Конструкции силовых кабелей и их назначение. Кабель состоит из токопроводящих жил, изоляции и герметичных оболочек с защитным покрытием (рис. 14.1).
Ñèëîâûå êàáåëè ðàçëè÷àþò: ïî ðîäó ìåòàëëà òîêîïðîâîäÿùèõ æèë — êàáåëè ñ àëþìèíèåâûìè è ìåäíûìè æèëàìè; ïî ðîäó ìàòåðèàëîâ èçîëÿöèè òîêîâåäóùèõ æèë — êàáåëè ñ áóìàæíîé, ïîëèýòèëåíîâîé è ðåçèíîâîé èçîëÿöèåé; ïî ðîäó çàùèòû èçîëÿöèè æèë êàáåëåé îò âëèÿíèÿ âíåøíåé ñðåäû — êàáåëè â ìåòàëëè÷åñêîé, ïëàñòìàññîâîé è ðåçèíîâîé îáîëî÷êå; ïî ñïîñîáó çàùèòû îò ìåõàíè÷åñêèõ ïîâðåæäåíèé — áðîíèðîâàííûå è íåáðîíèðîâàííûå; ïî ÷èñëó æèë — îäíî-, äâóõ-, òðåõ-, ÷åòûðåõ- è ïÿòèæèëüíûå.
Êàæäàÿ êîíñòðóêöèÿ êàáåëÿ èìååò ñâîè îáîçíà÷åíèå è ìàðêó. Ìàðêà êàáåëÿ ñîñòàâëÿåòñÿ èç íà÷àëüíûõ áóêâ ñëîâ, ðàñêðûâàþùèõ êîíñòðóêöèþ êàáåëÿ.
Òîêîïðîâîäÿùèå æèëû— ïðîâîäíèêè ýëåêòðè÷åñêîãî òîêà. Ñèëîâûå êàáåëè èìåþò îñíîâíûå è íóëåâûå æèëû. Òðåõæèëüíûå êàáåëè èìåþò òîëüêî îñíîâíûå æèëû, à ÷åòûðåõæèëüíûå — òðè îñíîâíûõ è îäíó íóëåâóþ. Îñíîâíûå æèëû èñïîëüçóþòñÿ äëÿ ïåðåäà÷è ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè, à íóëåâûå — äëÿ ïðîõîæäåíèÿ ðàçíîñòè òîêîâ ôàç ïðè èõ íåðàâíîìåðíîé íàãðóçêå. Íóëåâûå æèëû ïðèñîåäèíÿþòñÿ ê íåéòðàëè èñòî÷íèêà òîêà.
Òîêîïðîâîäÿùèå æèëû ñèëîâûõ êàáåëåé èçãîòîâëÿþò èç àëþìèíèÿ è ìåäè îäíîïðîâîëî÷íûìè è ìíîãîïðîâîëî÷íûìè. Ïî ôîðìå æèëû âûïîëíÿþò êðóãëûìè, ñåêòîðíûìè èëè ñåãìåíòíûìè (ñì. ðèñ. 14.1).
Àëþìèíèåâûå æèëû êàáåëåé ñå÷åíèåì äî 35 ìì2 âêëþ÷èòåëüíî èçãîòîâëÿþò îäíîïðîâîëî÷íûìè, 50...240 ìì2 — îäíîïðîâîëî÷íûìè èëè ìíîãîïðîâîëî÷íûìè, 300...800 ìì2 — ìíîãîïðîâîëî÷íûìè.
Ðèñ. 14.1. Òðåõæèëüíûé êàáåëü ñ ïîÿñíîé èçîëÿöèåé èç ïðîïèòàííîé áóìàãè:
à — íàðóæíûé âèä êàáåëÿ ñ ñåêòîðíûìè æèëàìè; á — ðàçðåç êàáåëÿ ñ êðóãëûìè æèëàìè; â — ðàçðåç êàáåëÿ ñ ñåêòîðíûìè æèëàìè; / — æèëû; 2 — èçîëÿöèÿ æèë; 3 — çàïîëíèòåëü; 4 — ïîÿñíàÿ èçîëÿöèÿ; 5 — çàùèòíàÿ îáîëî÷êà; 6 — áóìàãà, ïðîïèòàííàÿ êîìïàóíäîì; 7 — çàùèòíûé ïîêðîâ èç ïðîïèòàííîé êàáåëüíîé ïðÿæè; 8 — ëåíòî÷íàÿ áðîíÿ; 9 — ïðîïèòàííàÿ êàáåëüíàÿ ïðÿæà
Ñ íà÷àëà 1980-õ ãîäîâ ïðîìûøëåííîñòü âûïóñêàåò êàáåëè ñ ñåêöèîíèðîâàííîé ìíîãîïðîâîëî÷íîé àëþìèíèåâîé æèëîé ñå÷åíèåì 1000 è 1500 ìì2 ñ ïëàñòìàññîâîé èçîëÿöèåé è îáîëî÷êîé ìàðîê ABB è ÀÂÒ (ïî ÒÓ 10-505.12 — 80), ïðåäíàçíà÷åííûå äëÿ ðàñïðåäåëåíèÿ ýëåêòðîýíåðãèè â ñòàöèîíàðíûõ óñòàíîâêàõ íàïðÿæåíèåì äî 1 êÂ. Ìåäíûå æèëû ñå÷åíèåì äî 16 ìì2 âêëþ÷èòåëüíî èçãîòîâëÿþò îäíîïðîâîëî÷íûìè, 25...95 ìì2— îäíîïðîâîëî÷íûìè èëè ìíîãîïðîâîëî÷íûìè, 120...800 ìì2— ìíîãîïðîâîëî÷íûìè.
