книги из ГПНТБ / Сооружение и эксплуатация кабельных линий

бумажной изоляции: встык, с положительным перекры­ тием и с отрицательным перекрытием.

Намотка встык характеризуется тем, что при наложе­ нии ленты край одного витка соприкасается с краем со­ седнего. Этот способ намотки применяется редко, так как обладает серьезным недостатком: при изгибах изолиро­ ванной жилы внутренняя часть лент в зоне сжатия выпу­ чивается, а внешняя в зоне растяжения расходится.

При обмотке с положительным перекрытием один край ленты перекрывает край ленты предыдущего вит­ ка. Такой способ намотки уменьшает гибкость жилы и часто вызывает появление складок и даже трещин бума­ ги в месте перекрытия при изгибе жилы. Этот способ применяется в кабелях лишь для подмотки самых ниж­ них слоев изоляции, расположенных непосредственно у жилы, так как при этом исключается возможность сов­ падения в первых слоях бумажных лент, что очень важ­ но для обеспечения электрической прочности изоляции. Применение положительного перекрытия для наружных лент придает большую гладкость наружному слою изо­ ляции.

Наиболее распространенным способом является об­ мотка с отрицательным перекрытием, т. е. с зазором (рис. 2-4). Наличие зазора между лентами позволяет в некоторых пределах изгибать кабель без опасности по­ вреждения бумажной изоляции. Величина зазора между двумя соседними витками при этом находится в преде­ лах 0,5—2 мм. Зазоры между витками соседних лент,

30

zz

6)

° )

Рис. 2-4. Способ обмотки с зазором.

а — положение бумажных лент и зазоров по периметру; б — нормальное пере­ крытие бумажными лептами зазоров между витками нижележащих лент.

расположенных сверху (по вертикали), не должны сов­ падать во избежание ухудшения электрических характе­ ристик изоляции. Однако при наложении большого коли­ чества лент не удается избежать совпадений зазоров, поэтому число совпадений лент изоляции согласно ГОСТ 340-59 на кабели силовые с изоляцией из пропитанной бумаги не должно превышать указанного в табл. 2-3.

Согласно требованиям ГОСТ 340-59 в изоляции кабе­ лей 6 кВ и выше не допускается совпадения более трех лент, расположенных одна над другой, и двух лент, не­ посредственно прилежащих к жиле.

В процессе изолирования жил кроме совпадения за­ зоров между лентами могут появляться надрывы лент.

*Кабели с обедненио-пропнтанной изоляцией в общей свинцовой обо­

лочке.

**Кабели с отдельно освинцованными оболочками.

31

Совпадение продольных трещин или порезов на длине более 50 мм в двух лентах, расположенных одна над другой, считается за одно.

Необходимо отметить, что развитие скользящих раз­ рядов будет происходить труднее всего в случаях, когда зазоры будут находиться под серединой ленты следую­ щего повива, при этом соседние по вертикали зазоры бу­ дут перекрыты лишь одним слоем бумаги и это место, естественно, будет электрически ослаблено. По этой при­ чине технологией изолирования предусматривается пе­ рекрытие зазоров следующим повпвом примерно на одну треть ширины лент.

Большое значение имеет ширина применяемых при обмотке бумажных лепт. Широкая лента затрудняет развитие скользящих разрядов между лентами, позво­ ляет увеличить шаг намотки, а следовательно, и произ­ водительность. Однако чрезмерное увеличение ширимы лент не обеспечивает получение плотной намотки жил, приводит к появлению морщин, трещин и разрывов бу­ мажных лент при изгибах кабеля. Ширина лент обычно устанавливается в зависимости от диаметра обматывае­ мой жилы, при этом чем больше диаметр жилы или ка­ беля, тем больше допускаемая ширина бумажных лент.

Пределы ширины бумажных лент для жил в зависи­ мости от их диаметра, установленные заводами отечест­

32

Т а б л и ц а 2-5

Толщина изоляционного слоя одножильных кабелей и кабелей с отдельно освинцованными жилами

* Кабели с отдельно изолированными и освинцованными жилами, с обед- ненно-пропнтанной изоляцией.

В случае секторной жилы выбор ширины бумажных лент производится по эквивалентному диаметру, кото­ рый равен периметру жилы, деленному на я.

Наложение бумажной изоляции должно быть плот­ ным, без складок и морщин. Наличие складок, морщин, неплотности в изоляции приводит к образованию пустот, воздушных включений, снижающих надежность работы изоляции в условиях эксплуатации.

Острые грани секторов жил вызывают неравномер­ ность плотности намотки бумажной изоляции, а также повышение напряженности электрического поля. Увели­ чение радиуса закругления граней секторных жил при­ водит к более равномерному распределению электричес­ кого поля и повышению электрической прочности изо­ ляции.

Толщина изоляционного слоя, нормированная ГОСТ

340-59, приведена в табл. 2-5 и 2-6.

Отклонение толщины изоляции между жилами или между жилой и оболочкой допускается не более: для кабелей 1 кВ — минус 0,18 мм, для кабелей выше 1 кВ — минус 0,24 мм.

Бумажные ленты изолирующего слоя, как правило., накладываются в разные стороны, причем слой изоля-

* Кабели с обедненно-пропнтанной изоляцией.

ции, прилегающей к жиле, накладывается в направле­ нии скрутки проволок верхнего повива жилы. Перемена направления накладываемых лент изолирующего слоя позволяет получить кабели без излишней жесткости и склонности к закручиванию. Бумажная изоляция накла­ дывается на крутильно-изолировочной машине, которая одновременно выполняет скрутку многопроволочной жи­ лы и уплотняет ее.

Изолированныежилы кабелей, у которых каждая жила освинцовывается отдельно, поступают с крутиль­ но-изолировочных машин непосредственно в сушку. Изо­ лированные жилы для многожильных кабелей с кру­ тильно-изолировочных машин сматываются на барабаны и направляются на машины общей скрутки жил в ка­ бель. Скрутка изолированных жил в кабель отличается от скрутки неизолированных лишь меньшим количеством скручиваемых жил и большим шагом скрутки. При об­ щей скрутке изолированных жил в кабель им сообща­ ются два движения — одно вращательное вокруг оси ка­ беля и другое прямолинейное.

Общая скрутка характеризуется двумя основными параметрами: шагом и направлением скрутки, имеющим большое значение, как это будет видно далее, при вы­ полнении соединения кабелей между собой.

34

Шагом общей скрутки жил называют длину изготов­ ленного кабеля за один оборот крутильного устройства. Длина шага определяется заводской нормалью в зависи­ мости от диаметра кабеля под оболочкой.

Значения длин общей скрутки для кабелей в зависи­ мости от числа жил, сечения и напряжения приведены в табл. 2-7.

Каждая жила своей расцветки на протяжении одного шага делает полный оборот вокруг оси кабеля, занимая последовательно любое положение в площади сечения круга от 0 до 360° (подобно стрелке часов). Каждый сле­ дующий шаг крутильного устройства является повторе­ нием предыдущего как по длине шага, так и по последо­ вательности размещения жил в площади сечения круга.

Таким образом, изготовленная заводом строительная длина кабеля:

L = In,

где I — длина шага общей скрутки; п — число шагов.

При скрутке изолированных жил одновременно про­ изводится заполнение промежутков между жилами бу­ мажными жгутами или сульфатной бумагой толщиной не более 0,08 мм и наложение поверх скрученных жил поясной изоляции. Бумажный жгут, заполняя свободное пространство между жилами до круглой формы, затруд­ няет перемещение пропиточного состава вдоль кабеля и повышает тем самым электрическую прочность кабеля. Скрутка изолированных жил на всех заводах кабельной

ных строительных длин при сооружении кабельных линий.

Поскольку на изготовление изоляции 1 км кабеля 35 кВ сечением 3X95 мм2 расходуется 2 т кабельной бу­ маги с влажностью 7—9% (около 140—180 кг воды), ка­ бель с машин общей скрутки поступает в специальные

пары воды. Продолжительность сушки зависит от кон­ струкции кабеля и оборудования. Для ускорения и улуч­ шения качества сушки процесс ведется с одновремен­ ным подогревом жил внутренней части кабеля электри­ ческим током.

После окончания процесса сушки производится про­ питка бумажной изоляции кабеля пропиточным со­ ставом.

После окончания процесса пропитки нагретым соста­ вом в вакуумном котле корзины с кабелем устанавлива­ ются для охлаждения на открытом воздухе в сушильнопропиточном отделении. При этом объем пропиточного состава в изоляции (в результате охлаждения) умень­ шается и вследствие - этого происходит дополнитель­ ная подпитка изоляции находящимся в корзине со­ ставом.

Пропитка маслоканифольным составом значительно повышает электрическую прочность бумажной изоляции кабелей.

Пропиточный состав изготовляется из минеральных масел и канифоли. Для пропитки кабелей до 35 кВ включительно применяется очень вязкое минеральное масло марки П-28 (ГОСТ 6480-53), получаемое из ос­ татков перегонки нефти, называемое брайстоком, отли­ чающееся высокой стойкостью против окисления и ма­ лым выделением газов при ионизации.

Важнейшей характеристикой пропиточного состава является вязкость. Состав должен быть, с одной сторо­ ны, менее вязким, чтобы обеспечивалась полная пропит­ ка бумаги, а также прокладка кабеля без предваритедьного подогрева при температуре не ниже 0°С, в против­ ном случае при изгибании кабеля отдельные ленты кабельной бумаги не смогут скользить относительно друг друга, что приведет к разрывам бумажных лент и по­ вреждению изоляции в этих местах. С другой стороны, при прокладке на крутонаклонных и вертикальных участ­ ках трассы пропиточный состав, недостаточно вязкий, постепенно будет стекать с верхних участков в нижнюю часть кабеля. В результате верхний участок кабеля ока­ зывается лишенным части пропиточного состава; что ухудшает качество изоляции этого участка. В то же время в нижнем участке кабеля создается повышенное давление пропиточного состава, что может привести к разрыву оболочки кабеля.

38

Т а б л и ц а 2-8

Электрические характеристики пропиточных, составов и кабельной бумаги

* При расстоянии между стандартными электродами 2,5 мм составы долж­ ны выдержать указанное напряжение в течение 1 мин.

Для пропитки кабелей применяют состав МП-1, име­ ющий вязкость 6—-7,5 по Энглеру1 при 70 °С, и МП-2, имеющий ту же вязкость при 80 °С. Основные электри­ ческие характеристики пропиточных (маслоканифолевых) составов и кабельной бумаги приведены в табл. 2-8.

Сопоставление данных табл. 2-8 показывает, что электрическая прочность пропитанной кабельной бума­ ги в 1,3—2,2 раза больше, чем прочность пропиточного состава, и в 13—16 раз больше чем прочность непрочи­ танной кабельной бумаги.

Пропитка кабелей с обедненно-пропитанной изоля­

обедненно-пропитанной изоляцией пропиточный состав не должен вытекать при температуре 85 °С и в кабелях с общей свинцовой-оболочкой — при температуре 75° С.

1 Вязкость измеряется вискозиметром Энглера с отверстием соп­ ла 5 мм.

39