовыми оболочками. Однако кабели с алюминиевыми оболочками нельзя применять в условиях воздействия на них агрессивных сред. Металлические оболочки, как правило, защищаются от коррозии и механических повреждений защитными покровами. Защитный покров кабелей состоит из подушки, брони и наружного покрова. Подушка защищает металлическую оболочку от коррозии, а также играет роль защиты от механических повреждений при наложении брони. Броня может быть выполнена из стальных лент и из стальных оцинкованных круглых или плоских проволок. Простейшая конструкция наружного покрова представляет собой чередующиеся слои битумного состава или битума, пропитанной кабельной пряжи или стеклянной пряжи, битумного состава и покрытия, предохраняющего витки кабелей от слипания на барабане (например, мелового покрытия). Наиболее надежными являются наружные покровы типа Шв и Шп, которые имеют следующую конструкцию: подклеивающий состав на основе битума, пластмассовая лента и выпрессованный поливинилхлоридный или пластмассовый шланг. Для прокладки кабелей в помещения или местах с повышенной пожароопасностью битумные слои заменяются специальным негорючим составом (такие наружные покровы обозначаются индексом “нг” в марке кабеля, например кабель марки ААШнг). Применяются также наружные покровы пониженной горючести с пониженным дымо- и газовыделением (обозначаются индексом “нг-LS” в марке кабеля). Выбор типа защитного покрова определяется материалом оболочки кабеля, а также условиями его прокладки.
Кабели на напряжения 20 и 35 кВ изготавливаются либо в одножиль-ном исполнении с круглыми алюминиевыми и медными жилами в свинцовой и алюминиевой оболочке (кабели марок ААГ, АСГ, СГ, ААШв), либо в трехжильном исполнении (см. рис. 2), при этом кабель скручивается из трех круглых изолированных жил, каждая из которых заключена в свинцовую оболочку (кабели марок АОСБ, ОСБ и др.).
Кабели с отдельно освинцованными жилами выпускаются с круглыми медными и алюминиевыми жилами сечением от 25 до 400 мм2 для кабелей 20 кВ и сечением от 120 до 400 мм2 для кабелей 35 кВ. Для кабелей этого типа применяют в основном многопроволочные уплотненные жилы. Для выравнивания электрического поля на поверхности жилы размещаются экраны из полупроводящей бумаги. Поверх изоляции также накладывается экран из полупроводящей бумаги, либо из металлизированной полупроводящей бумаги, либо из полупроводящей бумаги и алюминиевой или медной фольги.Кабель АОСБ Рис. 2. Элементы конструкции кабелей с отдельноосвинцованными жилами на напряжение 20 и 35 кВ: 1 – Жила многопроволочная, алюминиевая или медная; 2 – Экран из электропроводящей бумаги; 3 – Фазная бумажная изоляция, пропитанная вязким или нестекающим составом; 4 – Экран из электропроводящей бумаги; 5 – Свинцовая оболочка. 6 – Защитный слой из крепированой бумаги и полиэтилентерефталатной пленки; 7 – Заполнение из кабельной пряжи; 8 – Подушка из кабельной пряжи; 9 – Броня из стальных лент; 10 – Наружный покров из волокнистых материалов.
В кабелях на напряжение 20 кВ толщина изоляции составляет 7,0 мм для жил сечением 25–95 мм2 и 6,0 мм для жил сечением 120–400 мм2. В ка-белях на напряжение 35 кВ толщина изоляции составляет 9,0 мм.
Толщина свинцовой оболочки в зависимости от сечения жилы находится в пределах 1,4–2,8 мм. Отдельно освинцованные жилы скручиваются с заполнением промежутков между ними пропитанной кабельной пряжей или стеклопряжей. Снаружи скрученные жилы с заполнением обматывают кабельной пряжей, а затем на них накладывают защитные покровы. За рубежом получили также распространение так называемые Н-кабели (по первой букве немецкого изобретателя Хохштедтера). В Н-кабеле три изолированные и экранированные жилы скручиваются вместе и помещаются в общую свинцовую и гофрированную алюминиевую оболочку. Н-кабели имеют несколько меньшие габариты и, соответственно, при этом уменьшается расход материалов на их изготовление. Однако по сравнению с ними кабели с отдельно освинцованными жилами являются более гибкими и имеют лучшие условия для теплоотвода.Для прокладки на вертикальных и крутонаклонных трассах с большим перепадом уровней высот (более 15-25 м), где существует опасность стекания пропиточного состава в нижнюю часть трассы, применяются кабели с бумажной изоляцией, пропитанной несте
www.el-cab.ru
Силовые кабели с бумажной пропитанной изоляцией
В данную группу входят кабели с алюминиевыми или медными токопроводящими жилами с бумажной изоляцией, пропитанной вязким или нестекающим составом, в алюминиевой или свинцовой оболочке, с защитными покровами или без них, предназначенные для передачи и распределения электроэнергии в стационарных установках в электрических сетях на напряжение до 10 кВ переменного тока частотой 50 Гц или в электрических сетях постоянного тока при температуре окружающей среды от -50 до +50 °С. Кабели должны соответствовать требованиям ГОСТ 18410-73.
