Виско импрегнирани кабели
При кабели с вискозна импрегнация изолацията е направена от кабелна хартия, импрегнирана с колофонова мастика. Тази мастика се приготвя от минерално масло и колофон (делът на последния е 10 - 35%). Такава връзка осигурява необходимия вискозитет на мастика, което предотвратява изтичането на мастика от краищата на кабела по време на монтажа и преливането на мастика в кабела, положен с лек наклон.
Технологията на производство на изолация е както следва. След навиване на кабелната хартия върху сърцевината, кабелът се поставя във вакуумен котел, където се суши под вакуум. Импрегнирането на кабелите се извършва в същите котли при температура 105-115 ° C. Първо, импрегнирането се извършва под вакуум, след това при атмосферно или някакво свръхналягане.
Структурата на импрегнирана хартиена кабелна изолация е показана на фиг. 5.2. Кабелната хартия се състои от ленти с ширина 10 - 30 mm и дебелина 20 - 120 микрона.Между навивките на лентата при навиването й се оставя празнина от 1,5-3,5 mm, което осигурява необходимата гъвкавост на кабела.
Ориз. 6.2 - Структурата на хартиената изолация на кабела. 1 - проводяща сърцевина; 2—оловна обвивка; 3—ленти от хартия; 4 - междина между краищата на спирално нанесената лента от хартия; 5–стъпка на навиване; 6 - припокриване на лентата; 7 - възможен ефект в изолация под формата на съвпадение на две ленти; 8 - увеличен маслен слой на мястото, където лентите съвпадат.
Ориз. 6.3 - Зависимост на якостта на разрушаване на изолацията на кабел с вискозна импрегнация (крива 1) и напълнен с масло кабел (крива 2) от продължителността на напрежението.
Електрическата якост на маслото в междината е по-малка от средната електрическа якост на импрегнираната изолация. Следователно намотката се извършва по такъв начин, че да се избегнат припокриващи се пропуски.
По време на работа в кабелна изолация под въздействието на високи температуримогат да се отделят газови мехурчета. Това е особено улеснено от променливите термични натоварвания на кабела, което може да доведе до образуване на кухини в близост до обвивката. Газовите мехурчета, дифундиращи към повърхността на сърцевината, където напрегнатостта на полето е максимална, водят до намаляване на дълготрайната диелектрична якост на изолацията. Това намаление се дължи на процесите на йонизационен разпад. Сканиране на хартиената лента на мястото на йонизационния пробив разкрива характерен модел на разклонени карбуризирани канали. Общото време на развитие на разклонен разряд може да се изчисли в месеци и дори години. Следователно "кривата на живота" на кабелната изолация с вискозна импрегнация показва значително намаляване на якостта на разрушаване с течение на времето (фиг. 6.3, крива 1). Дизайнът на кабел с вискозна импрегнация и изолация на колана е показан на фиг. 6.4. Кабелните жила имат секторна форма, което позволява използването на вътрешната кухина на кабела с висок коефициент на запълване. Всяка жила има фазова изолация, която повтаря секторната форма на сърцевината.
Изолацията на външния колан покрива и трите фази. Празнините между изолацията на фазата и колана са запълнени с нискокачествен изолационен пълнител - кордел (усукани снопове от хартиени ленти). Върху изолацията на колана е положена оловна обвивка и броня от стоманени ленти.
За пестене на олово е разработена технология за нанасяне на алуминиеви обвивки. Кримпването на такива обвивки става при температура 430-450 ° C, което е опасно за изолацията на кабела. Следователно кабелите с алуминиеви обвивки се използват досега само до напрежение 6 kV.Освен това алуминият в земята трябва да бъде защитен от корозия чрез антисептични и херметични защитни капаци.
Ориз. 6.4 - Трижилен кабел с ремъчна изолация и секторни проводници за напрежение 10 kV.1-проводимо ядро: 2 - фазна изолация; 3–изолация на колана: 4 – пълнител; 5 - оловна обвивка; 6 - възглавница под бронята, състояща се от битумен състав, импрегнирана хартия и прежда: 7 - броня от две галванизирани стоманени ленти; 8 - външен защитен капак.
Ориз. 6.5 - Трижилен кабел с отделно изведени проводници (тип OSB). 1 - тоководещо ядро; 2 - екран от полупроводима хартия: 3 - хартиена фазова изолация; 4 – екран от полупроводима хартия; 5 - оловна обвивка, покрита с битум и две гумирани платнени ленти; 6 - пълнеж от юта; 7 - броня от поцинкована стоманена тел;8 - външен защитен капак.
По-съвършен, но и по-скъп е кабел с отделно изведени проводници. Дизайнът на този кабел е показан на фиг. 6.5. Всяка фаза е направена под формата на отделен коаксиален кабел, поради което електрическото поле на всяка фаза е радиално. Неравностите на полето на повърхността на проводяща сърцевина, усукана от тънки проводници, се елиминират чрез покриване на сърцевината с екран. Тези мерки позволяват почти да се удвои допустимата напрегнатост на електрическото поле в сравнение с напрегнатостта на кабелите с ремъчна изолация. Оловната обвивка на всяка фаза създава независим радиатор от ядрата. Подобреният температурен режим ви позволява да повишите допустимото текущо натоварване на кабела.
Произвеждат се кабели с ремъчна изолация до напрежение 10 kV,кабели с отделно оловни проводници - до напрежение 35 kV.6.1 показва стойностите на дебелините на изолацията и допустимите напрежения на полето за кабели с различни номинални напрежения и видове.
Съединителите и накрайниците се използват за свързване на секции от кабели един към друг и към крайни проводници. Свързваща секцияКабелна втулка 10 kV е показана на фиг. 5.6. Проводниците са свързани чрез запояване или кримпване. Върху сърцевината се полага импрегнирана кабелна хартия, която се запълва с импрегнираща маса в загрято състояние. Тялото на съединителя е запечатано, за да предпази кабела от влага. Целият съединител е поставен в чугунен корпус за защита от механични повреди. Монтажът на свързващи (и крайни) съединители се извършва на мястото, където кабелът е положен от монтажния персонал, т.е. при условия, които се различават значително от фабричните. С оглед на това се допускат много по-малки работни градиенти за изолация на съединители, отколкото за изолация на самия кабел (с коефициент 1,75–2,25). Но дори и при тези светлинни условия, кабелните щуцери са най-слабото място в изолацията на цялата кабелна линия поради възможни дефекти при монтажа. Едно от ефективните средства за подобряване на експлоатационната надеждност на кабелните съединения е използването на епоксидни смоли за тяхното отливане, които имат висока електрическа якост.
Таблица 6.1 - Дебелина на изолацията и допустима работна напрегнатост на електрическото поле (променлив ток) на кабели с вискозна импрегнация
| Номинално напрежение, kV | Дебелина на изолацията, мм | Допустим градиент, kV/mm |
| фаза | колан | |
| 1,35 2,2 3,0 6–7 9–11 | 0,7 1,05 1,4 - - | 1,5 2,5-3,0 |
Съединителите и накрайниците се използват за свързване на секции от кабели един към друг и към крайни проводници. Разрез на кабелна връзка 10 kV е показан на фиг. 6.6. Проводниците са свързани чрез запояване или кримпване. Върху сърцевината се полага импрегнирана кабелна хартия, която се запълва с импрегнираща маса в загрято състояние. Корпусът на съединителя езапечатан за защита на кабела от влага. Целият съединител е поставен в чугунен корпус за защита от механични повреди. Монтажът на свързващи (и крайни) съединители се извършва на мястото, където кабелът е положен от монтажния персонал, т.е. при условия, които се различават значително от фабричните. С оглед на това се допускат много по-малки работни градиенти за изолация на съединители, отколкото за изолация на самия кабел (с коефициент 1,75–2,25). Но дори и при тези светлинни условия, кабелните щуцери са най-слабото място в изолацията на цялата кабелна линия поради възможни дефекти при монтажа. Едно от ефективните средства за подобряване на експлоатационната надеждност на кабелните съединения е използването на епоксидни смоли за тяхното отливане, които имат висока електрическа якост.
Ориз. 6.6. Оловна кабелна муфа 10 kV.1 – свързани кабелни секции; 2 - оловна обвивка на кабела; 3 - корпус на съединителя; 4 - изолирана жила на кабела; 5 - проводяща сърцевина; 6 - свързваща втулка; 7 - навиващи ролки; 8 - навиване с ролки; 9 - превръзка от памучна лента върху три изолирани навити сърцевини; 10 - запоен отвор за изливане на съединителя; 11 - изливане на смесената маса.
Условията на монтаж понякога изискват вертикално насочване на кабела. Ако вертикалното разстояние надвишава 15 - 5 m, съответно за кабели 6 - 35 kV,, тогава полагането на кабели с нормална вискозна импрегнация е неприемливо: импрегнирането изтича от кабела и оловната обвивка се деформира. За вертикално полагане се използват кабели с дренирана (обеднена) импрегнация. Изолацията на такива кабели се подлага на нормална обработка, но след това се подлага на допълнително нагряване, при което приблизително 70% от импрегниращата маса изтича от кабела. Поради лоша импрегнациядопустимите работни градиенти са намалени и дебелината на изолацията на сухите кабели трябва да се увеличи.
В момента е започнало производството на кабели за вертикално полагане с импрегнираща маса, която не тече дори при високи температури на нагряване. Такава импрегнираща маса се прави на базата на синтетични смоли.
| следваща лекция ==> | ||
| Електрическа якост на кабелната изолация и изпитване на кабела | Маслени кабели |