Методическое пособие - Силовые электрические кабели - файл n1.doc

Методическое пособие - Силовые электрические кабели
скачать (18904 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc18904kb.03.11.2012 08:18скачать

n1.doc

1   2   3   4

Недостатком маслонаполненных кабелей является повышение вязкости масла и, следовательно, ухудшения качества пропитки при низких температурах. Поэтому рекомендуется, чтобы температура грунта в котором прокладывается кабель была бы не ниже 0°С или по крайней мере -5°С. Это требование ограничивает применение маслонаполненных кабелей в северных районах страны.
ГАЗОНАПОЛНЕННЫЕ КАБЕЛИ
По конструкции газонаполненные кабели аналогичны маслонаполненным (рис. 1.4),

Рисунок. 1.4. Одножильный газонаполненный кабель среднего давления марки ГСП для сети напряжением 35 кв.
1 – газонаполненный канал; 2 – медная токопроводящая жила; 3 – экран по жиле и по изоляции из полупроводящих бумаг; 4 – изоляция из бумаги толщиной 0,075 и 0,125 мм; 5 – оболочки из медистого свинца; 6, 8 – защитные покровы; 7 – броня из плоских проволок.
но с тем существенным отличием, что высокая электрическая прочность поддерживается не маслом, а газом под давлением. Газ, поступающий через каналы в жиле, создает в бумажной изоляции с обедненной масляной пропиткой давление, которое повышает напряжение ионизации.

Изготовляются газонаполненные кабели низкого (Р=1,5-2 атмосферы) и среднего (Р=З-6 атмосфер)давления на напряжение 35 кВ. В качестве газа обычно используется азот, осушенный и очищенный от примесей. Добавка к азоту элегаза (в размере 20%) повышает электрическую прочность изоляции газонаполненного кабеля до уровня прочности маслонаполненного кабеля. Электрическая прочность газов и соответственно газонаполненных кабелей зависят от температуры. Естественно, что допустимые градиенты должны определяться исходя из максимальной температуры кабеля в рабочем режиме. С другой стороны, благоприятным фактором является отсутствие ограничений в отношении работы газонаполненных кабелей при низких температурах.
1.4. Кабели с пластмассовой изоляцией.

В качестве изоляции и защитных оболочек в кабелях и проводах самого различ­ного назначения широко применяются высокомолекулярные соединения, к кото­рым относятся пластмассы и резины .

Весьма ценными качествами резиновой изоляции являются ее исключительная гибкость , влагостойкость и достаточно высокие электроизоляционные свойства. Кроме того , резина хорошо перерабатывается и имеет сравнительно неболь­шую стоимость . Однако в связи с развитием химии полимеров в очень многих видах кабельных изделий резиновую изоляцию вытеснили такие широко распространенные полимеры , как полиэтилен , поливинилхлоридные пластикаты и пр. Они имеют более высокие электроизоляционные и физико-механические пока­затели , что позволяет в ряде случаев существенно уменьшить толщину изоля­ции и облегчить и упростить конструкции кабелей . Кроме того, эти полимеры можно перерабатывать на червячных прессах с высокими скоростями , что суще­ственно снижает затраты на производство изделий .

Конструкция кабеля с пластмассовой изоляцией достаточно проста : токоведущая жила у кабелей до 3 кВ покрывается сплошным слоем полиэтилена , а ка­бели на напряжение 6 кВ и выше имеют дополнительно экраны из полупроводя­щего полиэтилена или поливинилхлорида поверх изоляции либо на изоляции и на жиле . Наличие таких экранов уменьшает влияние воздушных включений , возникающих на границе изоляции с жилой , и делает электрическое поле в изо­ляции более однородным . Выпускают также кабели с защитными покровами и броней, как у кабелей с вязкой пропиткой .

Преимущества пластмассовых кабелей по сравнению с кабелями с вязкой про­питкой состоят в том , что масса их меньше и не требуется ( или упрощается) система оболочек , защищающих изоляцию от внешних воздействий . Однако нагревостойкость существующих изоляционных пластмасс существенно ниже, чем бумажной изоляции с вязкой пропиткой .

