Конструкции силовых кабелей и их назначение. Кабель состоит из токопроводящих жил, изоляции и герметичных оболочек с за­щитным покрытием (рис. 14.1).

Силовые кабели различают: по роду металла токопроводящих жил — кабели с алюминиевыми и медными жилами; по роду ма­териалов изоляции токоведущих жил — кабели с бумажной, по­лиэтиленовой и резиновой изоляцией; по роду защиты изоляции жил кабелей от влияния внешней среды — кабели в металличе­ской, пластмассовой и резиновой оболочке; по способу защиты от механических повреждений — бронированные и неброниро­ванные; по числу жил — одно-, двух-, трех-, четырех- и пятижильные.

Каждая конструкция кабеля имеет свои обозначение и марку. Марка кабеля составляется из начальных букв слов, раскрыва­ющих конструкцию кабеля.

Токопроводящие жилы— проводники электрического тока. Си­ловые кабели имеют основные и нулевые жилы. Трехжильные ка­бели имеют только основные жилы, а четырехжильные — три основных и одну нулевую. Основные жилы используются для пе­редачи электрической энергии, а нулевые — для прохождения разности токов фаз при их неравномерной нагрузке. Нулевые жилы присоединяются к нейтрали источника тока.

Токопроводящие жилы силовых кабелей изготовляют из алю­миния и меди однопроволочными и многопроволочными. По форме жилы выполняют круглыми, секторными или сегментными (см. рис. 14.1).

Алюминиевые жилы кабелей сечением до 35 мм² включитель­но изготовляют однопроволочными, 50...240 мм² — однопрово­лочными или многопроволочными, 300...800 мм² — многопрово­лочными.

Рис. 14.1. Трехжильный кабель с поясной изоляцией из пропитанной бумаги:

а — наружный вид кабеля с секторными жилами; б — разрез кабеля с круглыми жилами; в — разрез кабеля с секторными жилами; / — жилы; 2 — изоляция жил; 3 — заполнитель; 4 — поясная изоляция; 5 — защитная оболочка; 6 — бумага, пропитанная компаундом; 7 — защитный покров из пропитанной кабельной пряжи; 8 — ленточная броня; 9 — пропитанная кабельная пряжа

С начала 1980-х годов промышленность выпускает кабели с сек­ционированной многопроволочной алюминиевой жилой сечени­ем 1000 и 1500 мм² с пластмассовой изоляцией и оболочкой ма­рок ABB и АВТВ (по ТУ 10-505.12 — 80), предназначенные для рас­пределения электроэнергии в стационарных установках напряжением до 1 кВ. Медные жилы сечением до 16 мм² включительно изготовляют однопроволочными, 25...95 мм²— однопроволочны­ми или многопроволочными, 120...800 мм²— многопроволо­чными.

Нулевая жила или жила защитного заземления, как правило, имеет уменьшенное по сравнению с основными жилами сечение. Она бывает круглой, секторной или треугольной формы и распо­лагается в центре кабеля или между его основными жилами (см. рис. 14.1). Жила защитного заземления используется для со­единения не находящихся под напряжением металлических час­тей электроустановки с контуром защитного заземления.

Изоляция обеспечивает необходимую электрическую прочность токопроводящих жил по отношению друг к другу и к заземленной оболочке (земле). По виду изоляции и оболочки различают сило­вые кабели с пропитанной бумажной изоляцией в металлической оболочке; бумажной изоляцией, пропитанной нестекающим со­ставом, в металлической оболочке; пластмассовой изоляцией в пластмассовой или металлической оболочке; резиновой изоляци­ей в пластмассовой, резиновой или металлической оболочке. Пла­стмассовая изоляция подразделяется на поливинилхлоридную и полиэтиленовую.

Изоляция, наложенная на жилу кабеля, называется изоляцией жилы. Изоляция, наложенная поверх изолированных скрученных и параллельно уложенных жил многожильного кабеля, называет­ся поясной. Бумажная изоляция кабелей пропитывается вязкими пропиточными составами (маслоканифольными или электроизо­ляционными синтетическими).

Недостатком кабелей с вязким пропиточным составом является крайне ограниченная возможность прокладки их по наклонным трас­сам. Разность высот между концевыми их заделками не должна пре­вышать: для кабелей с вязкой пропиткой напряжением до 3 кВ бро­нированных и небронированных в алюминиевой оболочке — 25 м, небронированных в свинцовой оболочке — 20 м, бронированных в свинцовой оболочке — 25 м, для кабелей с вязкой пропиткой на­пряжением 6 кВ бронированных и небронированных в свинцовой оболочке — 15 м, в алюминиевой оболочке — 20 м, для кабелей с вязкой пропиткой напряжением 10 кВ бронированных и неброни­рованных в свинцовой и алюминиевой оболочке —15 м.

Кабели с вязким пропиточным составом, свободная часть ко­торых удалена, называют кабелями с обедненно-пропитанной изо­ляцией. Их применяют при прокладке на вертикальных и наклон­ных трассах без ограничения разности уровней, если это небро­нированные и бронированные кабели в алюминиевой оболочке на напряжение до 3 кВ, а с разностью уровней до 100 м — для других кабелей с обедненно-пропитанной изоляцией.

Для прокладки по вертикальным и крутонаклонным трассам без ограничения разности уровней изготовляют кабели с бумаж­ной изоляцией, пропитанной особым составом на основе церези­на или полиизобутилена. Этот состав имеет повышенную вязкость, вследствие чего при нагреве кабеля, проложенного вертикально или по крутонаклонной трассе, он не стекает вниз. Поэтому кабе­ли с такой изоляцией можно прокладывать на любую высоту, так же, как и кабели с пластмассовой и резиновой изоляцией.

Резиновая изоляция выполняется из сплошного слоя резины или из резиновых лент с последующей вулканизацией. Силовые кабели с резиновой изоляцией применяют в сетях переменного тока на­пряжением до 1 кВ и постоянного тока напряжением до 10 кВ.

Силовые кабели с пластмассовой изоляцией имеют изоляцию из поливинилхлоридного пластиката в виде сплошного слоя или из композиций полиэтилена. Все большее применение находят кабели с изоляцией из самозатухающего (не поддерживающего горения) и вулканизированного полиэтилена.

Экраны применяют для защиты внешних цепей от влияния элек­тромагнитных полей токов, проходящих по кабелю, и для обеспе­чения симметрии электрического поля вокруг жил кабеля. Экра­ны выполняют из полупроводящей бумаги и алюминиевой или медной фольги.

Заполнители необходимы для устранения свободных промежут­ков между конструкционными элементами кабеля в целях герме­тизации, придания необходимой формы и механической устой­чивости конструкции кабеля. В качестве заполнителей применяют жгуты из бумажных лент или кабельной пряжи, нити из пласт­массы или резины.

Оболочки кабеля бывают алюминиевые, свинцовые, стальные гофрированные, пластмассовые и резиновые негорючие (нейритовые). Они предохраняют внутренние элементы кабеля от разру­шения влагой, кислотами, газами и т.п.

Алюминиевую оболочку силовых кабелей на напряжение до 1 кВ допускается использовать в качестве четвертой (нулевой) жилы в четырехпроводных сетях переменного тока с глухозаземленной ней­тралью, за исключением установок со взрывоопасной средой и установок, в которых ток в нулевом проводе при нормальных ус­ловиях составляет более 75 % тока в фазной жиле.

Защитные покрытия используются для предотвращения повреж­дений и даже разрушений кабеля от химических и механических воздействий.

Защитные покрытия предохраняют оболочку кабеля от внеш­него воздействия (коррозии, механических повреждений). К ним относятся подушка, бронепокрытие и наружное покрытие. В зави­симости от конструкции кабеля применяют одно, два или три защитных покрытия.

Подушка накладывается на экран или оболочку для их защиты от коррозии и повреждения лентами или проволочной броней. По­душку изготовляют из слоев пропитанной кабельной пряжи, поливинилхлоридных, полиамидных и других равноценных лент, крепированной бумаги, битумного состава или битума.

Для защиты от механических повреждений оболочку кабеля обматывают в зависимости от условий эксплуатации стальной лен­точной или проволочной броней. Проволочную броню выполня­ют из круглых или плоских проволок. Броня из плоских стальных лент защищает кабели только от механических повреждений. Бро­ня из стальной проволоки, помимо этого, воспринимает также и растягивающие усилия, которые возникают в кабелях при верти­кальной прокладке на большую высоту или по крутонаклонным трассам.

Для предохранения брони кабеля от коррозии ее покрывают наружными покрытиями, выполненными из слоя кабельной или стеклянной пряжи, пропитанной битумным составом, а в неко­торых конструкциях поверх слоев пряжи и битума накладывают выпрессованный поливинилхлоридный или полиэтиленовый шланг.

В шахтах, взрывоопасных и пожароопасных помещениях не до­пускается применять бронированные кабели обычной конструкции из-за наличия между оболочкой и броней кабеля «подушки» с содержанием горючего битума. В этих случаях должны приме­няться кабели с негорючей подушкой и наружным покрытием, изготовленным на основе стеклянной пряжи из штапельного стек­ловолокна. Область применения силовых кабелей определена Еди­ными техническими указаниями по выбору и применению элект­рических кабелей и зависит от конструкции сети, способа про­кладки кабеля и воздействия на него агрессивной, взрыво- или пожароопасной окружающей среды.

Одножильные кабели напряжением 6... 10 кВ с изоляцией из сши­того полиэтилена. В начале 1970-х годов стали применять кабели с пластмассовой изоляцией, структурная формула которой имеет следующий вид: