10.3. ПРИГОТОВЛЕНИЕ ПРОПИТОЧНЫХ СОСТАВОВ

кабелей, прокладываемых на вертикальных и крутонаклонных

трассах.

Для изготовления этих составов должно использоваться ка­ бельное масло марки КМ-25 либо смесь нефтяных масел П-28 и МС-20. В качестве загустителя используется канифоль в количестве 22—26% для составов МП-1 и МП-2 и 5% для остальных соста­ вов; кроме того, для составов МП-3 и МП-5 используется поли­ этиленовый воск в количестве 3,2 и 20% соответственно, а для

дующим образом. Масло КМ-25 подается в вакуумный варочный котел, предварительно нагретый до 60°С, и нагревается там до 125°С со скоростью, не допускающей пенообразования. В этот же котел подается измельченная канифоль, полиэтиленовый воск или композиция на основе полиизобутилена (в зависимости от марки состава) и перемешивается с маслом до полного растворения и прекращения пенообразования. Далее состав выдерживается в кот­ ле при непрерывном перемешивании в течение не менее 10 ч при остаточном давлении 5,2 -103 Па и 125+10°С.

Твердые компоненты для ускорения процесса варки могут пред­ варительно растворяться в небольшом количестве масла КМ-25 в отдельных вакуумных варочных котлах, а затем подаваться в ос­ новной котел. В этом случае процесс варки сокращается до 6 ч. Изготовленные составы перед пропиткой кабелей должны фильт­ роваться и дегазироваться. Дегазация производится либо способом круговой циркуляции через котел-дегазатор при 125°С и остаточном

го или двухступе1Гчатого типа (рис. 10.2, поз. 7 и 8).

Контроль качества пропиточных составов осуществляется пу­ тем определения их вязкости при 130°С, а также электрических ха­ рактеристик при 100°С.

Пропитка кабелей на напряжение 110 кВ и выше производится кабельными маслами С-220 или МН-3, МН-4, которые поступают на кабельные заводы в готовом виде. Предварительная подготовка пропиточных составов в этом случае заключается в их очистке от влаги, химических и механических загрязнений (фильтрация, дега­ зация). Очистка масел может производиться также с помощью адсорбционных земель. В этом случае процесс очистки значительно усложняется. Сначала производится предварительная сушка с по­ мощью перекачки масла через котел, нагретый до 85°С и отвакуумированный до остаточного давления 6,5 • 103 Па. Длительность сушки составляет 3—6 ч, после чего в этот же котел загружается отбеливающая глина. Количество глины зависит от исходных ха­ рактеристик масла (tg 6 ). Глина предварительно подсушивается до влажности 1—2%. После загрузки глины производят перемешива­ ние масла с помощью насоса, а затем смесь перекачивается в ко­ тел-отстойник, где смесь находится при 85—65°С и 6,5-103 Па в те­ чение нескольких суток. Фильтрование масла производится с по­ мощью фильтров (несколько слоев картона). После фильтрации масло хранится в резервуарах под вакуумом (остаточное давление не более 6,5 -103 Па), откуда в дальнейшем поступает в дегаза­ ционные устройства. Адсорбционная очистка масла может не про­

изводится, если tg б масла при 100°С и напряженности электриче­ ского поля 1 МВ/м составляет не более 0,002. В этом случае очи­ стка масла производится путем пропускания его через фильтры

споследующей дегазацией.

10.4. СУШКА И ПРОПИТКА СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ

СБУМАЖНОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ НА НАПРЯЖЕНИЯ 1—35 кВ

Схема установки для сушки и пропитки кабелей на 35 кВ представлена на рис. 10.2. Перед сушкой изоли­ рованные жилы кабеля укладываются в сушильно-про­ питочной корзине рядовым способом. Между витками изоляции закладываются термоэлектрические преобра­ зователи. Жилы кабелей соединяются последовательно или параллельно и подключаются к токовому вводу ва­ куумного котла гибким проводом. После установки кор­ зин в вакуумном котле 15 последний закрывается крыш­ кой и начинается процесс сушки и пропитки.

котла пропускается пар под давлением около 0,45 МПа. Нагрев продолжается до достижения кабелем темпера­ туры 120—130°С, после чего токовый обогрев прекра­

напряжения, на которое рассчитан, кабель. В процессе сушки происходит некоторое снижение температуры ка­ беля. Если температура становится меньше 120°С, то производится дополнительный подогрев кабелей током плотностью около 70% первоначальной. После оконча­ ния процесса сушки в сушильно-пропиточный котел по­ дается пропиточный состав, подогретый до 125±10°С. При этом продолжается вакуумирование котла. Время впуска состава выбирается таким образом, чтобы пре­ дотвратить процесс пенообразования. В процессе про­ питки в случае необходимости также следует проводить подогрев кабеля до 125°С током плотностью 70% пер­ воначальной. Пропитку изоляции обычно производят под избыточным давлением, что значительно уменьшает

состава через теплообменник 5. Если такая циркуляций не предусмотрена в схеме сушильно-пропиточной уста­ новки, то корзины с кабелем и пропиточным составом охлаждаются в цехе на открытом воздухе. В последнем случае время охлаждения может достигать 80 ч и более. Режимы сушки и пропитки кабелей на напряжения 1 — 35 кВ приводятся в табл. 10.1.

