 |
Силовые кабельные линии (КЛ). Классификация, основные конструктивные элементы
|
|
|
|
Кабель - готовое заводское изделие, состоящее из изолированных токоведущих жил, заключенных в защитную герметичную оболочку, которая может быть защищена от механических повреждений броней.
По назначению кабели можно разделить на следующие виды:
1. Силовые кабели – предназначены для передачи на расстояние, распределения и питания электрической энергией различные электроустановки.
2. Контрольные кабели – используются для присоединения устройств сигнализации, контроля, управления, релейной защиты, электроизмерительных приборов в электрических распределительных устройствах. Они могут иметь от 3 до 61 медных или алюминиевых жил сечением от 0,75 до 6 мм2 (10 мм2) номинальным напряжением до 660 В переменного частотой до100 Гц или 1000 В постоянного напряжения.
3. Кабели управления – используются для передачи маломощных низковольтных сигналов в различных средствах автоматики. Выпускаются как правило экранированными с сечением медных гибких жил от 0,03 до 2,5 мм2 и числом жил от 3 до 108.
4. Кабели связи – предназначены для передачи электрических сигналов информации.
5. Другие виды кабельной продукции – кабели КИП, радиочастотные кабели, специальные кабели (шахтные, рентгеновские, аэродромные, лифтовые и т. д.).
В дальнейшем мы рассмотрим лишь кабели, применяемые в электроэнерге-тике и системах электроснабжения, преимущественно силовые кабели.
Силовые кабели выпускаются на напряжение до 110 кВ включительно (международный концерн АББ, «Алкатель кабель» Франция – до 500 кВ с СПЭ-изоляцией), сечением 3 и 4-х жильных кабелей до 240 мм2 , одножильных кабелей до 1000 мм2 (максимально может составлять 2500 мм2 ).
Силовые кабели состоят из следующих основных элементов: токо-проводящих фазных жил, изоляции, оболочек и защитных покровов. Помимо основных элементов в конструкцию силовых кабелей могут входить экраны, нулевые жилы и жилы защитного заземления (для кабелей до 1000 В), заполнители.
|
|
|
Токопроводящие жилы предназначены для прохождения электрического тока: фазные – передачи по ним электрической энергии; нулевые – для протекания разности токов фаз при неравномерной нагрузке (для 3-х фазных сетей); жилы защитного заземления – для соединения не находящихся под рабочим напряжением металлических частей электроустановки с контуром защитного заземления. Токопроводящие жилы бывают медные или алюминие-вые, однопроволочные или многопроволочные, круглой формы или фасонные (сегментные, секторные и др.).
Изоляция служит для обеспечения необходимой электрической прочности токопроводящих жил кабеля по отношению друг к другу и к заземленной оболочке (земле). Изоляция, наложенная непосредственно на жилу кабеля называется изоляцией жилы. Изоляция многожильного кабеля, наложенная поверх изолированных скрученных жил, называется поясной изоляцией.
Изоляция выполняется из кабельной бумаги, пропитанной маслоканифольным составом, резины, поливинилхлорида и полиэтилена. В последнее время в силу своих преимуществ широкое применение на напряжение 6 кВ и выше находят кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена и этиленпропиленовой резины.
Электропроводящие экраны служат для выравнивания (симметрии) электрического поля силовых кабелей напряжением 6 кВ и выше, а также для защиты внешних цепей от влияния электромагнитных полей токов, протекаю-щих по кабелю. В качестве экранов используют электропроводящую кабельную бумагу, электропроводящий полиэтилен или поливинилхлоридный пластикат, электропроводящую прорезиненную ткань, алюминиевую или медную фольгу, медную проволоку.
|
|
|
Оболочки кабеля предназначены для предотвращения проникновения в изоляцию влаги, защиты изоляции от воздействия света, различных химичес-ких веществ, а также для предохранения от механических повреждений.
Лучшими материалами для оболочки кабелей с бумажной изоляцией с точки зрения его герметичности и влагонепроницаемости являются алюминий и свинец. Кабели с невлагоемкой резиновой или полимерной изоляцией не нуждаются в металлической оболочке и поэтому изготавливаются, как правило, в полимерной оболочке.
Заполнители укладываются между изоляцией жил и поясной изоляцией для устранения воздушных промежутков и придания кабелю круглой формы.
Для кабелей с бумажной изоляцией в качестве заполнителей применяются жгуты из сульфатной бумаги, пропитанной кабельной пряжи (джут) или штапелированной стеклопряжи. Для кабелей с полимерной изоляцией – из материала изоляции или поливинилхлоридного пластиката.
Для кабелей напряжением до 1 кВ с полимерной изоляцией допускается изготавливать кабели без заполнителей.
Защитные покровы могут состоять из подушки, бронепокрова и наружного покрова. В зависимости от конструкции кабеля один или два из указанных элементов могут отсутствовать.
Подушка – часть защитного покрова, наложенная на оболочку и предназначенная для предохранения оболочки от повреждения ее лентами или проволоками брони.
Бронепокров – часть защитного покрова, состоящая из металлических лент или проволок и предназначенная для защиты кабелей от внешних механических повреждений.
Наружный покров – часть защитного покрова кабеля, предназначенная для защиты брони от коррозии и выполненная из защитного шланга, выпрессованного из полимерного материала или из волокнистых материалов, пропитанных специальным противогнилостным или негорючим составом.
Маркировка силовых кабелей обычно соответствует их конструкции и включает буквы, указывающие на материал, из которого изготовлены жилы, изоляция, оболочка и тип защитного покрова.
Первая буква обозначает материал жил (А - алюминий, отсутствие впереди буквы А в маркировке означает наличие медной жилы).
Следующая буква марки кабеля указывает на материал изоляции, причем бумажная пропитанная изоляция не имеет буквенного обозначения, полиэтиленовая изоляция обозначается буквой П, поливинилхлоридная – букой В, резиновая изоляция – буквой Р, аизоляция из сшитого (вулканизированного) полиэтилена – Пв.
|
|
|
Далее следует буква, соответствующая типу защитной оболочки: А – алюминиевая, С – свинцовая, П – полиэтиленовый, В – оболочка из поливинилхлорида (ПВХ пластиката), Р – резиновая оболочка.
Последние буквы указывают на наличие и тип защитного покрова или его отсутствие. Буква Г после индекса оболочки означает, что кабель не имеет никакого защитного покрова (например, кабель АВВГ). Буква Б после индекса оболочки означает, что кабель бронирован стальными лентами, буква П – стальными оцинкованными плоскими проволоками, а буква К - стальными оцинкованными круглыми проволоками. После индекса брони прописными буквами указывается тип и материал подушки: нет индекса – крепированная бумага, пропитанная битумом, л - крепированная бумага, пропитанная битумом и одна пластмассовая лента, 2л - крепированная бумага, пропитанная битумом и две пластмассовые ленты, в – выпрессованный поливинилхлоридный шланг, п - выпрессованный полиэтиленовый шланг, б – без подушки. На последнем месте стоят буквы указывающие на тип наружного покрова: нет индекса – пропитанная битумом кабельная пряжа, Шп – полиэтиленовый шланг, Шв – поливинилхлоридный шланг, Г после индекса брони – без наружного покрова на броне.
В маркировке кабеля после буквенных обозначений указывается его номинальное напряжение в кВ; число и сечение жил.
Примеры маркировки:
Кабель АПВБбШв-1 сеч.3х50+1х25 – кабель на напряжение 1 кВ с тремя алюминиевыми жилами сечением по 50 мм2 и четвертой-25 мм2 , с полиэтиле-новой изоляцией. в поливинилхлоридной оболочке, бронированный плоскими стальными лентами без подушки под броней, с наружным покровом из поливинилхлоридного шланга на броне.
Кабель ААБл-10 сеч.3х95 (рис. 11.1) – кабель на напряжение 10 кВ с тремя алюминиевыми жилами сечением по 95 мм2 с бумажной пропитанной изоляцией в алюминиевой оболочке, бронированный стальными лентами с подушкой под броней из крепированной бумаги, пропитанной битумом и одой пластмассовой ленты и наружным покровом из пропитанной битумом кабель-ной пряжи на броне (джутовый покров).
|
|
|
Кабель ПвПг 1х300/35-10 (рис.11.2) – кабель на напряжение 10 кВ с одной медной жилой сечением 300мм2 с изоляцией из сшитого полиэтилена, с экраном из медных проволок общим сечением 35мм2, с герметизацией экрана водоблокирующими лентами (буква «г» в конце буквенного обозначения маркировки) в полиэтиленовой оболочке.
Маркировка контрольных кабелей аналогична маркировке силовых, но в начале буквенных обозначений стоит буква К.
Рис. 11.1. Силовой кабель на напряжение 10 кВ типа ААБл
1 - алюминиевые жилы; 2 - фазная изоляция из пропитанной бумаги; 3 -заполнитель из джута; 4 - поясная изоляция из пропитанной маслом бумаги с полупроводящим экраном; 5 – алюминиевая оболочка; б – подушка из крепированной пропитанной битумом бумаги с одной пластмассовой лентой; 7 - броня из стальных лент; 8 – джутовый наружный покров
|
Рис. 11.2. Силовой кабель на напряжение 10 кВ типа ПвПг (АПвПг)
1 - медная (алюминиевая) круглая уплотненная токопроводящая жила; 2 - экструди-рованный экран по ТПЖ из полупроводящего материала; 3 - изоляция из пероксидно-сшитого полиэтилена (XLPE); 4 - экструдированный экран по изоляции из полупроводящего материала; 5 - экран из полупроводящей водоблокирующей ленты, намотанной по спирали;
6- экран из медных проволок, поверх которых наложена медная лента; 7 - разделительная лента, намотанная по спирали; 8 - полиэтиленовая оболочка
В последнее время на напряжение 6 кВ и выше наибольшее применение на-ходят кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена, имеющие ряд преимуществ перед кабелями с бумажно-пропитанной изоляцией:
– большая пропускная способность за счет увеличения допустимой температуры жилы (допустимые токи нагрузки на 15-30% больше, чем у кабе-лей с пропитанной бумажной изоляцией);
– высокий ток термической устойчивости при коротком замыкании;
– меньший вес, диаметр и радиус изгиба, что обеспечивает легкость прокладки кабеля;
– возможность вести прокладку кабеля при температуре до -20°С без предварительного подогрева;
– низкая удельная повреждаемость (практика применения кабеля с СПЭ-изоляцией показывает, что она как минимум на 1-2 порядка ниже чем у кабелей с БПИ-изоляцией);
– однофазная конструкция, позволяющая изготавливать кабель с жи-лой сечением до 1000мм2;
– большие строительные длины – до 4000 м.
|
|
|