Марки,элементы конструкции
| Марка кабеля | Материал жил А — алюминий М — медь | Материал оболочки А — алюминий С — свинец | Вид пропиточного состава В — вязкий Н-нестекагощий | Защитный покров |
отсутствует | ||||
отсутствует | ||||
АСБнлШнг | ||||
отсутствует | ||||
ЦАСБнлШнг | ||||
Для кабелей с однопроволочными жилами в обозначении марки кабеля после цифр, указывающих сечение жилы, добавляют в скобках буквы «ож».
Области применения
| Рекомендуемая область примененния | При отсутствии растягивающих усилий (при прокладке в земле и воде), при отсутствии опасности механических повреждений (при прокладке на воздухе) | При наличии растягивающих услилий (при прокладке в земле и воде), при наличии опасности механических повреждений (при прокладке на воздухе) |
В земле с низкой коррозионной активностью | ААШв, ААБл, ААБ2л, АСБ, СБ, ЦААБл, ЦААБ2л, ЦАСБ, ЦСБ | |
В земле со средней коррозионной активностью | ААШв, ААБ2л, АСБ, АСБл, СБ, СБл, ЦААБ2л, ЦАСБ, ЦАСБл, ЦСБ,ЦСБл | |
В земле с высокой коррозионной активностью | ААШв, ААБ2л, АСБл, АСБ2л, СБл, СБ2л, ЦААБ2л, ЦАСБл, ЦСБл | |
В земле с высокой коррозионной активностью с наличием блуждающих токов | АСБ2л, СБ2л | |
прокладка на воздухе | ||
В сухих помещениях В сырых помещениях | ААГ, ААШв ААШв, АСШв | ААБлГ ААБлГ, АСБ2лГ |
В пожароопасных помещениях | ААГ, ААШв, ААШнг | ААБлГ, ААБнлГ, АСБлГ, АСБнлШнг |
Во взрывоопасных зонах | ААГ, ААШв, ААБлГ, АСГ, АСБГ, АСШв, СГ, СБГ | АСБГ, СБГ |
На эстакадах | ААШв, ААБлГ | ААБлГ, АСБлГ, СБ2лГ |
Кабели с вязким пропиточным составом без применения стопорных муфт не допускают прокладку па трассах с разностью уровней между высшей и низшей точками расположения кабеля более 15-25 метров, при этом большие значения относятся к низковольтным кабелям с алюминиевой оболочкой и к бронированным. Кабели с нестекающим пропиточным составом допускают прокладку без ограничения разности уровней.
Конструктивные параметры
Число жил в кабелях, диапазон номинальных сечений жил и номинальные напряжения указаны в таблице. Четырехжильные кабели с жилами номинальным сечением до 120 мм2 должны иметь одну жилу равного или меньшего сечения, с жилами номинальным сечением свыше 120 мм2 — одну жилу меньшего сечения.
Число и сечение жил в кабелях
| Марка кабеля | Число жил | Номинальное сечение жилы, мм 2 Номинальное напряжение кабеля, кВ | ||
| 1 | 6 | 10 | ||
ААГ, ААБл, ААБ2л, ААБлГ, ААБнлГ, ААШв, ААШнг, АСГ, АСБ, АСБл, АСБ2л, АСБ2лГ, СБ, СГ, СБГ, СБл,СБ2л, СБ2лГ, АСБнлШнг | ||||
ЦААБл, ЦААБ2л, ЦАСБ, ЦАСБл, ЦАСБнлШнг, ЦСБ, ЦСБл | ||||
ААГ, ААБл, ААБ2л, ААБлГ, ААШв, АСГ, АСБ, АСБл, АСБ2л, АСБГ, СБ, СГ, СБГ, СБл, СБ2л | ||||
Конструкция кабеля марки ААГ с секторными жилами
1. Токопроводящая жила; 2. Изоляция на жиле; 3. Поясная изоляция; 4. Заполнение из бумажных жгутов; 5. Оболочка.
Токопроводящие жилы должны соответствовать классам 1 или 2. Жилы должны быть однопроволочными или многопроволочными в соответствии с таблицей.
Токопроводящие жилы одножильных кабелей всех сечений и многожильных кабелей сечением до 16 мм2, а также многожильных кабелей с токопроводящими жилами всех сечений, имеющих отдельные оболочки, должны быть круглой формы.
Токопроводящие жилы кабелей с поясной изоляцией сечением 25 мм2 и более должны быть секторной или сегментной формы. Допускается изготовление кабелей с жилами сечением до 50 мм2 круглой формы.
Многопроволочные секторные и сегментные жилы кабелей должны быть уплотнены в процессе изготовления.
Радиус закругления однопроволочных секторных жил должен быть не менее 0,5 мм.
Номинальные сечения нулевых жил, в случае четырехжильной конструкции с неравным сечением основных и нулевой жилы, указаны в таблице.
Номинальная толщина изоляции одножильных кабелей
Номинальная толщина изоляции многожильных кабелей
Бумажная изоляция кабелей должна быть пропитана вязким или нестекающим изоляционным пропиточным составом. В пропитанной бумажной изоляции ленты не должны иметь складок, разрывов.
Изоляционный пропиточный нестекающий состав не должен вытекать при длительно допустимой температуре нагрева жил кабеля.
В бумажной изоляции кабелей на напряжение 6 кВ и более не допускается совпадение более трех лент, расположенных одна над другой, и двух лент, непосредственно прилегающих к жиле или экрану, наложенному на жилу.
Совпадение продольных складок или порезов на длине более 50 мм в двух лентах, расположенных одна над другой, счита
stroyew.ru
Силовые маслонаполненные кабели с бумажной изоляцией
Маслонаполненные кабели (МНК, OF Cables) с бумажно-масляной изоляцией в России остаются пока наиболее распространенными кабелями высокого напряжения. При этом чем выше класс номинального напряжения кабелей, тем больше удельный вес МНК среди всех кабелей высокого напряжения.
МНК в России и в странах СНГ применяются для электроснабжения городов и крупных потребителей энергии, для вывода мощности с тепловых станций и гидроэлектростанций, а также для передачи электроэнергии через труднопроходимые местности (водные пространст-ва, горные районы и др.).
Основные типы конструкций силовых МНК, выпускаемых по ГОСТ 16441-78 (производитель – завод «Камкабель») – кабели низкого давления (до 3-5 атм.) в свинцовой или алюминиевой оболочке на номинальное на-пряжение 110, 150 и 220 кВ (см. рис. 19) и кабели высокого давления (10-15 атм.) в стальном трубопроводе на номинальное напряжение 110, 220, 330, 380 и 500 кВ. Повышение давления масла приводит к увеличению электрической прочности бумажно-масляной изоляции и к возможности применения силовых МНК при более высокой рабочей напряженности электрического поля в изоляции кабелей (до 15 кВ/мм и более).
В МНК низкого давления для пропитки бумажной изоляции применяется маловязкое дегазированное масло (марки МН-3, МН-4 или их аналоги). При изготовлении кабелей сушка и пропитка изоляции производятся по технологии, исключающей появление воздушных и газовых включений в изоляции. В процессе монтажа и в эксплуатации масло в изоляции кабеля постоянно находится под избыточным давлением, которое автоматически поддерживается в заданных пределах, что исключает возможность образования газовых включений в изоляции даже при резком падении нагрузки. Давление масла поддерживается устанавливаемыми вдоль КЛ баками давления, которые принимают избыток масла при нагревании кабеля и отдают его при охлаждении. 
Рис. 19. Элементы конструкции маслонаполненных кабелей низкого давления.
Токопроводящие жилы кабеля сечением до 800 мм2 состоят из одного или нескольких повивов фасонных проволок. Внутренний повив жилы скручивается из z-образный проволок, образующих центральный маслопроводящий канал диаметром 12-14 мм, по которому происходит перемещение масла при изменении температуры нагрева кабеля. Жилы сечением 1000 мм2 и выше скручиваются из четырех или шести изолированных друг от друга сегментов для уменьшения сопротивления жилы переменному току за счет снижения влияния поверхностного эффекта и эффекта близости. Жилы изготавливаются из луженных медных проволок, которые являются слабым стимулятором старения масла.
Токопроводящая жила, а также изоляция кабелей высокого напряже-ния, экранируются полупроводящей бумагой для сглаживания поверхности жилы или оболочки. При этом масляные пленки между жилой и изоляцией, а также и между изоляцией и металлической оболочкой, обладающие меньшей электрической прочностью в сравнении с пропитанной бумагой, оказываются в зоне с нулевой напряженности электрического поля.
Экран по жиле имеет следующую конструкцию: три ленты бумаги марки КП-080 толщиной 0,08 мм или две ленты КП-120 толщиной 0,12 мм, одна лента двухцветной бумаги марки КПДУ-080, накладываемая полупроводящим слоем к жиле. Общая толщина экрана – 0,35 мм.
Экран по изоляции имеет следующую конструкцию: одна лента бумаги марки КПД-120 толщиной 0,12 мм, накладываемая изоляционным слоем к изоляции, одна лента бумаги КП-120, медная лента толщиной 0,1 мм, накладываемая с зазором 3–5 мм, прослоенная полупроводящей бумажной лентой марки КП-120. Общая толщина экрана – 0,45 мм.
Полупроводящие ленты экранов накладываются с зазором 0,5–2,0 мм, а двухслойные – с перекрытием 2–3 мм.
Изоляция жил выполняется из бумаги различной толщины и плотности (градирование изоляции), для чего применяются ленты кабельной бумаги (марки КВ, КВУ, КВМУ) толщиной 0,08 и 0,12 мм. При этом непосредственно у жилы слой изоляции выполняется из более тонкой уплотненной бумаги. Ленты кабельной бумаги накладываются на жилу с зазором 0,5–2,0 мм методом обмотки и пропитываются маловязким минеральным маслом МН-3 или МН-4 (или их аналогом).
Расчет толщины изоляции производится по напряжению промышленной частоты и по импульсному напряжению. Толщина изоляции для кабелей различных сечений жил равна 9,6–11 мм для кабелей 110 кВ и 18–20,8 мм для кабелей 220 кВ (рабочая напряженность – не более 8 кВ/мм).
Для защиты изоляции от увлажнения и от механических повреждений, а также для обеспечения работы под избыточным давлением поверх изоляции накладывается свинцовая или алюминиевая (гладкая или гофрированная) оболочка толщиной 2,5–4 мм.