Íóëåâàÿ æèëà èëè æèëà çàùèòíîãî çàçåìëåíèÿ, êàê ïðàâèëî, èìååò óìåíüøåííîå ïî ñðàâíåíèþ ñ îñíîâíûìè æèëàìè ñå÷åíèå. Îíà áûâàåò êðóãëîé, ñåêòîðíîé èëè òðåóãîëüíîé ôîðìû è ðàñïîëàãàåòñÿ â öåíòðå êàáåëÿ èëè ìåæäó åãî îñíîâíûìè æèëàìè (ñì. ðèñ. 14.1). Æèëà çàùèòíîãî çàçåìëåíèÿ èñïîëüçóåòñÿ äëÿ ñîåäèíåíèÿ íå íàõîäÿùèõñÿ ïîä íàïðÿæåíèåì ìåòàëëè÷åñêèõ ÷àñòåé ýëåêòðîóñòàíîâêè ñ êîíòóðîì çàùèòíîãî çàçåìëåíèÿ.
Èçîëÿöèÿ îáåñïå÷èâàåò íåîáõîäèìóþ ýëåêòðè÷åñêóþ ïðî÷íîñòü òîêîïðîâîäÿùèõ æèë ïî îòíîøåíèþ äðóã ê äðóãó è ê çàçåìëåííîé îáîëî÷êå (çåìëå). Ïî âèäó èçîëÿöèè è îáîëî÷êè ðàçëè÷àþò ñèëîâûå êàáåëè ñ ïðîïèòàííîé áóìàæíîé èçîëÿöèåé â ìåòàëëè÷åñêîé îáîëî÷êå; áóìàæíîé èçîëÿöèåé, ïðîïèòàííîé íåñòåêàþùèì ñîñòàâîì, â ìåòàëëè÷åñêîé îáîëî÷êå; ïëàñòìàññîâîé èçîëÿöèåé â ïëàñòìàññîâîé èëè ìåòàëëè÷åñêîé îáîëî÷êå; ðåçèíîâîé èçîëÿöèåé â ïëàñòìàññîâîé, ðåçèíîâîé èëè ìåòàëëè÷åñêîé îáîëî÷êå. Ïëàñòìàññîâàÿ èçîëÿöèÿ ïîäðàçäåëÿåòñÿ íà ïîëèâèíèëõëîðèäíóþ è ïîëèýòèëåíîâóþ.
Èçîëÿöèÿ, íàëîæåííàÿ íà æèëó êàáåëÿ, íàçûâàåòñÿ èçîëÿöèåé æèëû. Èçîëÿöèÿ, íàëîæåííàÿ ïîâåðõ èçîëèðîâàííûõ ñêðó÷åííûõ è ïàðàëëåëüíî óëîæåííûõ æèë ìíîãîæèëüíîãî êàáåëÿ, íàçûâàåòñÿ ïîÿñíîé. Áóìàæíàÿ èçîëÿöèÿ êàáåëåé ïðîïèòûâàåòñÿ âÿçêèìè ïðîïèòî÷íûìè ñîñòàâàìè (ìàñëîêàíèôîëüíûìè èëè ýëåêòðîèçîëÿöèîííûìè ñèíòåòè÷åñêèìè).
Íåäîñòàòêîì êàáåëåé ñ âÿçêèì ïðîïèòî÷íûì ñîñòàâîì ÿâëÿåòñÿ êðàéíå îãðàíè÷åííàÿ âîçìîæíîñòü ïðîêëàäêè èõ ïî íàêëîííûì òðàññàì. Ðàçíîñòü âûñîò ìåæäó êîíöåâûìè èõ çàäåëêàìè íå äîëæíà ïðåâûøàòü: äëÿ êàáåëåé ñ âÿçêîé ïðîïèòêîé íàïðÿæåíèåì äî 3 ê áðîíèðîâàííûõ è íåáðîíèðîâàííûõ â àëþìèíèåâîé îáîëî÷êå — 25 ì, íåáðîíèðîâàííûõ â ñâèíöîâîé îáîëî÷êå — 20 ì, áðîíèðîâàííûõ â ñâèíöîâîé îáîëî÷êå — 25 ì, äëÿ êàáåëåé ñ âÿçêîé ïðîïèòêîé íàïðÿæåíèåì 6 ê áðîíèðîâàííûõ è íåáðîíèðîâàííûõ â ñâèíöîâîé îáîëî÷êå — 15 ì, â àëþìèíèåâîé îáîëî÷êå — 20 ì, äëÿ êàáåëåé ñ âÿçêîé ïðîïèòêîé íàïðÿæåíèåì 10 ê áðîíèðîâàííûõ è íåáðîíèðîâàííûõ â ñâèíöîâîé è àëþìèíèåâîé îáîëî÷êå —15 ì.