Отработанный состав может быть повторно исполь­ зован для пропитки кабелей, если его характеристики соответствуют установленным требованиям. Для этого в схеме рис. 10.2 предусматривается резервуар 12. На схеме приводится также компоновка оборудования для подготовки пропиточного состава, включающая варку /, фильтрацию 6 и дегазацию 7, 8. Вакуумная установка для создания вакуума в котле состоит из конденсацион­ ной колонки 16— 18 и системы вакуумных насосов 19.

10.5. СУШКА И ПРОПИТКА МАСЛОНАПОЛНЕННЫХ КАБЕЛЕЙ НАПРЯЖЕНИЕМ 110—500 кВ

В СССР выпускаются два типа кабелей сверхвысокого напря­ жения: маслонаполненные кабели низкого (тип МНСА и др.) и вы­ сокого (типа МВДТ) давления. Технология сушки и дропитки этих кабелей несколько различается, однако при изготовлении кабелей на заводах, оснащенных прогрессивным технологическим оборудо­ ванием, эти различия не столь существенны. При использовании су-

сматривается система подготовки пропиточного состава. Масло с помощью дозирующего насоса 1 пропускается через теплооб­ менник 2, где оно подогревается до 65±5°С и поступает в дегаза­ ционные колонки 3, 4 и 12. Резервуар 13 служит для приема и

и пропитка изоляции должны производиться при 105±5°С. Дли­

В схеме, приведенной на рис. 10.3, предусматривается при­ нудительное охлаждение кабеля после пропитки путем циркуляции масла под давлением через теплообменник 2. Длительность процес-

<са охлаждения не может быть меньше приведенной н- табл. 10.3, так как при слишком быстром охлаждении из-за уменьшения объ­ ема пропиточного состава в изоляции кабеля могут образоваться пустоты.

После охлаждения через шлюзовое устройство /7, в котором поддерживается остаточное давление 15—65 Па, кабель подается :в гидравлический или червячный пресс, где происходит наложение свинцовой или алюминиевой оболочки. Изоляцию кабеля перед началом процесса прессования достаточно охладить до температуры

и использован для пропитки кабелей. Недостатком описанного тех­ нологического режима является расход большого количества доро­ гого дегазированного масла при пропитке кабелей, необходимого для заполнения всего объема котла. Поэтому для уменьшения рас­ хода пропиточного состава, а также уменьшения времени на под­ готовку пропиточных котлов к приему следующей строительной длины кабеля целесообразнее технологический процесс проводить следующим образом.

оболочки. Пропитка изоляции производится после освинцевания* кабеля в сушильно-пропиточной камере, схема которой приводится на рис. 10.4. Барабан с кабелем 12 размещается в камере и на­

гревается до 50—75°С. Затем концы кабеля подключаются к ва­ куумной установке 8 и производится вакуумирование изоляции. Ка­

бели на напряжение 110—220 кВ перед пропиткой должны выдер­ живаться при остаточном давлении 40 Па не менее 12 ч, а кабе­ ли на напряжения 330—350 кВ при 14 Па не менее 72 ч. Запол­ нение кабеля маслом производится под избыточным давлением* 0,15—0,3 МПа при помощи насоса 10 с одного конца, с другого

конца кабель должен вакуумироваться до появления масла на вы­ ходе. Далее производится промывка кабеля маслом, при этом через:

цы кабеля герметизируются и барабан с кабелем поступает на ис­ пытательную станцию.

Если завод не имеет соответствующего сушильнонпропиточного? оборудования, то возможны отклонения от описанного технологи­ ческого процесса. При этом кабели низкого давления, имеющие канал в жиле, сушатся в два этапа. Первая сушка производится в сушильно-пропиточных котлах диаметром до 4 м, аналогичных, котлам для сушки и пропитки кабелей на напряжение 1—35 кВ. После первой сушки производится наложение металлической обо­ лочки. Затем барабаны с кабелем помещаются в сушильно-про­ питочную камеру, «где производится вторая сушка изоляции, а за­ тем ее пропитка через канал внутри жилы. Кабели высокого дав­ ления сушатся и пропитываются в тех же котлах, что и кабели низкого давления. Наложение временной свинцовой оболочки про­ исходит после пропитки и охлаждения кабелей. При таком построе­ нии технолотческого процесса качество изоляции кабелей может снижаться, так как в процессе наложение металлической оболочки изоляция соприкасается с воздухом цеха.

10.6. СУШКА КАБЕЛЕЙ СВЯЗИ. ОСОБЕННОСТИ 1. ПРИМЕНЯЕМОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ

Изоляция кабелей связи, изготовляемая из гигро­ скопичных материалов (бумажная масса, бумажные лента и кордель), содержит 6—8% влаги. Поэтому сушка является обязательным технологическим процес­ сом изготовления кабелей связи с волокнистой изоляци­ ей. В тех случаях, когда изоляция изготовлена из не­ гигроскопичных пластических масс (полиэтиленовых шайб, полистирольного корделя и ленты), благодаря удалению влаги, адсорбированной на поверхности та­ кой изоляции или содержащейся в поясной волокнис­ той, чаще всего бумажной, изоляции можно значитель­ но улучшить ее электрические характеристики.

Большая часть основного и вспомогательного су­ шильного оборудования, применяемого при производст­ ве кабелей связи, по своей конструкции практически не отличается от оборудования, применяемого/для сушки силовых кабелей. Это относится к вакуум-котлам, насо­ сам, конденсационным колонкам и другим устройствам. В то же время при сушке кабелей связи применяется и специальное оборудование. К нему в первую очередь#отяосятся вакуум-котлы колокольного типа, представляю­

щие. 10.10. Вакуум-котел колокольного типа.

шие собой массивные колпаки, которые могут быть опу­ щены на основание или приподняты над ним, и камеры ожидания, в которых высушенный кабель хранится до ^наложения на него металлической оболочки.

Существуют два типа вакуум-котлов колокольного типа. Наиболее удобным является котел, купол которо­ го опускается на основание, находящееся на одном уровне с полом (рис. 10.10). Этот котел предназначен для сушки кабеля на барабанах с вертикальной осью, размещенных на тележках. Для удобства перемещения котлы оборудованы направляющими рельсами, фикси­ рующими положение тележки 3 с барабаном 2. Купол 1 опускается на основание 4 по направляющим колоннам. Герметизация соединения купола с основанием обеспе­ чивается резиновой прокладкой 5. Первоначальное при­ жатие купола к основанию осуществляется за счет соб­ ственного веса купола. Далее, по мере возрастания глу­ бины вакуума в котле и увеличения разности давлений вне и внутри аппарата купол все более плотно прижи­

мается к основанию. На внутренней поверхности купола размещены нагревательные элементы, необходимые для нагрева купола и находящегося в нем кабеля. Однако основной нагрев кабеля производится теплом, выделя­ ющимся при пропускании по его жилам постоянного электрического тока.

Другой вид котлов колокольного типа предназначен для сушки кабелей, намотанных на барабаны с гори­ зонтальной осью, которые устанавливаются на сфери-

Рис. 10.11. Вакуум-котлы колокольного типа со сферическим днищем.

/ — купол; 2 — барабан с кабелем; 3 — зажим для подсоединения кабеля к то­ ковым вводам; 4 — токовый ввод.

ческое днище-основание (рис. 10.11). Такие котлы не имеют направляющих колонн и поднимаются при помо­ щи мостовых кранов или аналогичных грузоподъемных механизмов. Токовые вводы для нагрева кабеля, ваку­ умная линия и провода измерительных приборов прохо­ дят через отверстия в основании котла. Токовые вводы внутри котла заканчиваются патронообразными зажи­ мами, позволяющими быстро, легко и надежно подсое­ динять кабель. В некоторых установках для сушки ка­ белей связи зажимы снабжены водяным охлаждением

подъемным приспособлением. Если сушильное отделе­ ние оборудовано вакуум-котлами колокольного типа и каждая строительная длина кабеля находится на бара­ бане с вертикальной осью, установленном на перемеща­ ющейся тележке, конструкция камеры ожидания упро­ щается, так как в этом случае отпадает необходимость в устройстве специальных транспортных средств внутри камеры (рис. 10.12).

В понятие режима сушки входят способ и макси­ мальная температура нагрева кабеля, плотность тока, температура, при которой производится сушка кабеля,

Рис. 10.12. Схема расположения оборудования в сушильном и прес­ совом отделениях при транспортировании вертикальных барабанов на тележках.

1 — барабан на тележке; 2 — вакуум-котел колокольного типа в открытом по­ ложении; 3 — подъемная дверь камеры ожидания; 4 — барабан в камере ожи­ дания; 5 — камера ожидания; 6 — станина пресса; 7 — приемник пресса.

остаточное давление и время сушки. 1Технологические режимы сушки различных типов кабелей связи опреде­ ляются типом и длиной кабеля на барабане, плотно­ стью его намотки, свойствами его изоляции и конструк­ цией применяемого сушильного оборудования.

Сушка кабелей с бумажной изоляцией производится в вакууме при температуре 120—130°С. Режимы сушки кабелей связи с разнородной изоляцией, в состав кото­ рой входят ненагревостойкие материалы (полистирол или полиэтилен), значительно отличаются от режимов сушки кабелей с однородной бумажной изоляцией. Для

Качество и продолжительность сушки изоляции ка­ беля в значительной мере зависят от остаточного давле­ ния^ Необходимое минимальное остаточное давление за­ висит от абсолютного количества влаги, подлежащей удалению, длины и плотности намотки кабеля на бара­ бане или в корзине, а также монолитности конструкции кабеля, обусловливающей трудность удаления влаги из изоляции. [Для кабеля с воздушно-бумажной и кордель- ко-бумажной изоляцией, имеющей воздушные каналы и малый объем бумаги в общем объеме изоляции (15— 30%), минимально допустимое остаточное давление со­ ставляет 93—96 кПа. Можно хорошо высушить воз­ душно-бумажную и кордельно-бумажную изоляцию ка­ белей связи при меньшем остаточном давлении (80— 86,5 кПа) однако в этом случае длительность сушки приходится увеличивать в 1,5—2,0 раза.

Тепловой баланс процесса нагрева городского теле­ фонного кабеля током показан на рис. 10.13. Общее ко­

влаги, имеющейся в изоляции кабеля, до температуры кипения при заданном вакууме;

Q4— количества теплоты, расходуемой на испарение влаги при температуре кипения;

Q5 — потерь теплоты на излучение в окружающую среду.

Все слагаемые, за исключением Qs, достаточно точ­ но рассчитываются по общеизвестным формулам на ос­ новании массы материала, удельной теплоемкости, раз­ ности температур и других факторов.

Потери теплоты на излучение в окружающую среду определяются на основании опытных данных и соста­ вляют примерно 20% суммы

Q1+ Q2+ Q 3+ Q 4.

Следовательно, общее количество теплоты, необходи­ мое для сушки кабеля связи,

Q = Ql + Q2+Q3+Q4+Qs= 1,2 (QI + Q2+ Q3+ Q4) *

Время нагрева кабеля до заданной температуры зависит от плотности тока, пропускаемого по его жилам, и потерь теплоты в окружающую среду.

Для нагрева кабеля используется постоянный ток, который в данном случае имеет следующие преимуще­ ства перед переменным: отсутствие индукционных по­ терь, удобство регулирования напряжения.

На рис. 10.14 показана расчетная зависимость от применяемой плотности тока времени нагрева городско­ го телефонного кабеля с воздушно-бумажной изоляцией 100X2X0,5 от 20 до 120°С. Приведенная кривая пока­ зывает, что увеличение плотности тока с 2 до 7 А/мм2 сокращает время нагрева более чем в 11 раз. Кроме то­ го, при этом увеличивается равномерность нагрева всех витков кабеля на барабане. Действительно, при медлен­ ном нагреве током в течение 3 ч (плотность тока около 2,0 А/мм2) периферийные витки кабеля значительную часть своей теплоты отдают в окружающую среду, в то время как центральные витки изолированы от этой среды. В результате при медленном нагреве кабеля на­ блюдается существенный перепад температур между центральными и периферийными витками кабеля на ба­ рабане, достигающий 20 и даже 30°С. При увеличении плотности тока до 6—7 А/мм2 скорость нагрева кабеля резко возрастает, время нагрева уменьшается до 20— 30 мин. За этот период периферийные витки кабеля не успевают отдать в окружающую среду большое коли­ чество теплоты и, следовательно, между центральными и периферийными витками кабеля нет резкой разницы температуры.

Сушка кабелей связи с ненагревостойкой изоляцией производится в вакуум-котлах, обогреваемых паром, маслом или горячей водой. Рекомендуется для этой цели применять масло или воду, имеющие температуру 90—100°С. Применение горячей воды или масла значи­ тельно уменьшает возможность перегрева кабеля, упро­ щает процесс и облегчает регулирование сушки.

Для ускорения нагрева коаксиальных комбинирован­ ных кабелей с шайбовой полиэтиленовой изоляцией иногда также используется постоянный ток. При этом во избежание перегрева полиэтиленовой изоляции ток пропускается не по проводам коаксильных пар, а по вспомогательным жилам, имеющим кордельно-бумаж- ную изоляцию. При этом плотность тока н,е превышает