Металлические оболочки имеют упрочняющие и защитные покровы. Упрочняющие покровы в виде нескольких синтетических лент и двух лент из немагнитного материала накладываются только поверх свинцовой оболочки. Алюминиевые оболочки упрочняющих покровов не имеют, так как алюминий не текуч и его механическая прочность в 2–2,5 раза выше по сравнению со свинцом. Защитные покровы кабелей в свинцовой оболочке состоят из чередующих слоев битума, лент поливинилхлоридного пластиката, лент предварительно пропитанной кабельной бумаги, кабельной пряжи и мелового покрытия. Для механической защиты на свинцовую оболочку может накладываться броня из стальных проволок. В случае применения алюминиевой обо-лочки используются защитные покровы повышенной влагостойкости. По существу это сплошной шланг из полиэтилена или поливинилхлоридного пластиката.
Для присоединения кабеля к линиям электропередачи, трансформаторам или элементам распределительного устройства используются концевые муфты марки МКМН с конусными фарфоровыми изоляторами и подмоткой неконденсаторного типа или с цилиндрическими фарфоровыми изоляторами и подмоткой конденсаторного типа. Для присоединения кабеля к трансформаторам используются также кабельные вводы в трансформатор марки КТНДУ, представляющие собой концевую муфту, вводимую непосредственно в промежуточную камеру трансформатора, заполненную маслом. Для соединения строительных длин кабелей используются соединительные муфты марки МСМН, состоящие из трех основных узлов (соединение токопроводящих жил, усиливающая изоляция и корпус). Для соединения строительных длин кабелей и разделения масла в двух смежных секциях фазы КЛ ис-пользуются стопорные муфты марки МСТМН.
Кабели низкого давления предназначены для прокладки в кабельных каналах и туннелях (кабели марок МНС, МНСШв, МНАШв, МНАгШв), в земле, при условии, что кабель не подвержен растягивающим усилиям и защищен от механических повреждений (кабели марок МНСШв, МНАШву), а также под водой и в болотистой местности, где кабель подвергается растягивающим усилиям и где требуется его дополнительная защита (кабель марки МНСК).
Опыт эксплуатации МНК низкого давления составляет около 80 лет и свидетельствует об их достаточно высокой надежности. Удельная повреждаемость КЛ низкого давления на напряжение 110 и 220 кВ составляет примерно 0,02 на 100 км в год. При этом большинство отказов обусловлено механическими повреждениями.
КЛ высокого давления содержит три одножильных кабеля, затянутых в стальной трубопровод. Для пропитки бумажной изоляции МНК высокого давления и заполнения трубопровода применяется вязкое масло типа С-220 (или его аналог), которое обеспечивает большую импульсную прочность кабелей. Компенсация изменения объема масла в КЛ, а также поддержание избыточного давления в заданных пределах осуществляется с помощью автоматического подпитывающего устройства (АПУ), расположенного на одном из концов КЛ.
Токопроводящие жилы кабелей высокого давления имеют круглую форму (без центрального маслопроводящего канала) и скручиваются из луженых медных проволок. Жилы сечением более 700 мм2 скручиваются из четырех секторов, изолированных слоями полупроводящей бумаги.
Экран по жиле состоит из трех полупроводящих лент бумаги КП-080 толщиной 0,08 мм или двух лент КП-120 толщиной 0,12 мм; при этом одна лента из двухцветной бумаги марки КПДУ-080.
Экран по изоляции имеет следующую конструкцию: одна лента двухцветной бумаги марки КПД-120; одна лента полупроводящей бумаги КП-120 для кабелей 110–220 кВ или три ленты для кабелей 330–500 кВ; одна полупроводящая металлизированная перфорированная лента толщиной 0,14 мм; одна медная перфорированная лента толщиной 0,15 мм с прослойкой ленты полупроводящей бумаги толщиной 0,12 мм.
Изоляция жил также выполняется из бумаги различной толщины и плотности, для чего применяются ленты кабельной бумаги толщиной 0,08 и 0,12 мм для кабелей 110 кВ и толщиной 0,08, 0,12 и 0,17 мм для кабелей на напряжение 220 кВ и выше. Ленты бумаги накладываются на жилу с зазором 0,5–2,0 мм методом обмотки и пропитываются маслом C-220.
Толщина изоляции для кабелей различных сечений равна 9,6–12,4 мм для кабелей 110 кВ, 17,5–20,7 мм для кабелей 220 кВ (рабочая напряженность – не более 9 кВ/мм) и 30–31 мм для кабелей 500 кВ (рабочая напряженность – не более 15 кВ/мм).
На экран по изоляции накладываются (с шагом 100–300 мм) не менее двух полукруглых проволок скольжения из немагнитного материала (медные луженные или бронзовые проволоки) размером 2,5?5 мм, предохраняющие его и изоляцию от повреждения при затягивании кабеля в трубопровод.
МНК высокого давления выпускаются двух марок: МВДТ – маслонаполненный кабель в свинцовой оболочке, снимаемой на месте прокладки при протягивании кабеля в трубопровод, и МВДТк – маслонаполненный кабель, доставляемый к месту прокладки в контейнере с маслом.
Для сооружения КЛ в России применяются в основном стальные катаные трубы с наружным диаметром 219 или 273 мм и толщиной стенки 10 мм. Стальной трубопровод является надежной защитой кабелей от механических повреждений.
