3.6.2. Маслонаполненные кабели

Высоковольтные кабели на U = 110 кВ имеют бумажную изоляцию, пропитанную жидким (маловязким) минеральным маслом, т. к. вязкая пропитка, в силу отмеченных выше недостатков, оказывается неэффективной. Применение градирования изоляции по толщине (использование бумажных лент толщиной 0,08 и 0,12 мм) и маловязкой пропитки, циркулирующей под избыточным давлением по маслопроводящему каналу, расположенному в центре токоведущей жилы (рис. 3.31), позволяет уменьшить возможность возникновения в изоляции газовых включений.

Рис. 3.31. Маслонаполненный кабель с центральным маслопроводящим каналом: 1 – маслопроводящий канал; 2 – токоведущая жила; 3, 5 – экраны; 4 – изоляция; 6 – свинцовая оболочка; 7 – броня с защитным покровом; 8 – дополнительные масляные каналы

Ионизационные процессы в таких кабелях практически отсутствуют, что позволяет повысить их максимальную напряженность в изоляции до 9…12 кВ/мм и стабильность электрических характеристик. Жидкий диэлектрик, циркулирующий по кабельной линии и проникающий из маслопроводящих каналов в толщу изоляции, не только пропитывает изоляцию, но и улучшает условия охлаждения кабеля, что может быть использовано для увеличения передаваемой мощности. Для более эффективного заполнения изоляции маслом используются дополнительные каналы на внутренней стороне свинцовой оболочки (кабели высокого давления до 15 ат). При этом для увеличения механической прочности используется вторая (дополнительная) свинцовая оболочка. В маслонаполненных кабелях пропиточный состав должен иметь низкий tg во избежание опасности теплового пробоя.

3.6.3. Газонаполненные кабели

По конструктивному исполнению газонаполненные кабели аналогичны маслонаполненным, но повышение электрической прочности изоляции достигается наличием газа под высоким давлением, что позволяет увеличить напряжение ионизации в бумажной изоляции с обедненной пропиткой. В зависимости от величины избыточного давления газа (азот, фреон, элегаз) различают кабели низкого давления (0,7…1,5 ат), среднего (1,7…3,0 ат) и высокого (10…15 ат). Газонаполненные кабели напряжением до 10 и 35 кВ обычно выполняются в общей металлической оболочке со сплошными или секторными уплотненными жилами с экранами из полупроводящих бумаг. Поверх изоляции накладывается слой из металлизированной перфорированной бумаги и медная перфорированная лента с зазором между витками. Газ подводится с помощью гибких стальных оцинкованных газопроницаемых трубок, уложенных в пространство между жилами.

На напряжение 110 кВ и выше применяются кабели в однофазном исполнении с центральным каналом.

Газонаполненные кабели используются при прокладке на крутонаклонных трассах и значительно дешевле маслонаполненных кабелей.

Допустимые напряженности в изоляции кабелей низкого давления составляют 2,5 кВ/мм, а в изоляции кабелей среднего давления – 6,5 кВ/мм.

3.6.4. Кабели в стальных трубах под давлением масла или газа

Маслонаполненные кабели высокого давления (ВД) до 15 ат типа МВДТ выполняются в стальном трубопроводе (рис. 3.32).

Рис. 3.32. Маслонаполненный кабель высокого давления в стальной трубе: 1 – фаза кабеля; 2 – масло; 3 – трубопровод; 4 – защитные покровы; 5 – проволоки скольжения

Аналогично выглядит также конструкция газонаполненного кабеля высокого давления типа ГВДТ (Т – кабель в трубе).

Для пропитки маслонаполненных кабелей высокого давления применяется более вязкое изоляционное масло, чем для кабелей низкого и среднего давления. Так как труба надежно защищает кабель от внешних механических воздействий, то внешняя оболочка выполняется облегченной – из медной ленты, поверх которой накладывают круглые проволоки или сплошную броню скольжения. Свинцовая оболочка накладывается только на период хранения и транспортировки кабеля. Перед монтажом она снимается. Такие кабели изготавливаются на высшие номинальные напряжения 110…500 кВ. Поверх жилы накладывается экран из лент металлизированной бумаги, а поверх изоляции – экран из медных перфорированных лент. Допустимые напряженности в изоляции кабелей составляют при этом 6…11 кВ/мм, а толщина изоляции – от 12 до 29 мм.

В кабельных линиях под давлением газа при 12…15 ат допустимые напряженности составляют 10…12 кВ/мм. Недостатком таких кабелей являются худшие условия теплоотвода.