Êàáåëè ñ âÿçêèì ïðîïèòî÷íûì ñîñòàâîì, ñâîáîäíàÿ ÷àñòü êîòîðûõ óäàëåíà, íàçûâàþò êàáåëÿìè ñ îáåäíåííî-ïðîïèòàííîé èçîëÿöèåé. Èõ ïðèìåíÿþò ïðè ïðîêëàäêå íà âåðòèêàëüíûõ è íàêëîííûõ òðàññàõ áåç îãðàíè÷åíèÿ ðàçíîñòè óðîâíåé, åñëè ýòî íåáðîíèðîâàííûå è áðîíèðîâàííûå êàáåëè â àëþìèíèåâîé îáîëî÷êå íà íàïðÿæåíèå äî 3 êÂ, à ñ ðàçíîñòüþ óðîâíåé äî 100 ì — äëÿ äðóãèõ êàáåëåé ñ îáåäíåííî-ïðîïèòàííîé èçîëÿöèåé.
Äëÿ ïðîêëàäêè ïî âåðòèêàëüíûì è êðóòîíàêëîííûì òðàññàì áåç îãðàíè÷åíèÿ ðàçíîñòè óðîâíåé èçãîòîâëÿþò êàáåëè ñ áóìàæíîé èçîëÿöèåé, ïðîïèòàííîé îñîáûì ñîñòàâîì íà îñíîâå öåðåçèíà èëè ïîëèèçîáóòèëåíà. Ýòîò ñîñòàâ èìååò ïîâûøåííóþ âÿçêîñòü, âñëåäñòâèå ÷åãî ïðè íàãðåâå êàáåëÿ, ïðîëîæåííîãî âåðòèêàëüíî èëè ïî êðóòîíàêëîííîé òðàññå, îí íå ñòåêàåò âíèç. Ïîýòîìó êàáåëè ñ òàêîé èçîëÿöèåé ìîæíî ïðîêëàäûâàòü íà ëþáóþ âûñîòó, òàê æå, êàê è êàáåëè ñ ïëàñòìàññîâîé è ðåçèíîâîé èçîëÿöèåé.
Ðåçèíîâàÿ èçîëÿöèÿ âûïîëíÿåòñÿ èç ñïëîøíîãî ñëîÿ ðåçèíû èëè èç ðåçèíîâûõ ëåíò ñ ïîñëåäóþùåé âóëêàíèçàöèåé. Ñèëîâûå êàáåëè ñ ðåçèíîâîé èçîëÿöèåé ïðèìåíÿþò â ñåòÿõ ïåðåìåííîãî òîêà íàïðÿæåíèåì äî 1 ê è ïîñòîÿííîãî òîêà íàïðÿæåíèåì äî 10 êÂ.
Ñèëîâûå êàáåëè ñ ïëàñòìàññîâîé èçîëÿöèåé èìåþò èçîëÿöèþ èç ïîëèâèíèëõëîðèäíîãî ïëàñòèêàòà â âèäå ñïëîøíîãî ñëîÿ èëè èç êîìïîçèöèé ïîëèýòèëåíà. Âñå áîëüøåå ïðèìåíåíèå íàõîäÿò êàáåëè ñ èçîëÿöèåé èç ñàìîçàòóõàþùåãî (íå ïîääåðæèâàþùåãî ãîðåíèÿ) è âóëêàíèçèðîâàííîãî ïîëèýòèëåíà.
Ýêðàíû ïðèìåíÿþò äëÿ çàùèòû âíåøíèõ öåïåé îò âëèÿíèÿ ýëåêòðîìàãíèòíûõ ïîëåé òîêîâ, ïðîõîäÿùèõ ïî êàáåëþ, è äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ñèììåòðèè ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ âîêðóã æèë êàáåëÿ. Ýêðàíû âûïîëíÿþò èç ïîëóïðîâîäÿùåé áóìàãè è àëþìèíèåâîé èëè ìåäíîé ôîëüãè.
Çàïîëíèòåëè íåîáõîäèìû äëÿ óñòðàíåíèÿ ñâîáîäíûõ ïðîìåæóòêîâ ìåæäó êîíñòðóêöèîííûìè ýëåìåíòàìè êàáåëÿ â öåëÿõ ãåðìåòèçàöèè, ïðèäàíèÿ íåîáõîäèìîé ôîðìû è ìåõàíè÷åñêîé óñòîé÷èâîñòè êîíñòðóêöèè êàáåëÿ.  êà÷åñòâå çàïîëíèòåëåé ïðèìåíÿþò æãóòû èç áóìàæíûõ ëåíò èëè êàáåëüíîé ïðÿæè, íèòè èç ïëàñòìàññû èëè ðåçèíû.
Îáîëî÷êè êàáåëÿ áûâàþò àëþìèíèåâûå, ñâèíöîâûå, ñòàëüíûå ãîôðèðîâàííûå, ïëàñòìàññîâûå è ðåçèíîâûå íåãîðþ÷èå (íåéðèòîâûå). Îíè ïðåäîõðàíÿþò âíóòðåííèå ýëåìåíòû êàáåëÿ îò ðàçðóøåíèÿ âëàãîé, êèñëîòàìè, ãàçàìè è ò.ï.