Для присоединения кабеля к линиям электропередачи, трансформаторам или элементам распределительного устройства используются концевые муфты марки КМВДТ и кабельные вводы в трансформатор. Для соединения строительных длин кабелей используются соединительные муфты марки СМВДТ. Для соединения строительных длин кабелей в месте перехода от магистрального трубопровода к трубам разветвления, идущим к концевым муфтам или кабельным вводам в трансформаторы используются соединительно-развет-вительные муфты марки СРМВДТ. Для разводки фаз кабеля из трубопровода к концевым муфтам используются разветвительные муфты марки РМВДТ.
МНК высокого давления в стальном трубопроводе могут проклады-ваться в туннелях, в земле и под водой. Так, например, для вывода мощно-сти от Усть-Илимской ГЭС в 1975–1979 г.г. было сооружено 7 КЛ 500 кВ высокого давления длиной 1030–1100 м (проложены в двух туннелях), рассчитанных на передачу мощности 630 МВА по каждой КЛ. На Нижнекамской ГЭС в 1979–1983 г.г. было сооружено 4 КЛ 500 кВ длиной 420–840 м (проложены в двух туннелях), рассчитанных на передачу мощности до 400 МВА по каждой КЛ. На всех этих линиях использовался маслонаполненный кабель высокого давления (МВДТ) с сечением медной жилы 625 мм2 и толщиной изоляции 30 мм.
Отказы маслонаполненных КЛ высокого давления на номинальное напряжение 110-500 кВ носят единичный характер и обусловлены, в основном, предшествующими механическими повреждениями.
За рубежом к настоящему времени реализованы конструкции МНК на номинальное напряжение до 800 кВ включительно с сечением медной жилы до 2500 мм2 большой пропускной способности (до 2000 МВА и выше) для воздушной, подземной и подводной прокладки.
Одним из ведущих зарубежных производителей МНК высокого и сверхвысокого напряжения является корпорация Sumitomo Electric (Япония). Корпорацией Sumitomo Electric впервые были разработаны кабели с комбинированной изоляцией из кабельной целлюлозной бумаги и полипропиленовой пленки, пропитываемой кабельным маслом или специальной синтетической жидкостью (PPLP OF Cables). Ком-бинированная бумажно-пленочная изоляция PPLP (см. рис. 20) по сравнению с бумажной изоляцией имеет более высокую электрическую прочность при переменном и импульсном напряжении (соответственно, на 29 и 43 %), а также более низкие диэлектрические потери (фактор потерь tg в 4 раза меньше). 
Рис. 20. Бумажно-пленочная изоляция PPLP.
В 1989 г. корпорацией Sumitomo Electric был изготовлен кабель на напряжение 500 кВ с изоляцией типа РРLP для линии Honshu–Shikoku, проложенной по мосту (сечение жилы кабеля – 2500 мм2, толщина изоляции кабеля – 25 мм). Длина линии–15,3 км, пропускная способность – 1200 МВА. В 1993 г. впервые был изготовлен кабель на напряжение 800 кВ с изоляцией типа РРLP (см. рис. 21) с пропускной способностью 2000 МВА (сечение жилы кабеля –2000 мм2, толщина изоляции кабеля – 30 мм). Опытный образец кабеля 800 кВ успешно прошел длительные стендовые испытания в Канаде. В перспективе пропускная способность МНК с PPLP изоляцией может быть увеличена до 3000 МВА при использовании напряжения 1100 кВ (при повышении давления масла в кабеле до 1 МПа).
Рис. 21. МНК низкого давления с PPLP-изоляциейна напряжение 800 кВ.
Среди других производителей МНК на напряжение 110 кВ и выше можно выделить крупнейших производителей кабельной продукции в Европе – компании NEXANS и Pirelli. Эти компании, например, участвовали в реализации в 1997 г. проекта кабельного перехода через Гибралтарский пролив. Длина подводного участка КЛ 400 кВ составляет 26 км, пропускная способность КЛ – 700 МВт. Для целей связи, управления и защиты были проложены также две подводные оптоволоконные линии, связанные с помощью бандажа на силовых кабелях.
pue8.ru
Кабели с пропитанной бумажной изоляцией — Мегаобучалка
Кабели с бумажной изоляцией, имеющей вязкую пропитку, выпускаются в нашей стране на напряжения 1, 3, 6, 10, 20 и 35 кВ. Токопроводящие жилы таких кабелей изолируются кабельной бумагой марок К-080, К-120 и К-170 (с толщиной 0,08; 0,12 и 0,17 мм соответственно), которая пропитывается обычно маслоканифольным составом. Пропитка повышает электрическую прочность изоляции с 3—5 до 40—80 МВ/м. От пропиточного состава требуются высокая вязкость при температурах эксплуатации 50—80 °С и малый коэффициент температурного расширения. Этим требованиям удовлетворяют маслоканифольные составы. Обычно применяемый состав МП-3 содержит 5—10 % канифоли, 1—5 % полиэтиленового воска и нефтяное пропиточное масло марки КМ-25 [10.19].
Несмотря на достаточно высокую вязкость такого пропиточного состава, при прокладке кабеля по трассе с разностью уровней более 15—20 м существует опасность перемещения пропиточного состава в направлении нижней точки трассы, что влечет за собой частичное осушение (а следовательно, и снижение электрической прочности) изоляции в верхней части, а также увеличение гидростатического давления в нижней части трассы, нежелательного по условиям ограниченной механической прочности оболочки. При большей разности уровней по трассе выходом является секционирование линии на отдельные участки стопорными муфтами, устанавливаемыми в точках с допустимой разностью уровней.
Другим выходом из положения является частичное удаление излишков пропиточного состава посредством операции «обеднения» изоляции. Кабели 1 и 3 кВ с обедненной пропитанной изоляцией могут прокладываться на трассах с разностью уровней до 100 м при наличии свинцовой оболочки и без ограничений разности уровней при наличии алюминиевой оболочки. Кабели 6 кВ при любой оболочке имеют допустимую разность уровней 100 м. Естественно, что при обеднении изоляции ее электрическая прочность оказывается ниже по сравнению с нормально пропитанной изоляцией и, следовательно, приходится компенсировать это снижение посредством увеличения толщины слоя бумажных лент. Так, например, толщина изоляции кабеля 6 кВ с обедненной пропиткой такая же, как и у кабеля 10 кВ с нормальной пропиткой. В связи с этим кабели с обедненной пропитанной изоляцией изготовляют на напряжения не выше 6 кВ.
Наконец, еще одна возможность состоит в пропитке бумажной изоляции нестекающим составом, т.е. составом такой вязкости, при которой исключается его перемещение даже на вертикальных участках трассы. Основным компонентом такого состава является церезин (монокристаллический воск). Кабели с бумажной изоляцией, пропитанной нестекающим составом, выпускаются на напряжения 6, 10 и 35 кВ, причем толщина слоя их изоляции несколько больше, чем при нормальной пропитке.
Кабели с пропитанной бумажной изоляцией изготовляются с медными или алюминиевыми жилами в свинцовой или алюминиевой оболочке с различными защитными покровами в зависимости от назначения и условий эксплуатации.
Одножильные кабели площадью сечения более 16 мм2 имеют круглую многопроволочную жилу. Основной конструкцией трехжильных кабелей на напряжение до 10 кВ являются кабели с поясной (общей) изоляцией в общей свинцовой или алюминиевой оболочке. Поперечное сечение кабеля такого типа показано на рис. 10.16.
Три изолированные бумажными лентами токопроводящие жилы скручены между собой и с заполнителями из корделя (бумажного жгута) для придания кабелю цилиндрической формы. Поверх них наматываются бумажные ленты, образующие поясную изоляцию. Следующий концентрический слой представляет собой металлическую бесшовную оболочку, герметизирующую внутреннее пространство с целью защиты от проникновения в изоляцию воздуха и влаги. Оболочка защищается от механических повреждений так называемой броней (из стальных лент, круглых или плоских проволок). Между броней и оболочкой имеется промежуточная про-
слойка (подушка), представляющая собой защитный покров оболочки из одного-двух слоев изолирующей ленты и пропитанной битумным составом бумажной пряжи. Она служит защитой оболочки от химических воздействий и повреждений броней, а также изоляцией по отношению к блуждающим токам. Наружный защитный покров нормально выполняется из хлопчатобумажных жгутов, пропитанных асфальтобитумным составом. Его функцией является защита стальной брони от химических воздействий и блуждающих токов.
В связи с чем в рассмотренной конструкции помимо фазной изоляции дополнительно используется и поясная? Так как электрические сети с номинальным напряжением 6—10 кВ в нашей стране обычно работают с изолированной нейтралью, то при замыкании на землю одной из фаз, как известно, напряжение относительно земли (оболочки) на двух других фазах возрастает до междуфазного (линейного) напряжения. При отсутствии дополнительной поясной изоляции средняя напряженность электрического поля в изоляции этих фаз в таком режиме оказалась бы в раз больше расчетной напряженности поля для нормального режима. В свою очередь, это обстоятельство вызывает интенсивное развитие ионизационных процессов в изоляции, распространение ветвистых разрядов, что в итоге может привести к пробою изоляции кабеля. Для предотвращения этого и необходимо усиление изоляции между жилой и оболочкой до такой степени, чтобы электрическая прочность изоляции между жилами и между каждой жилой и оболочкой в любых режимах была примерно одинаковой. Этому условию отвечают стандартизованные у нас значения толщин фазной и поясной нормально пропитанной изоляции. Так, например, для кабелей с = 10 кВ = 2,75 мм, а = 1,25 мм.
Электрическое поле кабеля 6-—10 кВ с общей металлической оболочкой не является однородным. Силовые линии имеют различные углы наклона по отношению к слоям бумажной изоляции, что обусловливает наличие в ней как нормальных, так и тангенциальных составляющих. Однако слоистая бумажная изоляция имеет электрическую прочность в продольном направлении в 8—10 раз меньшую, чем в поперечном. Если при = 6—10 кВ еще можно выполнить экономически целесообразную конструкцию кабеля с электрическим полем такой конфигурации, то при больших номинальных напряжениях необходимо значительно увеличивать толщину изоляции, что экономически не оправдано. Более целесообразна конструкция кабеля с бумажной изоляцией, в которой электрическое поле имеет радиально направленные силовые линии. Это достигается размещением жилы каждой фазы в отдельной оболочке или экране, представляющих собой эквипотенциальные поверхности. В первом случае поверх бумажной изоляции фазы накладывается бесшовная свинцовая оболочка, во втором случае — слой тонкой перфорированной медной ленты или металлизированной бумаги, а затем общая для трех фаз свинцовая герметичная оболочка. Покрытие каждой фазы свинцовой оболочкой или экраном применяется при напряжениях 20 и 35 кВ. Кабели с жилами в отдельных свинцовых оболочках, изготовляемые в нашей стране, требуют меньше пропиточного состава и обладают лучшей гибкостью по сравнению с кабелями с пофазно экранированными жилами, хотя последние дешевле. Общий вид такого кабеля показан на рис. 10.17 (см. цветную вклейку).
При маркировке кабелей 6—35 кВ с бумажной пропитанной изоляцией используется последовательность русских букв, каждая из которых характеризует ту или иную конструктивную особенность или материал элементов соответствующего кабеля.
Так, буква Ц в начале марки обозначает кабель с пропиткой изоляции нестекающим составом, содержащим церезин. Нормальная пропитка не маркируется специально, а кабели с обедненной пропиткой изоляции в конце обозначения (через дефис) имеют букву В, что значит «предназначенный для вертикальной прокладки».
Буква А на втором (после Ц) месте обозначает алюминиевую жилу, медные жилы специально не маркируются. Буква О присутствует в обозначении кабелей 20—35 кВ с отдельно свинцовыми оболочками поверх каждой фазы. Далее следует обозначение свинцовой (С) или алюминиевой (А) оболочки.
Следующие три буквы характеризуют тип брони: из двух стальных лент (Б), круглых (К) или плоских (П) оцинкованных стальных проволок. Кабели с броней из двух стальных лент применяются при отсутствии значительных растягивающих усилий при прокладке в земле и в воздушной среде, а при наличии таковых используются кабели с броней из плоских проволок толщиной 1,5—1,7 мм. При прокладке в воде применяются кабели с броней из круглых проволок диаметром 4—6 мм. Далее, за обозначением типа брони могут идти буквы, которые отражают способ усиления подушки под броней: л (2 л) — в подушке имеется слой (два слоя) из пластмассовых лент, в (п) — в подушке имеется выпрессованный шланг из поливинилхлорида (полиэтилена).
В конце марки содержатся буквы, отражающие наличие и тип наружного защитного покрова: Г — отсутствие покрова поверх брони или оболочки («голый»), Шв (Шп) — покров из поливинилхлоридного (полиэтиленового) выпрессованного шланга; н — негорючий покров. Последний состоит из поливинилхлоридной оболочки или стеклянной пряжи, пропитанных негорючим составом. При высокой коррозионной активности грунта применяются кабели с покровами типа Шв или Шп.
В марках кабелей, выпущенных после 1.04.1985 г., на последнем месте имеется буква У, что означает «усовершенствованный», т.е. с изоляцией, допускающей эксплуатацию кабеля при повышенных температурах нагрева (65—80 °С).
megaobuchalka.ru
Силовые кабели с пропитанной бумажной изоляцией. Кабели с пропитанной бумажной изоляцией
Силовые кабели с пропитанной бумажной изоляцией (с вязкой пропиткой) имеют значительные ограничения по номинальному напряжению из-за интенсивных ионизационных процессов при переменном напряжении, и поэтому применяются в распределительных сетях России при напряжениях до 35 кВ включительно (за рубежом при напряжениях до 60 кВ).
В России силовые кабели с бумажной пропитанной изоляцией на на-пряжения до 35 кВ включительно выпускаются по ГОСТ 18410-73 (производители – заводы Камкабель, Севкабель, Иркутсккабель, Москабель и др.). Как уже отмечалось, эти кабели являются наиболее массовым видом продукции. Их доля составляет около 95 % от всех типов применяемых кабелей в распределительных сетях.
Кабели с вязкой пропиткой на до 10 кВ включительно (см. рис. 1) чаще всего выполняются трехжильными с поясной изоляцией и секторными медными или алюминиевыми жилами сечением от 6 до 240 мм2 и более (кабели марок ААГ, ААШв, АСБ, АСШв, CБ, CБШв и др.). Алюминиевые жилы могут быть однопроволочными во всем диапазоне сечений или многопроволочными уплотненными в диапазоне сечений от 70 до 240 мм2. Медные жилы изготавливаются в основном многопроволочными.
Кабель ААШв
7 – Подслой из битума и пленки ПЭТ; 8 – Наружный покров из ПВХ пластиката.
Кабель СБШв
7 – Подушка из битума и крепированной бумаги; 8 – Броня из стальных лент;
9 – Подслой из битума и ПЭТ пленки; 10 – Наружный покров из ПВХ пластиката.
Рис. 1. Элементы конструкции кабелей с поясной изоляцией на до 10 кВ:
1 – Жила однопроволочная или многопроволочная, алюминиевая или медная;
2 – Фазная бумажная изоляция, пропитанная вязким или нестекающим составом;
3 – Заполнение из бумажных жгутов;
4 – Поясная бумажная изоляция, пропитанная вязким или нестекающим составом;
5 – Экран из электропроводящей бумаги для кабелей на 6 кВ и более;
6 – Алюминиевая или свинцовая оболочка.
Изоляция кабелей состоит из лент кабельной бумаги на основе сульфатной целлюлозы толщиной 80, 120 и 170 мкм, пропитанной маслокани-фольным составом. Для изготовления пропиточного состава используется кабельное масло или смесь нефтяных масел. В качестве загустителя используется канифоль, полиэтиленовый воск или полиизобутилен. Каждая фаза кабелей изолируется отдельно, а затем поверх скрученных изолированных жил накладывается общая, так называемая, поясная изоляция. В кабелях на 6 кВ и выше на поясную изоляцию накладывается экран из полупроводящей бумаги. Промежутки между изолированными жилами в кабеле заполняются жгутами из сульфатной бу-маги.
В кабелях на 1 и 3 кВ толщина изоляции выбирается в основном из условия ее механической прочности. Для кабелей на 1 кВ толщина фазной изоляции составляет 0,75–0,95 мм, а толщина поясной изоляции – 0,5–0,6 мм, для кабелей 3 кВ – 1,35 и 0,7 мм соответственно. В кабелях на 6 и 10 кВ толщина изоляции выбирается с учетом напряженностей электрического поля в изоляции в рабочих и аварийных режимах (например, замыкание одной фазы на оболочку). Для кабелей 6 кВ толщина фазной и поясной изоляции составляет 2,0 и 0,95 мм, а для кабелей 10 кВ – 2,75 и 1,25 мм соответст-венно.
Основным недостатком бумажной пропитанной изоляции является ее большая гигроскопичность. Для зашиты изоляции от увлажнения в процессе хранения, прокладки и эксплуатации кабели заключены в свинцовую или алюминиевую оболочку. В последнее время большинство кабелей изготавливаются в алюминиевой оболочке, т.к. алюминиевые оболочки достаточно герметичны, механически более прочны и более устойчивы к вибрационным нагрузкам по сравнению со свинцовыми оболочками. Однако кабели с алюминиевыми оболочками нельзя применять в условиях воздействия на них агрессивных сред.
Металлические оболочки, как правило, защищаются от коррозии и механических повреждений защитными покровами. Защитный покров кабелей состоит из подушки, брони и наружного покрова. Подушка защищает металлическую оболочку от коррозии, а также играет роль защиты от механических повреждений при наложении брони. Броня может быть выполнена из стальных лент и из стальных оцинкованных круглых или плоских проволок. Простейшая конструкция наружного покрова представляет собой чередующиеся слои битумного состава или битума, пропитанной кабельной пряжи или стеклянной пряжи, битумного состава и покрытия, предохраняющего витки кабелей от слипания на барабане (например, мелового покрытия). Наиболее надежными являются наружные покровы типа Шв и Шп, которые имеют следующую конструкцию: подклеивающий состав на основе битума, пластмассовая лента и выпрессованный поливинилхлоридный или пластмассовый шланг. Для прокладки кабелей в помещения или местах с повышенной пожароопасностью битумные слои заменяются специальным негорючим составом (такие наружные покровы обозначаются индексом “нг” в марке кабеля, например кабель марки ААШнг). Применяются также наружные покровы пониженной горючести с пониженным дымо- и газовыделением (обозначаются индексом “нг-LS” в марке кабеля). Выбор типа защитного покрова определяется материалом оболочки кабеля, а также условиями его прокладки.
Кабели на 20 и 35 кВ изготавливаются либо в одножиль-ном исполнении с круглыми алюминиевыми и медными жилами в свинцовой и алюминиевой оболочке (кабели марок ААГ, АСГ, СГ, ААШв), либо в трехжильном исполнении (см. рис. 2), при этом кабель скручивается из трех круглых изолированных жил, каждая из которых заключена в свинцовую оболочку (кабели марок АОСБ, ОСБ и др.).
Кабели с отдельно освинцованными жилами выпускаются с круглыми медными и алюминиевыми жилами сечением от 25 до 400 мм2 для кабелей 20 кВ и сечением от 120 до 400 мм2 для кабелей 35 кВ. Для кабелей этого типа применяют в основном многопроволочные уплотненные жилы. Для выравнивания электрического поля на поверхности жилы размещаются экраны из полупроводящей бумаги. Поверх изоляции также накладывается экран из полупроводящей бумаги, либо из металлизированной полупроводящей бумаги, либо из полупроводящей бумаги и алюминиевой или медной фольги.
Кабель АОСБ
Рис. 2. Элементы конструкции кабелей с отдельно освинцованными жилами на 20 и 35 кВ:
1 – Жила многопроволочная, алюминиевая или медная;
2 – Экран из электропроводящей бумаги;
3 – Фазная бумажная изоляция, пропитанная вязким или нестекающим составом;
4 – Экран из электропроводящей бумаги;
5 – Свинцовая оболочка.
6 – Защитный слой из крепированой бумаги и полиэтилентерефталатной пленки;
7 – Заполнение из кабельной пряжи;
8 – Подушка из кабельной пряжи;
9 – Броня из стальных лент;
10 – Наружный покров из волокнистых материалов.
В кабелях на 20 кВ толщина изоляции составляет 7,0 мм для жил сечением 25–95 мм2 и 6,0 мм для жил сечением 120–400 мм2. В ка-белях на 35 кВ толщина изоляции составляет 9,0 мм.
Толщина свинцовой оболочки в зависимости от сечения жилы находится в пределах 1,4–2,8 мм. Отдельно освинцованные жилы скручиваются с заполнением промежутков между ними пропитанной кабельной пряжей или стеклопряжей. Снаружи скрученные жилы с заполнением обматывают кабельной пряжей, а затем н
stroyew.ru