Внедрение современных полимерных материалов позволило не только удешевить , упростить и существенно увеличить выпуск кабельной продукции , но и создать более современные и принципиально новые конструкции кабелей и проводов. Особенно это связано с внедрением различных теплостойких кремнийорганических и фторсодержащих органических соединений . Однако неверно считать , что резиновая изоляция является устаревшей и со временем ее полностью вытеснят пластмассы . Резиновая изоляция широко применяется и будет применяться во многих видах гибких кабелей и проводов самого разнообразного назначения.

Дальнейший прогресс в области кабелей и проводов с пластмассовой и резиновой изоляцией связан с созданием более дешевых и технологичных рецептур резин имеющих высокие физико-механические характеристики в широком диапазоне температур, с повышением нагревостойкости полимеров , увеличением стойкости пластмасс и резин к различным агрессивным средам .
1.5. Искусственное охлаждение маслонаполненных кабелей

с центральным маслопроводящим каналом
Для преодоления жестких ограничений по токовой нагрузочной способности кабелей, проложенных в земле, может применяться искусственное охлаждение кабелей. Возможны следующие варианты искусственного охлаждения:

внешнее охлаждение с помощью труб. При этом обеспечивается протекание воды по пластмассовым трубам, проложенным вблизи от кабеля (рис. 1.5). Общее термическое сопротивление кабеля в схеме замещения шунтируется термическим сопротивлением между кабелем и охлаждающей водой. Температура воды увеличивается при движении по трубам, и, таким образом, имеется ограничение по длине кабеля, который может быть охлажден таким способом. Эффективное термическое coпpотивление содержит составляющие: сопротивление грунта между кабелем и трубами, сопротивление стенки трубы, термическое сопротивление между кабелем и охлаждающей водой и термическое сопротивление самого кабеля. Такая система искусственного охлаждения относительно проста и имеет ряд преимуществ по механическим характеристикам для кабелей, проложенных непосредственно в земле. Охлаждение длинных КЛ производится путем применения труб охлаждения большого диаметра, например диаметром 150 мм. Такие трубы должны быть гибкими и должны иметь армированные стенки с тем, чтобы выдерживать давление почвы в том случае, когда они не заполнены водой под давлением;

Рисунок 1.5 Внешнее охлаждение кабелей с помощью труб

с водой (обозначены прямой и обратный потоки воды):

Т - трубы с водой; К - кабель; 1 - обратный трубопровод;

2 - прямой трубопровод
поверхностное охлаждение. (Система более интенсивного водяного охлаждения, чем при использовании труб внешнего охлаждения, выполнена следующим образом. Кабель размещается в жесткой пластмассовой трубе диаметром около 250 мм, применяется принудительная циркуляция воды через трубу. Такой способ искусственного охлаждения дороже, чем предыдущий, но при этом для кабеля с жилой 2000 мм2 можно достичь токовой нагрузки свыше 3200 А.

Способ поверхностного искусственного охлаждения (рис. 1.6) также известен как способ непосредственного охлаждения оболочки (в отличие от внешнего охлаждения с помощью труб). При непосредственном охлаждении кабелей возникают проблемы, связанные с возможным перемещением кабелей в трубопроводе из-за электромеханических усилий. Из-за значительной стоимости схем поверхностного охлаждения схема внешнего охлаждения является более предпочтительной, и установки поверхностного непосредственного охлаждения пpименяются лишь в тех случаях, когда требуемая нагрузочная способность кабелей не может быть достигнута другим способом. Дополнительные проблемы в схемах поверхностного искусственного охлаждения связаны с высокой температурой в среднем сечении соединительных муфт, которые имеют повышенные термические сопротивления изоляции. Для схем естественного охлаждения кабелей обычно такой проблемы не возникает, так как имеется возможность увеличить расстояние между опорами муфт. При температуре жилы кабеля 85° С, несмотря на принятые меры, температура в соединительных муфтах может быть значительно выше;

Рисунок 1.6 Поверхностное или непосредственное искусственное охлаждение кабелей, проложенных в трубах
внутреннее охлаждение. При этом циркуляция охлаждающей жидкости обеспечивается в каждой жиле кабеля. Охлаждающей жидкостью может быть: изоляционное масло, которое является частью масла в бумажно-масляной изоляции кабеля, вода, которая имеет большую способность поглощать теплоту, чем масло. Однако вода должна быть включена в водонепроницаемые трубки внутри канала в жиле кабеля, как показано на.

Рисунок 1.7 Поперечное сечение кабеля на напряжение 110 кВ с внутренним водяным охлаждением:

1 - канал для воды диаметром d;

2 - водонепроницаемая трубка;

3 - токопроводящая жила диаметром dж, скрученная из отдельных проволок;

4 - полупроводящая бумага;

5 - изоляция;

6 - экранирующие ленты;

7 - гофрированная алюминиевая оболочка;

8 - антикоррозийная защита;

9 - оболочка из поливинилхлорида
Такую схему можно применить для кабелей со сплошной экструдированной изоляцией, которые применяются для соединения генераторов при относительно низком напряжении. Напряжение на охлаждающей жидкости должно снижаться до потенциала земли прежде, чем она попадет в перекачивающий насос. В схемах с водяным охлаждением применяют специальные концевые устройства для кабелей, внутри которых охлаждающая жидкость протекает через спиральный канал, обеспечивающий необходимую электрическую изоляцию при рабочем напряжении КЛ. Электрическое сопротивление воды снижается в процессе эксплуатации; опыт показывает, что удельное электрическое сопротивление в = 200 кОм см является приемлемым. Поэтому для кабелей с внутренним искусственным охлаждением требуется применение регенерирующих установок, которые повышают в до 200 кОм см при уменьшении сопротивления до 20 кОм см. Высокое значение в является существенным для сохранения активных потерь в столбе воды на требуемом уровне. Основное преимущество системы внутреннего искусственного охлаждения заключается в том, что она позволяет удалять теплоту непосредственно от главного источника - жилы кабеля. С другой стороны, возможный объемный расход охлаждающей жидкости ограничивается размером канала в жиле кабеля, а повышение температуры жидкости на определенной длине кабеля будет значительным.

Можно использовать фторорганические жидкости для охлаждения по каналу жилы кабеля, например фреон - 12. Жидкий хладагент абсорбирует теплоту, испаряется и поступает в теплообменник. Этот способ находится еще в стадии разработки, и необходимость в таких схемах для кабелей пока еще определяется. Преимуществом такого испарительного охлаждения является установление естественного конвективного потока жидкости; при этом не требуются насосы.

Потребность в искусственном охлаждении для передачи значительной мощности по кабелям при высоком напряжении иллюстрируется рис. 1.8.

Рисунок 1.8 Кабели при высокой напряженности
Связь между передаваемой мощностью P, МВА, и максимальной рабочей напряженностью в изоляции (маслонаполненный кабель с жилой сечением 1935 мм2, проложен в земле):

а - естественное охлаждение;

б - прокладка с использованием искусственных грунтов;

в - искусственное охлаждение;

1 - достигнутый в настоящее время предел
Можно видеть, что каждому способу искусственного охлаждения соответствует максимальная мощность при определенной напряженности электрического поля в изоляции, при увеличении которой возрастание диэлектрических потерь снижает мощность передачи. Для проложенных непосредственно в земле с gг = 1,20 С м/Вт кабелей в настоящее время достигнут предел по напряженности электрического поля в изоляции 15 кВ/мм. Очевидно, что увеличение напряжения без применения интенсивного искусственного охлаждения немного дает для повышения мощности передачи по кабелям с высокой нагрузочной способностью.
1.6. Криогенные и сверхпроводящие кабели.
Криогенные ( криорезистивные ) кабели работают при температуре токопроводящей жилы в пределах 20 ( температура жидкого водорода ) - 77К ( температура жидкого азота ). При таких температурах ( в особенности при 20К ) электрическое сопротивление меди и алюминия резко снижается. Особенно сильное снижение электрического сопротивления наблюдается у металлов повышенной чистоты. В качестве примера укажем, что при 20К у алюминия высокой чистоты (Аl >= 99,99%) электрическое сопротивление снижается почти в 500 раз по сравнению с сопротивлением при 20°С.