Àëþìèíèåâóþ îáîëî÷êó ñèëîâûõ êàáåëåé íà íàïðÿæåíèå äî 1 ê äîïóñêàåòñÿ èñïîëüçîâàòü â êà÷åñòâå ÷åòâåðòîé (íóëåâîé) æèëû â ÷åòûðåõïðîâîäíûõ ñåòÿõ ïåðåìåííîãî òîêà ñ ãëóõîçàçåìëåííîé íåéòðàëüþ, çà èñêëþ÷åíèåì óñòàíîâîê ñî âçðûâîîïàñíîé ñðåäîé è óñòàíîâîê, â êîòîðûõ òîê â íóëåâîì ïðîâîäå ïðè íîðìàëüíûõ óñëîâèÿõ ñîñòàâëÿåò áîëåå 75 % òîêà â ôàçíîé æèëå.
Çàùèòíûå ïîêðûòèÿ èñïîëüçóþòñÿ äëÿ ïðåäîòâðàùåíèÿ ïîâðåæäåíèé è äàæå ðàçðóøåíèé êàáåëÿ îò õèìè÷åñêèõ è ìåõàíè÷åñêèõ âîçäåéñòâèé.
Çàùèòíûå ïîêðûòèÿ ïðåäîõðàíÿþò îáîëî÷êó êàáåëÿ îò âíåøíåãî âîçäåéñòâèÿ (êîððîçèè, ìåõàíè÷åñêèõ ïîâðåæäåíèé). Ê íèì îòíîñÿòñÿ ïîäóøêà, áðîíåïîêðûòèå è íàðóæíîå ïîêðûòèå.  çàâèñèìîñòè îò êîíñòðóêöèè êàáåëÿ ïðèìåíÿþò îäíî, äâà èëè òðè çàùèòíûõ ïîêðûòèÿ.
Ïîäóøêà íàêëàäûâàåòñÿ íà ýêðàí èëè îáîëî÷êó äëÿ èõ çàùèòû îò êîððîçèè è ïîâðåæäåíèÿ ëåíòàìè èëè ïðîâîëî÷íîé áðîíåé. Ïîäóøêó èçãîòîâëÿþò èç ñëîåâ ïðîïèòàííîé êàáåëüíîé ïðÿæè, ïîëèâèíèëõëîðèäíûõ, ïîëèàìèäíûõ è äðóãèõ ðàâíîöåííûõ ëåíò, êðåïèðîâàííîé áóìàãè, áèòóìíîãî ñîñòàâà èëè áèòóìà.
Äëÿ çàùèòû îò ìåõàíè÷åñêèõ ïîâðåæäåíèé îáîëî÷êó êàáåëÿ îáìàòûâàþò â çàâèñèìîñòè îò óñëîâèé ýêñïëóàòàöèè ñòàëüíîé ëåíòî÷íîé èëè ïðîâîëî÷íîé áðîíåé. Ïðîâîëî÷íóþ áðîíþ âûïîëíÿþò èç êðóãëûõ èëè ïëîñêèõ ïðîâîëîê. Áðîíÿ èç ïëîñêèõ ñòàëüíûõ ëåíò çàùèùàåò êàáåëè òîëüêî îò ìåõàíè÷åñêèõ ïîâðåæäåíèé. Áðîíÿ èç ñòàëüíîé ïðîâîëîêè, ïîìèìî ýòîãî, âîñïðèíèìàåò òàêæå è ðàñòÿãèâàþùèå óñèëèÿ, êîòîðûå âîçíèêàþò â êàáåëÿõ ïðè âåðòèêàëüíîé ïðîêëàäêå íà áîëüøóþ âûñîòó èëè ïî êðóòîíàêëîííûì òðàññàì.
Äëÿ ïðåäîõðàíåíèÿ áðîíè êàáåëÿ îò êîððîçèè åå ïîêðûâàþò íàðóæíûìè ïîêðûòèÿìè, âûïîëíåííûìè èç ñëîÿ êàáåëüíîé èëè ñòåêëÿííîé ïðÿæè, ïðîïèòàííîé áèòóìíûì ñîñòàâîì, à â íåêîòîðûõ êîíñòðóêöèÿõ ïîâåðõ ñëîåâ ïðÿæè è áèòóìà íàêëàäûâàþò âûïðåññîâàííûé ïîëèâèíèëõëîðèäíûé èëè ïîëèýòèëåíîâûé øëàíã.
 øàõòàõ, âçðûâîîïàñíûõ è ïîæàðîîïàñíûõ ïîìåùåíèÿõ íå äîïóñêàåòñÿ ïðèìåíÿòü áðîíèðîâàííûå êàáåëè îáû÷íîé êîíñòðóêöèè èç-çà íàëè÷èÿ ìåæäó îáîëî÷êîé è áðîíåé êàáåëÿ «ïîäóøêè» ñ ñîäåðæàíèåì ãîðþ÷åãî áèòóìà.  ýòèõ ñëó÷àÿõ äîëæíû ïðèìåíÿòüñÿ êàáåëè ñ íåãîðþ÷åé ïîäóøêîé è íàðóæíûì ïîêðûòèåì, èçãîòîâëåííûì íà îñíîâå ñòåêëÿííîé ïðÿæè èç øòàïåëüíîãî ñòåêëîâîëîêíà. Îáëàñòü ïðèìåíåíèÿ ñèëîâûõ êàáåëåé îïðåäåëåíà Åäèíûìè òåõíè÷åñêèìè óêàçàíèÿìè ïî âûáîðó è ïðèìåíåíèþ ýëåêòðè÷åñêèõ êàáåëåé è çàâèñèò îò êîíñòðóêöèè ñåòè, ñïîñîáà ïðîêëàäêè êàáåëÿ è âîçäåéñòâèÿ íà íåãî àãðåññèâíîé, âçðûâî- èëè ïîæàðîîïàñíîé îêðóæàþùåé ñðåäû.
Îäíîæèëüíûå êàáåëè íàïðÿæåíèåì 6... 10 ê ñ èçîëÿöèåé èç ñøèòîãî ïîëèýòèëåíà.  íà÷àëå 1970-õ ãîäîâ ñòàëè ïðèìåíÿòü êàáåëè ñ ïëàñòìàññîâîé èçîëÿöèåé, ñòðóêòóðíàÿ ôîðìóëà êîòîðîé èìååò ñëåäóþùèé âèä:
Ñ ýòîãî âðåìåíè èõ íà÷àëè àêòèâíî çàìåíÿòü íà êàáåëè ñ áóìàæíîé èçîëÿöèåé â êëàññàõ ñðåäíåãî è âûñîêîãî íàïðÿæåíèÿ.
Ñðåäè ïëàñòìàññîâûõ èçîëèðóþùèõ ìàòåðèàëîâ íàèáîëåå ïðåäïî÷òèòåëüíûì ÿâëÿåòñÿ ñøèòûé ïîëèýòèëåí (ÑÏÝ), êîòîðûé ïðèäàåò êàáåëÿì õîðîøèå äèýëåêòðè÷åñêèå ñâîéñòâà: íèçêèå âåëè÷èíû îòíîñèòåëüíîé äèýëåêòðè÷åñêîé ïðîíèöàåìîñòè, ñíèæåííûå ïîòåðè, áîëüøîé çàïàñ òåðìè÷åñêîé ñòîéêîñòè. Ýòî äîñòèãàåòñÿ çà ñ÷åò èçìåíåííîé ìîëåêóëÿðíîé ñòðóêòóðû îáû÷íîãî ïîëèýòèëåíà ïóòåì ñîçäàíèÿ íîâûõ ìîëåêóëÿðíûõ ñâÿçåé:
Ïðîöåññ âóëêàíèçàöèè ìîæåò ïðîèçâîäèòüñÿ äâóìÿ ñïîñîáàìè: õèìè÷åñêîé è ðàäèàöèîííîé ñøèâêîé. Ñøèâàíèå ìîëåêóëÿðíûõ ñâÿçåé âåäåò ê ïîëó÷åíèþ ñøèòîãî ïîëèýòèëåíà ñ ýëàñòè÷íî-ðåçèíîâûìè ñâîéñòâàìè è òåìïåðàòóðîé ðàçìÿã÷åíèÿ âûøå, ÷åì ó îáû÷íîãî ïîëèýòèëåíà, à òàêæå ñ áîëåå âûñîêèìè äèýëåêòðè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè.  ÑØÀ è Êàíàäå êàáåëè èç ñøèòîãî ïîëèýòèëåíà çàíèìàþò 80...85 % âñåãî ðûíêà ñèëîâûõ êàáåëåé, â Ãåðìàíèè è Äàíèè — 95 %, à âî Ôðàíöèè, Ôèíëÿíäèè è Øâåöèè — 100%.
Îñíîâíûìè ïðåèìóùåñòâàìè êàáåëÿ ñ ÑÏÝ èçîëÿöèåé ïî ñðàâíåíèþ ñ áóìàæíîé ìàñëîïðîïèòàííîé èçîëÿöèåé ÿâëÿþòñÿ: áîëüøàÿ ïðîïóñêíàÿ ñïîñîáíîñòü çà ñ÷åò óâåëè÷åíèÿ äîïóñòèìîé òåìïåðàòóðû, êîòîðàÿ ïðèìåðíî íà 20...30% áîëüøå; âûñîêèé òîê òåðìè÷åñêîé óñòîé÷èâîñòè ïðè ÊÇ, ÷òî îñîáåííî âàæíî, êîãäà ñå÷åíèå êàáåëÿ âûáðàíî òîëüêî íà îñíîâàíèè íîìèíàëüíîãî òîêà; íèçêàÿ ìàññà, ìåíüøèé äèàìåòð è ñîîòâåòñòâåííî ðàäèóñ èçãèáà ïðè ïðîêëàäêå â êàáåëüíûõ ñîîðóæåíèÿõ è â çåìëå íà ñëîæíûõ òðàññàõ; èñïîëüçîâàíèå ïîëèìåðíûõ ìàòåðèàëîâ äëÿ èçîëÿöèè è îáîëî÷êè ïîçâîëÿåò âåñòè ïðîêëàäêó ïðè òåìïåðàòóðå äî -20 °Ñ áåç ïðåäâàðèòåëüíîãî ïîäîãðåâà, à òàêæå íà ìåñòíîñòè ñ áîëüøèìè íàêëîíàìè òðàññû; îòñóòñòâèå æèäêèõ êîìïîíåíòîâ (ìàñåë) óïðîùàåò ìîíòàæ; óìåíüøàåò âðåìÿ è ñíèæàåò ñòîèìîñòü ïðîêëàäêè è ìîíòàæà. Ïðàêòèêà ïðèìåíåíèÿ ýòîãî êàáåëÿ â Åâðîïå è ÑØÀ ïîêàçûâàåò, ÷òî åãî ïîâðåæäàåìîñòü â 3...50 ðàç íèæå, ÷åì êàáåëÿ ñ áóìàæíî-ïðîïèòàííîé èçîëÿöèåé. Ïðè ïîâðåæäåíèè ýòîãî êàáåëÿ çíà÷èòåëüíî ñíèæåíû çàòðàòû íà åãî ðåìîíò.
Êðîìå òîãî, ýòè êàáåëè ïî ñðàâíåíèþ ñ êàáåëÿìè ñ áóìàæíîé èçîëÿöèåé èìåþò ïîâûøåííóþ íàäåæíîñòü â ðàáîòå. Ïîýòîìó îíè óæå øèðîêî ïðèìåíÿþòñÿ çà ðóáåæîì è èõ âíåäðåíèå ïëàíèðóåòñÿ â ýëåêòðè÷åñêèõ ñåòÿõ Ðîññèè. Îäíàêî â îòëè÷èå îò çàðóáåæíûõ ýëåêòðè÷åñêèõ ñåòåé ñðåäíåãî íàïðÿæåíèÿ, êîòîðûå ðàáîòàþò ñ íåéòðàëüþ, çàçåìëåííîé ÷åðåç àêòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå, à âî Ôðàíöèè äàæå ñ ãëóõî çàçåìëåííîé íåéòðàëüþ, íàøè ýëåêòðîñåòè èìåþò èçîëèðîâàííóþ íåéòðàëü, è ýòî ñäåðæèâàåò âíåäðåíèå êàáåëÿ ñ èçîëÿöèåé èç ñøèòîãî ïîëèýòèëåíà.
Êàáåëü íà íàïðÿæåíèå 6... 10 ê èìååò íåäîñòàòî÷íóþ òåðìè÷åñêóþ óñòîé÷èâîñòü, à â óñëîâèÿõ íàøèõ ýëåêòðîñåòåé ïðè âîçíèêíîâåíèè òîêîâ îäíîôàçíîãî çàìûêàíèÿ íà çåìëþ (033) â ñåòè ïîÿâëÿþòñÿ ïåðåíàïðÿæåíèÿ äî 2,5 Uôàç, à ïðîäîëæèòåëüíûé ïî âðåìåíè ïðîöåññ 033 èìååò òåíäåíöèþ ê ïåðåõîäó â äâóõôàçíîå ÊÇ, òàê êàê ó êàáåëåé â ïðîöåññå èõ ïðîäîëæèòåëüíîé ðàáîòû ñíèæàåòñÿ óðîâåíü èçîëÿöèè.
Äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ êàáåëåé íà íàïðÿæåíèå 6... 10 ê ñ èçîëÿöèåé èç ñøèòîãî ïîëèýòèëåíà íåîáõîäèìî ïåðåõîäèòü íà çàçåìëåíèå íåéòðàëè ÷åðåç àêòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå. Íî çäåñü âîçíèêàåò äðóãàÿ ïðîáëåìà. Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ àâòîìàòè÷åñêîãî îòêëþ÷åíèÿ îäíîôàçíîãî ÊÇ, â êîòîðîå ïåðåõîäèò ñåòü ñ çàçåìëåííîé íåéòðàëüþ, íåîáõîäèìî óñòàíàâëèâàòü â êàæäîé ÿ÷åéêå ÐÓ ñ âûêëþ÷àòåëåì òðåòèé òðàíñôîðìàòîð òîêà (â ñåòè ñ èçîëèðîâàííîé íåéòðàëüþ, êàê èçâåñòíî, ïðèìåíÿþò â êàæäîé ÿ÷åéêå ñ âûêëþ÷àòåëåì äâà òðàíñôîðìàòîðà òîêà), âûáèðàòü òî÷êè çàçåìëåíèÿ íåéòðàëè, ò. å. îïðåäåëèòü òðàíñôîðìàòîðû, â íåéòðàëè êîòîðûõ íàäî óñòàíàâëèâàòü ðåçèñòîð, ÷åðåç êîòîðûé áóäåò çàçåìëåíà íåéòðàëü ñåòè. Êðîìå òîãî, íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü èçìåíåíèå ñîïðîòèâëåíèÿ êîíòóðîâ öåíòðîâ ïèòàíèÿ, ðàñïðåäåëèòåëüíûõ ïóíêòîâ è òðàíñôîðìàòîðíûõ ïîäñòàíöèé, òàê êàê îíî ïåðåõîäèò îò 4 Îì, ïðèíÿòûõ â ÏÓÝ, â çîíó 0,5 Îì èëè óìåíüøàåòñÿ â 8 ðàç, à çíà÷èò, íàäî óñèëèâàòü âñå êîíòóðû çàçåìëåíèé.
Òàáëèöà 14.1 Ïîêàçàòåëè êà÷åñòâà èçîëÿöèîííûõ ìàñåë
Ïîêàçàòåëè ìàñëà |
Äëÿ âíîâü ââîäèìîé ëèíèè ñ ìàðêàìè ìàñëà |
ÌÍÊ-4Â |
ÌÍ-3, ÌÍ-4 |
Ñ-220, 5R-A |
ÄÅ-07 |
ÌÍ-2 |
æèäêîñòü ÏÌÑ |
ÄËß
ëèíèé â ýêñïëóàòàöèè |
Ïðîáèâíàÿ ïðî÷íîñòü, êÂ, íå ìåíåå |
45 |
45 |
45 |
45 |
45 |
35 |
42,5 |
tg5npn 100 °Ñ, %, íå áîëåå |
0,8 |
0,8 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,8 |
2 |
Êèñëîòíîå ÷èñëî, ìãÊÎÍ, íå áîëåå |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
— |
0,04 |
Ñîäåðæàíèå âîäîðàñòâîðèìûõ êèñëîò, ùåëî÷åé, âîäû è ìåõàíè÷åñêèõ ïðèìåñåé |
Îòñóòñòâóþò |
Ñîäåðæàíèå ðàñòâîðåííîãî ãàçà â ìàñëå, %, íå âûøå |
1 |
1 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
— |
0,5... 1 |
Ñîäåðæàíèå ðàñòâîðåííîãî ãàçà â ëèíèè, %, íå âûøå |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
— |
0,1 |
Òåìïåðàòóðà çàñòûâàíèÿ, °Ñ, íå âûøå |
-45 |
-45 |
-30 |
-35 |
-60 |
Íå íîðìèðîâàíà |
Òåìïåðàòóðà âñïûøêè, °Ñ |
135 |
135 |
180 |
145 |
135 |
— |
— |
Íåñìîòðÿ íà ýòè òðóäíîñòè Ìîñêîâñêàÿ êàáåëüíàÿ ñåòü Ìîñýíåðãî â 1997 ã. íà÷àëà âíåäðÿòü êàáåëè íà íàïðÿæåíèå 6... 10 ê ñ èçîëÿöèåé èç ñøèòîãî ïîëèýòèëåíà íà êàáåëüíûõ ëèíèÿõ, èìåþùèõ äîïóñòèìûå äëÿ ðàáîòû ýòèõ êàáåëåé òîêè ÊÇ.
Ðèñ. 14.2. Êàáåëü ñ áóìàæíîé ïðîïèòàííîé èçîëÿöèåé (ìàñëîíàïîëíåííûé) íà íàïðÿæåíèå ÏÎ...220 êÂ:
1— ìàñëîïðîâîäÿùèé êàíàë; 2 — ïîëàÿ òîêîïðîâîäÿùàÿ æèëà, ñêðó÷åííàÿ èç ôàñîííûõ ëóæåíûõ ïðîâîëîê; 3 — ýêðàí èç äâóõ-òðåõ ëåíò ïîëóïðîâîäÿùåé áóìàãè; 4 — èçîëÿöèÿ; 5 — ìåòàëëè÷åñêàÿ îáîëî÷êà; 6 — ïîäóøêà èç ïîëèâèíèëõëîðèäíûõ ëåíò; 7 — ìåäíûå óñèëèâàþùèå ëåíòû; 8 — áðîíÿ; 9 — çàùèòíûå ïîêðûòèÿ
Êîíñòðóêöèÿ êàáåëÿ íà íàïðÿæåíèå 110 ê è âûøå. Ïðèìåíåíèå ñèëîâûõ êàáåëåé ñ áóìàæíîé èçîëÿöèåé îáû÷íîé êîíñòðóêöèè ñòàíîâèòñÿ íåâîçìîæíûì ïðè íàïðÿæåíèè 110 ê è âûøå èç-çà íàëè÷èÿ â èçîëÿöèè âîçäóøíûõ è ãàçîâûõ âêëþ÷åíèé. Ïîä äåéñòâèåì ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ â ýòèõ âêëþ÷åíèÿõ âîçíèêàåò èîíèçàöèÿ, êîòîðàÿ ñîïðîâîæäàåòñÿ ïîâûøåíèåì òåìïåðàòóðû.  ðåçóëüòàòå ýòèõ ïðîöåññîâ ïðîèñõîäèò óñêîðåííîå ìåñòíîå ñòàðåíèå èçîëÿöèè è ñíèæåíèå åå ýëåêòðè÷åñêîé ïðî÷íîñòè. Ïî ýòîé ïðè÷èíå ïðè íàïðÿæåíèè ÏÎ ê è âûøå èñïîëüçóþò ìàñëîíàïîëíåííûå êàáåëè.  òàêèõ êàáåëÿõ îáðàçîâàíèå ãàçîâûõ âêëþ÷åíèé íå ïðîèñõîäèò, ïîñêîëüêó ïðîïèòêà áóìàæíîé èçîëÿöèè îñóùåñòâëÿåòñÿ ìàëîâÿçêèì ìàñëîì, èçãîòîâëåííûì ïî ñïåöèàëüíîé òåõíîëîãèè (òàáë. 14.1). Ìàñëî â ìàñëîïðîâîäÿùåì êàíàëå êàáåëÿ ïðè ìîíòàæå è ýêñïëóàòàöèè ïîñòîÿííî íàõîäèòñÿ ïîä äàâëåíèåì.
Ìàñëîíàïîëíåííûå êàáåëè íà íàïðÿæåíèå 110...500 ê âûïóñêàþò äâóõ òèïîâ: íèçêîãî äàâëåíèÿ (äëèòåëüíî äîïóñêàåìîå äàâëåíèå 0,0245...0,294 ÌÏà) è âûñîêîãî äàâëåíèÿ (1,08... 1,57 ÌÏà). Êàáåëè íèçêîãî äàâëåíèÿ íàïðÿæåíèåì 11Î...22Îê (ðèñ. 14.2) èçãîòîâëÿþò ñ èçîëÿöèåé èç áóìàæíûõ ëåíò ðàçëè÷íîé ïëîòíîñòè, ïðîïèòàííûõ âûñîêîâîëüòíûì íåôòÿíûì èëè ñèíòåòè÷åñêèì ìàñëîì ìàëîé âÿçêîñòè. Ìàñëîïðîâîäÿùèé êàíàë ýòèõ êàáåëåé ÷åðåç ñïåöèàëüíûå ìóôòû ïåðèîäè÷åñêè ïî òðàññå ïðîêëàäêè ñîåäèíÿåòñÿ ñ áàêàìè, äàâëåíèå â êîòîðûõ ìîæåò äîñòèãàòü 0,3 ÌÏà.  êàáåëÿõ âûñîêîãî äàâëåíèÿ ïîäïèòêà îñóùåñòâëÿåòñÿ àâòîìàòè÷åñêèìè ìàñëîïîäïèòûâàþùèìè óñòàíîâêàìè. Êàæäàÿ òàêàÿ óñòàíîâêà ñîñòîèò èç áàêà äëÿ õðàíåíèÿ ìàñëà ïîä âàêóóìîì, ðàáî÷åãî è ðåçåðâíîãî ìàñëîíàñîñîâ, ïåðåêà÷èâàþùèõ ìàñëî â êàáåëü ïðè ïîíèæåíèè â íåì äàâëåíèÿ, è íàîáîðîò, èç êàáåëÿ â áàê ïðè ïîâûøåíèè äàâëåíèÿ.
Óñïåøíî ýêñïëóàòèðóþòñÿ òàêæå êàáåëüíûå ëèíèè íàïðÿæåíèåì 110...500 ê âûñîêîãî äàâëåíèÿ â ñòàëüíûõ òðóáàõ ñ öèðêóëÿöèåé è èñêóññòâåííûì îõëàæäåíèåì ìàñëà (ðèñ. 14.3). Ïî êîíöàì êàáåëÿ óñòàíîâëåíû îäíîôàçíûå êîíöåâûå ìóôòû 1, ê êîòîðûì ïîäõîäÿò ôàçíûå òðóáû ðàçâåòâëåíèÿ 5, âûïîëíåííûå èç íåìàãíèòíîãî ìàòåðèàëà.  ðàçâåòâèòåëüíîé ìóôòå 9 ôàçíûå òðóáû ïåðåõîäÿò â òðåõôàçíûé ñòàëüíîé òðóáîïðîâîä. Ñîåäèíèòåëüíûå ìóôòû 8 óñòàíàâëèâàþòñÿ â ìåñòàõ ñîåäèíåíèÿ ñòðîèòåëüíûõ äëèí êàáåëÿ. Ñîåäèíèòåëüíî-ðàçâåòâèòåëüíàÿ ìóôòà 7 âûïîëíÿåò ðîëü ñîåäèíèòåëüíîé ìóôòû, è îäíîâðåìåííî â íåé îñóùåñòâëÿåòñÿ ðàçâîäêà ìàãèñòðàëüíîãî òðóáîïðîâîäà ïî ôàçíûì òðóáàì, èäóùèì ê êîíöåâûì ìóôòàì. Ïðèìåíåíèå ýòèõ ìóôò ïîçâîëÿåò ðàçäåëüíî ïðîòÿãèâàòü êàáåëü ÷åðåç ïîñëåäíþþ ñåêöèþ òðóáîïðîâîäà è ðàçâåòâèòåëüíûå òðóáû.
Ðèñ. 14.3. Ñõåìà êàáåëüíîé ëèíèè â ñòàëüíîé òðóáå ñ öèðêóëÿöèåé è èñêóññòâåííûì îõëàæäåíèåì ìàñëà:
<