книги из ГПНТБ / Дмитревский, В. С. Высоковольтные гибкие кабели

Температура окружающей среды зависит от клнМйтической зоны, в которой эксплуатируется кабель, вре­ мени года и суток. При конструировании кабелей рас­ четные значения температуры окружающей среды долж­ ны выбираться в соответствии с ГОСТ 15150-69 «Ма­ шины, приборы л другие технические изделия. Испол­ нения для различных климатических районов. Катего­ рии, условия эксплуатации, хранения и транспортиро­ вания в части воздействия климатических факторов

где рж — удельное сопротивление материала токопрово­ дящей жилы, при 20 °С, ом-мм2/м; Sm— сечение токо-

10

можно проводить, исходя из действующего значения тока:

( 1- 11)

12

ции примерно на порядок меньше потерь ів токопроводя­ щих жилах. Поэтому ими во многих случаях можно пре­ небречь.

На рис. 1-6 для примера приводятся результаты рас­ чета температуры изоляции у токопроводящей жилы для кабеля типа КШВГМ сечением 25 мм2. Расчеты прово­ дились в предположении, что по кабелю подается пита­ ние к экскаватору, работающему по трехсменному графику.

1-4. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫ Е ВОЗДЕЙСТВИЯ

Кроме рассмотренных ранее основных условий работы, кабель мо­ жет подвергаться дополнительным воздействиям, влияющим на его работоспособность. К таким дополнительным воздействиям относятся: I) повышенная влажность; 2) солнечная радиация; 3) озон и другие химически активные соединения; 4) атмосферные загрязнения, пыль; 5) живые организмы.

Рассмотрим подробнее роль и значение указанных воздействий. Повышенная влажность. Увлажнение изоляции вызывает сниже­ ние ее сопротивления, электрической прочности и повышение tg б. Наибольшее увлажнение изоляции имеет 'место в осенние и весенние

периоды эксплуатации кабеля.

Солнечная радиация. Прокладка кабеля по поверхности земли создает благоприятные условия для действия на него прямых солнеч­ ных лучей. Поглощение длинноволновой части спектра солнечных лучей вызывает дополнительный нагрев кабеля. Повышение темпе­ ратуры кабеля за счет солнечной радиации особенно значительно при плохой циркуляции воздуха. Такие условия имеют место при про­ кладке кабеля в траве или углублениях на поверхности земли.

Прямое действие ультрафиолетовой части солнечного излучения вызывает ускоренное старение резины.

Озон и другие химически активные соединения. Под действием высокого напряжения в кабеле может возникнуть коронный разряд, который появляется чаще всего в местах разделки кабеля, разрыва металлических экранов, дефектов в изоляции. Под действием разря­ да происходит образование озона, окислов азота, окислов серы. При наличии влаги образуются азотная и серная кислоты. Кислоты всту­ пают в реакцию с металлпчеокими элементами кабеля, вызывая их коррозию.

Резины и другие полимерные материалы вступают в реакцию с озоном. При этом в полимерах и резинах появляется характерное озонное растрескивание. В некоторых случаях при конструировании кабеля применяют озоностойкие материалы, не применяя должных мер к устранению короны в кабельной конструкции. Очевидно, такое одностороннее решение является неверным. Основная задача кон­ струирования кабеля должна заключаться в максимальном снижении возможности появления коронных разрядов и, следовательно, озона.

При некоторых условиях работы кабеля на него могут действо­ вать органические соединения (нефтяные масла), которые вызывают набухаиие резины. Нефтяные масла приводят к снижению механиче­ ской прочности резины на основе натуральных и некоторых синтети­ ческих каучуков. В тех случаях, когда исключить попадания масел

І3

Ваторов, работающих в карьерах, кабель испытывает до 25 перемещений в сутки. Естественно, что механическая нагрузка на кабель во втором случае выше.

В табл. 1-1 дается примерная классификация усло­ вий эксплуатации кабеля по механическим воздей­ ствиям.

Классификация кабелей по климатическим воздейст­ виям производится в соответствии с ГОСТ 15150-69, ко­ торый предусматривает шесть исполнений: для умерен­ ного климата, холодного, тропического (влажного, су­ хого и как влажного, так и сухого) и для всех клима­ тических районов (общеклиматическое исполнение).

По этому же ГОСТ в зависимости от исполнения из­ делия устанавливаются нормы на воздействие солнеч­ ной радиации, дождя, пыли, озона, плесневых грибков и т. д. Особо необходимо применять меры по защите кабеля от повреждений грызунами и защите концевых разделок от воздействия пыли.

Г Л А В А В Т О Р А Я

МАТЕРИАЛЫ И КОНСТРУКЦИИ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ

ГИБКИХ КАБЕЛЕЙ

2-1. КОНСТРУКЦИИ КАБЕЛЕЙ

Конструкция гибких высоковольтных кабелей опреде­ ляется их назначением. Поскольку эти кабели исполь­ зуются для питания передвижных механизмов, одной из основных особенностей их конструкции является гиб-

15

кость (возможность многократных деформаций, переме­ щений, волочения по грунту и т. д.). Гибкость кабеля в значительной мере зависит от конструкции токопрово­ дящих жил, шага скрутки изолированных жил, от элас­ тичности изоляции и защитного покрова.

Так как кабели предназначены для работы при вы­ соком напряжении, то их изоляция, кроме эластичности,

Рис. 2-1. Конструкции высоковольтных гибких кабелей, выпускаемых в СССР.

свойствами, обеспечивающими длительную надежную работу кабелей, а конструкция кабеля должна обеспе­ чивать достаточную безопасность его обслуживания.

В большинстве случаев высоковольтные гибкие ка­ бели работают в очень тяжелых условиях окружающей среды (см. гл. 1), что обусловливает необходимость эластичного, но прочного защитного покрова, которым обычно является резина, упрочненная нитями, тканя­

ми и т. п.

В нашей стране высоковольтные гибкие кабели для работы в сетях с изолированной нейтралью с номиналь­

а также КШВГС и КШВГМС — кабель шланговый, вы­ соковольтный гибкий. Буквы означают: М — морозостой-

16

кое (хладостойкое) исполнение; Д — для драг и других наводных сооружений; С — в токопроводящие жилы включен стальной сердечник. Конструкции кабелей при­ ведены на рис. 2-1. Некоторые конструктивные данные приведены в табл. 2-1.

Таблица 2-1

Конструктивные данные некоторых высоковольтных гибких кабелей, выпускаемых в СССР

До 1971 г. высоковольтные гибкие кабели выпуска­ лись по ГОСТ 9388-60, которым предусматривались ка­

включены в новый ГОСТ. Кабели по новому и старому ГОСТ конструктивно отличаются: введен полупроводящий экран по токопроводящей жиле, изменен профиль резинового сердечника, металлический экран выполнен в виде спирали, допускается введение стального сердеч­ ника в токопроводящие жилы (кабели КШВГС).

Применение новых материалов позволило повысить хладостойкость кабелей и обеспечить возможность нор­ мальной эксплуатации при температуре до —50 °С. Вве­ дение полупроводящего экрана по медной жиле позво-

2—508 I Гос. п„-блочная П

ЛиЛО повысить электрическую прочность изоляции, уменьшить толщину изоляции, а следовательно, снизить массу и диаметр кабеля. Наложение металлического экрана в одном направлении, исключающее переплете­ ние проволок, значительно повысило его стойкость к де­ формациям. Скрутка всех повивов токопроводящей жи­ лы в одну сторону, предусмотренная новым ГОСТ, и введение в ряде случаев стального сердечника обеспе­ чили повышенную стойкость токопроводящих жил к ме­ ханическим воздействиям.

Рис. 2-2. Конструкции высоковольтных гибких кабелей, выпускаемых в США.

ных типов; W, G, SH-A, SH-B, SH-C и SH-D.

Токопроводящие жилы в этих кабелях выполнены из скрученных медных луженых проволок, изоляция — из нагревостойкой и озоно­ стойкой резины на основе бутилового или этиленпропиленового кау­ чуков. На медную жилу и поверх изоляции накладывается тканевая лента, покрытая полупроводящей резиной. Ленты по изоляции обыч­ но окрашены в различные цвета. В некоторых кабелях по каждой

18

Т а б л и ц а 2-2

Конструктивные данные кабелей, выпускаемых в США