Примерная конструкция гибкого токопровода криорезистивного кабеля приведена на рис. 1, а на рис.2 - конструкция кабеля трубчатого типа. Гибкие кабели можно изготовлять значительной длины, т.к. отдельные фазы можно затягивать в трубу большими отрезками. Трубчатые жилы во второй конструкции должны стыковаться секциями длиной 12-18 м и здесь неизбежна установка большого количества сильфонов. Суперизоляция, которая состоит из тонких металлизированных пластмассовых лент, должна работать устойчиво в условиях очень высокого вакуума ( остаточное давление 1-10 мПа ).


Рисунок 1 Гибкий криорезистивный кабель
1 –жила

2 - внутренняя оболочка и экран

3 - суперизоляция

4 - внешняя оболочка

5 - перфорированная неметаллическая труба

6 - криогенная жидкость

7 - защитная оболочка




Рисунок 2. Криорезистивньй кабель трубчатого типа
1 - суперизоляция

2 - внутренняя оболочка

3 - внешняя оболочка 4-распорки

5 - трубчатый проводник

6 - электрический экран

7 - криогенная жидкость
Чтобы успешно отводить тепло из кабеля, криогенная жидкость должна циркулировать вдоль кабеля, при этом нужно избегать кипения жидкости ( например, для жидкого азота при 100К ), т.к. в этом случае возможно снижение качества изоляции, а сам поток жидкости может стать неравномерным. Для непрерывного охлаждения криогенная жидкость должна непрерывно проходить через рефрижераторные установки и охлажденная вновь поступать в кабель.

В криорезистивных кабелях постоянного тока тепло будет возникать вследствие нагрева токопроводящих жил, трения криогенной жидкости во время движения о стенки кабеля и проникновения тепла в кабель извне. В кабелях переменного тока добавляются потери, возникающие в изоляции от вихревых токов и эффекта близости, что значительно затрудняет применение этих кабелей для передачи электроэнергии на более или менее значительные расстояния. Дело в том, что в Этом случае очень сильно возрастут расходы на установку и эксплуатацию рефрижераторных устройств. На постоянном токе эти кабели могут экономично передавать мощность примерно 1000 МВт и более на значительное расстояние

Сверхпроводящие кабели.

Основную часть одной из конструкций сверхпроводящего кабеля ( рис.З.) составляют четыре концентрически расположенные трубы. В центральной трубе помещаются токоведущие жилы, которые охлаждаются жидким гелием. На определенном расстоянии от центральной трубы с помощью изоляционных прокладок устанавливаются еще три трубы, причем между центральной и второй создается высокий вакуум, а между второй и третьей трубами прокачивается жидкий азот. Между третьей и четвертой трубой опять создается высокий вакуум (остаточное давление около 1Мпа ). Здесь же размещается суперизоляция. Примерные диаметры внутренней трубы 150 и наружной 250 мм.


Рисунок 3. Сверхпроводящий кабель.
1 - вакуум

2 - жидкий азот

3 - вакуум

4 - суперизоляция

5-гелий

6- жила из сверхпроводящего материала

На рис.4 приведена конструкция сверхпроводящего кабеля с жилой из ниобиевой фольги с трехступенчатым охлаждением. Ниобиевая фольга располагается параллельно магнитному полю и имеет очень маленькое сечение, благодаря чему вихревые токи в жиле будут весьма незначительными. Охлаждение кабеля производится с помощью жидкого азота, водорода и гелия, причем каждый охладитель протекает по кольцевому каналу. Возврат охладителя может осуществляться либо по второму каналу, либо по другому кабелю. Каналы расположены на различных расстояниях от оси кабеля в зависимости от температуры охлаждающей жидкости.




Рисунок 4 Кабель со сверхпроводящей жилой из ниобиевой фольги.

1 - жила из ниобиевой фольги

2 - кольцевые охлаждающие рубашки 3-жидкий гелий (4 К) 4 - жидкий водород (20 К) 5-радиационные экраны из алюминия с высокой отражающей способностью

6 - жидкий азот (77 К)

7 - изоляция

8 - вакуум
Помимо ниобиевой фольги в сверхпроводящих кабелях могут быть использованы и такие материалы, как сплавы Nb-Zr, Nb-Ti, Nb3Sn. Для практического внедрения сверхпроводящих кабелей необходимо решение ряда сложных вопросов. В частности, нужно создать устройства на концах сверхпроводящих линий ( концевые муфты, выводы ) для перехода из сверхпроводящего в нормальное резистивной состояние.
1.7. Тепловое и электрическое воздействие на изоляцию.
Пробивное напряжение чистого сухого минерального масла практически не зависит от температуры в интервале от 15 до 80 °С.




Рисунок 1.9 Зависимость Евн от температуры

Максимум в этой зависимости в области 60-70° С проявляется тем резче, чем больше влаги в масле, и может быть объяснен увеличением электрической прочности вследствие перехода эмульгированной влаги в молекулярно-растворенную, что приводит к увеличению электрической прочности масла с ростом температуры. Дальнейший спад электрической прочности при температуре выше 80- 100 °С связано с тем, что в этом случае температура приближается к температуре кипения влаги, а затем и диэлектрика, что облегчает образование газовых пузырьков и приводит к снижению пробивного напряжения.



Рисунок. 1.10 Влияние температуры кипения (при уменьшении давления) на электрическую прочность жидкости.

P1 > P2 > P3 > P4
Для большинства твердых диэлектриков величина Евн находится в пределах от 1000 до 10000 кВ/см. Обычно Ева мало изменяется с температурой до некоторого значения (критического) и затем резко падает при дальнейшем возрастании температуры.



Рисунок 1.11 Зависимость Евн от температуры
Электрическая прочность жидких диэлектриков уменьшается с увеличением длительности приложенного напряжения . Чем больше примесей в жидкости, тем сильнее проявляется это уменьшение. При внешнем воздействии менее 10-4 сек частицы влаги и волокон не успевают переместиться на значительное расстояние и не сказываются на электрической прочности.

Резкое увеличение электрической прочности при уменьшении длительности наступает, когда влияние воздействия становится соизмеримым с влиянием развития разряда. При времени больше 10-3 сек электрическая прочность снижается вследствие влияния примесей, а также вследствие возможного образования в жидкости пузырьков газа. При толщине слоя масла около 1 см газовыделение в масле происходит при Е = 100 кВ/см.

В случае электрического пробоя, когда времена воздействия напряжения и развития разряда соизмеримы) пробивное напряжение зависит от времени аналогично газообразным и жидким диэлектрикам. Скорость продвижения разряда в твердых диэлектриках зависит от величины перенапряжения, а также от поверхности электрода с малым радиусом кривизны и лежит в пределах 0,1 - 10 см/мкс. Существенный подъем пробивного напряжения наступает при времени меньше чем 0,1 мкс. Заметное повышение напряжения с уменьшением длительности его воздействия происходит при временах, значительно меньших, чем в газообразных и жидких диэлектриках, при соответственно меньших толщинах испытываемых образцов.

Малые времена запаздывания и большой разброс пробивных напряжений твердых диэлектриков затрудняет применение стандартного импульса.

Рисунок 1.12 Времена запаздывания
При времени воздействия более 10-3 - 10-2 меняется механизм пробоя. Начинает складываться влияние частичных разрядов различной интенсивности, снижающих напряжение пробоя из-за местного разрушения диэлектрика. Дальнейшее увеличение времени воздействия связано с появлением процессов химического и теплового разрушения диэлектрика, приводящих к новому снижению электрической прочности.
1.8. Факторы, определяющие кратковременную и длительную электрическую прочность изоляции кабелей.
В процессе длительной эксплуатации происходит старение изоляции, выражается в уменьшении кратковременной электрической прочности и ухудшении других электрических характеристик изоляции.

Причинами ухудшения внутренней изоляции является:

1) электрическое старение вследствие развития частичных разрядов при перенапряжении или рабочем напряжении;

2) тепловое старение и окисление изоляции;

3) увлажнение изоляции.

Кроме этих возможны другие причины старения : механическое старение и повреждения под влиянием электродинамических усилий, вибрации больших механических нагрузок и т.д., химические под воздействием органических кислот, окислов азота и других агрессивных веществ, а также под влиянием электролитических процессов.

В процессе старения увеличиваются диэлектрические потери в изоляции, что может привести к развитию теплового пробоя. Основной причиной электрического старения многих видов изоляции являются частичные разряды. Энергия частичного разряда тратится на разрушение молекул и ионизацию атомов, на нагрев диэлектрика и на излучение. На необратимое разрушение диэлектрика (разрушение молекулярной связи) расходуется только часть этой энергии.

Характер и степень разрушения изоляции частичными разрядами зависит от свойств материалов и вида изоляции. В твердом диэлектрике разрушения связаны с разрывом молекулярных связей и образования радикалов; возможен и обратный процесс. В органических диэлектриках эти выделения связаны с выделением Н2 и других газов (метан, ацетилен, СО2 и др.), возможны образования углеродистых соединений, в ряде случаев имеющих значительную проводимость. Следствием частичных разрядов во многих случаях является образование микротрещин в твердом диэлектрике.

Старение маслобарьерной и бумажно-масляной изоляции проявляется в изменении электрической и физико-химической характеристике как минерального масла, так и бумаги или электрокартона. Разрушение пропитывающего состава сопровождается увеличением его проводимости и tg  , что может завершиться пробоем.

Газовыделения в масле в сильном электрическом поле может проходить также при отсутствии частичных разрядов, это объясняется тем, что в сильных полях электроны способны приобрести энергию около 3 эВ, достаточную для разрушения молекулы углерода с отщеплением атома водорода. Интенсивность газовыделения зависит от его химического состава.

Электрическая прочность кратковременная - характеризует способность изоляции противостоять этим воздействиям и определяется пробивным напряжением при соответствующих нормированных воздействиях.

При определении электрической прочности необходимо учитывать статистический характер пробоя. Чаще всего определяется среднее значение пробивного напряжения и среднеквадратичное его отношение. Внутренняя изоляция в большинстве случаев не восстанавливает электрическую прочность после пробоя. Получение большого числа экспериментальных данных по пробивным напряжениям наталкивает на значительные экспериментальные трудности и связано с большими затратами, поэтому приходится ориентироваться только на средние значения пробивных напряжений и грубую оценку среднеквадратичных отклонений или даже на нижнее значение пробивных напряжений.

Кратковременная электрическая прочность обычно рассматривается применительно к следующим воздействиям:

а) электрическая прочность при кратковременном приложении напряжения промышленной частоты;

б) электрическая прочность при импульсных напряжениях длительностью от сотен мкс. до десятых долей сек.

Для внутренней изоляции необходимо учитывать специфику воздействия импульсов различной формы. (Рис. 1.13-1.16)



Рисунок 1.13 Импульс



Рисунок 1.14 Импульс

Рисунок 1.15 Импульс



Рисунок 1.16 Импульс
1-3 — для имитации коммутационных и квазистационарных или длительных (5 и 4) перенапряжений.

Электрическая прочность при воздействии импульсов, соответствует внутренним перенапряжениям, может отличатся от прочности при воздействии стандартных импульсов 1.5/40, (11.2/50) мкс. Вследствие зависимости пробивного напряжения от числа импульсов, времени воздействия, крутизны фронта, времени колебательного характера импульса.

Снижение электрической прочности при колебательных импульсах напряжения по сравнению с апериодическими связано с тем, что в первом случае количество частичных разрядов, возникающих в изоляции при каждом импульсе, больше чем во втором. Частичные разряды сопровождаются газовым полем и некоторой порче изоляции. Многократное приложение импульсов напряжения приводит к накоплению разрушения (кумулятивный эффект). Количество частичных разрядов определяется изменением напряжения на изоляции за рассматриваемый отрезок времени. Такие изменения напряжения возникают при каждом изменении полярности, что и приводит к возникновению дополнительных частичных разрядов. Следствием этого является зависимость электрической прочности от декремента колебаний импульса и снижение электрической прочности с увеличением числа воздействующих импульсов.

В ряде случаев пробой изоляции наступает не непосредственно в результате воздействия повышенного напряжения, а как следствие того, что частичные повреждения изоляции могут быть вызваны воздействиями повышенного испытательного напряжения или перенапряжений в процессе эксплуатации.

Если эти повреждения заметно нарушают электрическое поле, то они продолжают развиваться и далее при рабочем напряжении и вызывают ее ускоренное старение. Таков ползущий разряд в маслобарьерной изоляции, критические частичные разряды в бумажно-маслянной изоляции, дендриты в твердой изоляции. Такие повреждения в процессе эксплуатации завершаются преждевременным пробоем изоляции.

Предельно допустимое количество импульсов заданной формы с заданной амплитудой определяется как отсутствием пробоя изоляции, так и отсутствием повреждений, недопустимых для дальнейшей длительной эксплуатации при рабочем напряжении.
1.9. Кабельные муфты.
Для соединения отрезков кабеля в линию, а также для присоединения концов кабеля к шинам распределительных устройств или аппаратов выполняются соединительные и концевые муфты. Устройство кабельных муфт и их изоляции зависит, естественно, от конструкции кабеля. Однако во всех случаях учитывается то обстоятельство, что монтаж выполняется в полевых условиях и изоляция в муфтах имеет более низкое качество, чем в самом кабеле. Поэтому изоляционные расстояния в муфтах увеличиваются.

Эскиз соединительной муфты показан на рис.1.17. На концах соединяемых кабелей основная изоляция cpезается по определенному профилю, образуя прямые конусы с сторонами аб и вг.


Рисунок 1.17 Эскиз кабельной соединительной муфты

1 - жила; 2 - соединение жил; 3 - изоляция кабеля; 4 - дополнительная изоляция; 5 - оболочка кабеля; 6 - бандаж из свинцовой проволоки; 7 - корпус муфты

После соединения токоведущих жил накладывается дополнительная изоляция (заранее пропитанные рулоны и ролики бумаги, эпоксидные компаунды), толщина которой больше, чем основной изоляции. Форма и размеры конусов выбираются такими, чтобы составляющая напряжённости вдоль щели, остающейся между основной и дополнительной изоляцией, не превышала допустимого значения (примерно в 20 раз меньше, чем для основной изоляции в радиальном направлении). Для того чтобы не было повышения напряженности у краев оболочек соединяемых кабелей, устанавливаются внутренние экраны в виде конусов или от краев оболочек поверх дополнительной изоляции накладывается бандаж из мягкой свинцовой проволочки. В последнем случае дополнительная изоляция выполняется так, чтобы вблизи краев она образовывала обратные конусы де и жз. Форма и размеры этих конусов выбираются такими, чтобы напряжен

ность у краев оболочек не превышала допустимую.



Рисунок 1.18 Концевая муфта маслонаполненного кабеля среднего давления на напряжение 110 кВ.

1 - токовыводное устройство;

2 - экран;

3 - фарфоровый изолятор;

4 - масло;

5 - подмотка из пропитанной маслом бумаги;

6 - экран.

Концевые муфты кабелей (рис.1.18) имеют не только внутреннюю, но и внешнюю изоляцию. Их устройство во многом аналогично устройству проходных изоляторов (вводов). Для регулирования электрического поля у края оболочки используются экраны в виде конусов, а также дополнительные электроды, образующие конденсаторные обкладки.

Муфты сухой разделки более надежны и удобны в эксплуатации, чем концевые заливочные муфты (рис. 1.19). Монтаж такой муфты ведут следующим образом: кабель освобождают от свинцовой оболочки и изоляции на длину наконечника плюс 10 мм. Затем напаивают наконечник Метод пайки, наконечника тот же, что и при монтаже свинцовых соединительных муфт. После этого освобождают кабель от свинцовой оболочки и изоляции на длине, зависящей от напряжения кабеля, на котором установлена муфта. Край оставшейся свинцовой оболочки приподнимают. К нему припаивают провод заземления, который также соединяют пайкой с броней. На жилу между наконечником и изоляцией, а также под раструб свинцовой оболочки плотно подматывают пряжу. Затем изолируют жилы лакотканью и обматывают ее специальным шпагатом, который затем пропитывают изоляционным лаком. Если делают сухую разделку трехфазного кабеля, то, для того, чтобы ее разделку можно было вести аналогично разделке однофазного кабеля, на конец кабеля с жилами, освобожденными от брони, свинцовой оболочки и поясной изоляции, напаивают свинцовую перчатку. Кабель под перчаткой заливают массой, однородной по своему составу с пропиточной массой, а затем ведут разделку каждой жилы так же, как и для одножильного кабеля.


Рисунок 1.19 Концевая муфта сухой разделки одножильного кабеля
1 - подмотка

2 - наконечник

3 - корпус муфты

4 - заземляющий провод

Муфты сухой разделки имеют преимущества по сравнению с муфтами с заполнением мастиками:

1) при сухой разделке обеспечивается герметичность муфты, и масса не вытекает наружу при различных уровнях установки муфт на кабеле;

2) пожарная опасность значительно меньше;

3) сухие разделки могут монтироваться не только снизу, но и сбоку и сверху;

4) муфта мала и для своего монтажа не требует сложных работ.


1.10. Маркировка кабелей. Обозначение кабелей на чертежах и схемах

А(первая буква) - алюминиевая жила, отсутствие А в марке кабеля означает нали­чие медной жилы.

ОА или ОС - оболочка (алюминиевая или свинцовая) каждой из трех отдельно изолированных жил кабеля.

П, Р, В, П - соответственно : пропитанная не стекающим составом бумажная изоля­ция, резиновая изоляция, изоляция из поливинилхлоридного пластиката, то же из по­лиэтилена, отсутствие этих букв означает наличие нормально пропитанной бумажной изоляции. Буква В через тире в конце марки означает обедненно-пропитанную бумажную изоляцию,

В,Н - оболочка из поливинилхлоридного пластиката или резины малостойкой, не распространяющей горение.

Б, П, К- броня из стальных лент, из стальных плоских проволок, из стальных круглых проволок.

Л, 2л, в, п- подушка, б - обозначает отсутствие подушки.

Н, Шп, Шв - наружные покровы, Г - означает отсутствие наружного покрова, (ОЖ)- в конце марки обозначает кабель с однопроволочными жилами.
Маслонаполненные кабели (Таблица 1.3)


М

Н

С

А

Шв

Т




ВД

А, Аг

К

Шву




Прокладываемый в трубопроводе

Шланг из поливинилхлоридного пластиката

То же с усиленным защитным слоем

Покров асфальтированный

Покров бронированный круглыми прово­локами

Оболочка свинцовая

Оболочка алюминиевая, алюминиевая гоф­рированная

Давление масла низкое

Давление масла высокое Маслонаполненный с медной жилой
Кабели с бумажной изоляцией и вязкой пропиткой (Таблица 1.4)











С

Г

У

Ц

А

О

А

Б,Бл,Б,Бн,

Пн, К, Шв, Шпс



1   2   3   4


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации