2.2.2. Конструкция кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 110–220 кВ
В России для напряжения 110–220 кВ используются конструкции кабелей с алюминиевыми токопроводящими жилами сечением до 625 мм2 и изоляцией из сшитого полиэтилена. Токопроводящие жилы могут быть однопроволочными (сечением до 500 мм2 включительно) и комбинированными, состоящими из многопроволочного сердечника и прессованной алюминиевой оболочки (сечения свыше 500 мм2). Выбор токопроводящих жил таких конструкций обусловлен необходимостью обеспечения продольной герметизации кабеля по жиле.
Кабели имеют ряд особенностей:
в качестве электрической изоляции применяется сшитый полиэтилен,;
снижена напряженность электрического поля на поверхности электропроводящего экрана по жиле благодаря наложению слоя полимерной композиции с увеличенной диэлектрической проницаемостью (εr=4,5);
наложение изоляции, электропроводящих экранов и эмиссионного слоя производится методом экструзии за один проход с последующей их вулканизацией в беспаровой среде ("сухой" способ вулканизации), что обеспечивает отсутствие влаги и газовых включений в объеме изоляции.
Длительная рабочая температура на жиле кабеля не должна превышать 90°С, допустимая температура при перегрузках 130°С. В режиме короткого замыкания допустимая температура составляет 250°С. Срок службы кабеля – не менее 25 лет. Все конструкции кабелей на 110–220 кВ имеют элементы продольной и радиальной герметизации. На сегодняшний день силовые кабели с пластмассовой изоляцией производятся на напряжение до 500 кВ.
Кабель с СПЭ-изоляцией на напряжение 110, 220 кВ состоит из круглой многопроволочной медной или алюминиевой жилы, полупроводящего слоя по жиле, изоляции из сшитого полиэтилена, полупроводящего слоя по изоляции, полупроводящей ленты, экрана из медных проволок и медной ленты, полупроводящей ленты, оболочки из полиэтилена или ПВХ пластиката, (рис.23 ).
Рисунок 23 – Кабель с СПЭ-изоляцией на напряжение 110, 220 кВ:
1. Многопроволочная, круглая, уплотненная токопроводящая жила, алюминиевая или медная, класс гибкости жилы 2, жилы сечением 1000 мм кв. и 1200 мм кв. - сегментированные.
2. Внутренний экструдированный электропроводящий слой.
3. Изоляция из пероксидносшитого полиэтилена.
4. Внешний экструдированный электропроводящий слой.
5. Слой обмотки электропроводящей водоблокирующей лентой.
6. Экран из медных проволок. Возможно введение в экран распределенного оптического датчика температуры.
7. Медная лента.
8. Алюмополимерная лента для кабелей с индексом
9. Наружная оболочка из полиэтилена, ПВХ пластиката или пластиката пониженной горючести.
Наложение внутреннего полупроводящего слоя, изоляции и внешнего полупроводящего слоя поверх проводника из меди или алюминия производится в один технологический процесс, что обеспечивает ровные поверхности раздела и отсутствие загрязнений.
Эти три слоя в сочетании с жилой образуют сердечник кабеля. Сердечник кабеля окружен медным проволочным экраном, который защищает кабель во время прокладки, поддерживает нулевой потенциал на поверхности кабеля, несет зарядные токи, отводит токи при коротких замыканиях и зарядные токи на землю. Зона экрана из медных проволок обеспечивается продольной водонепроницаемостью с помощью водонабухающего материала так, чтобы вода не могла проникнуть в кабель при повреждении внешней оболочки.