книги из ГПНТБ / Сооружение и эксплуатация кабельных линий

Обеднение бумаги пропиточным составом приводит к снижению электрической прочности изоляционного слоя, поэтому бумажная изоляция кабелей с обедненной пропиткой утолщается, как это видно из табл. 2-7.

Толщина изоляции кабелей 1—3 кВ с обедненной про­ питкой одинакова по толщине с изоляцией кабелей того же напряжения с нормальной пропиткой. Это объясня­ ется тем, что толщина изоляции для кабелей на эти на­ пряжения определяется требованием механической прочности, при обеспечении которой полученная толщи­ на бумажной изоляции имеет достаточный запас по электрической прочности.

Внастоящее время для вертикальных и крутонаклонных участков трассы кабели с обедненно-пропитанной изоляцией применяются редко, так как использование для кабельной линии кабелей с поясной изоляцией н ка­ белей с отдельно освинцованными жилами при рабочем напряжении линии 10 кВ требует применения специаль­ ных муфт.

Всвязи с этим в настоящее время большое внимание уделяется пропиточным составам, содержащим в каче­

стве одного из компонентов синтетический церезин

(см. §2-5)-

В соответствии с ГОСТ 340-59 в кабелях 20—35 кВ по­ верх жилы, в кабелях 6—10 кВ с отдельно освинцованпы-. ми жилами поверх изоляции и в каблях с общей свинцовой оболочкой поверх поясной изоляции должно быть выпол­ нено экранирование путем нанесения слоя из полупроводящей бумаги. Экранирование, т. е. расположение про­ водящих поверхностей по отношению к изоляционному материалу кабеля, является одним из лучших способов регулирования, ограничения и снижения напряженности электрического поля. В кабелях с вязкой пропиткой при разности уровней по трассе прокладки и под действием нагрева происходит перемещение пропиточного состава

врадиальном и продольном направлениях. Это приводит

кобразованию газовых включений и возникновению в них процессов ионизации, которые могут привести к по­ вреждению изоляции кабеля.

Применение полупроводниковых экранов по жиле и под свинцовой оболочкой, где увеличение объема вслед­ ствие давления пропитанного состава и малой эластич­ ности свинца в условиях эксплуатации достигает от 0,5 до 20% объема изоляции, значительно улучшает иони­

40

зационную характеристику кабеля и повышает надеж­ ность его работы.

Под свинцовой оболочкой кабелей согласно ГОСТ 340-59 через каждые 300 мм должны быть четко нанесе­ ны на поверхности изоляции или на специальной ленте обозначения предприятия-изготовителя и год изготов­ ления кабеля. В кабелях под свинцовой оболочкой диа­ метром менее 20 мм вместо специальной ленты допуска­ ется лента или нитка присвоенного предприятию-изго- товителю цвета.

В многожильных кабелях верхняя лента изоляции од­ ной жилы должна быть из бумаги натурального цвета, второй жилы — красного цвета или из бумаги натураль­ ного цвета с красной полоской, третьей жилы — любого другого цвета или из бумаги натурального цвета с полос­ кой любого другого цвета. В четырехжильных кабелях верхняя лента нулевой жилы должна быть из бумаги на­ турального цвета.

Отличительная расцветка жил введена для опреде­ ления направления чередования фаз трехфазной систе­ мы, обеспечения правильности соединения одноименных фаз между собой по их цветам при монтаже отдельных строительных длин кабеля, а также соединения кабель­ ными линиями одноименных фаз шин элементов обору­ дования РУ электроустановок.

Пластмассовая изоляция жил применяется для ка­ белей до 3 кВ, изготавливаемых по ГОСТ 16442-70*. В качестве пластмасс применяется поливинилхлорид и

полиэтилен.

П о л и в и н и л х л о р и д представляет собой твердый продукт полимеризации хлорвинила, он не распростра­ няет горения и весьма стоек к тепловому старению, дей­ ствию воды, щелочей, разбавленных" кислот и других хи­ мических активных веществ, масел и бензина. В чистом виде поливинилхлорид не применяется ввиду его жестко­ сти и хрупкости при пониженной температуре.

стик и удешевления стоимости к нему добавляют као­ лин, тальк, карбонат кальция и др.; для повышения

*0 кабелях более высоких напряжений — см. § 2-5.

41

нилхлоридного пластиката, кроме того, зависит от

1,8—2,6 мм. Кабели, прокладываемые в земле, снабжа­ ются обычными защитными покровами и бронею.

П о л и э т и л е н — один из синтетических полимеров, имеющий наибольшее применение и перспективное ши­ рокое использование в качестве изоляции кабелей, осо­ бенно кабелей для крутонаклониых и вертикальных участков трассы. Полиэтилен обладает хорошими меха­ ническими свойствами в широком интервале температур стойкостью к действию кислот, щелочей, влаги и имеет высокие электроизоляционные характеристики.

В зависимости от плотности полиэтилен различают низкой, средней и высокой плотности.

Полиэтилен высокой плотности имеет по сравнению с полиэтиленом низкой плотности повышенную темпера­ туру плавления и большую механическую прочностьПри введении в него сажи или графита можно 'полу­ чить полупроводящий полиэтилен для целей экраниро­ вания.

Кабели с полиэтиленовой изоляцией выпускаются отечественной промышленностью серийно на напряже­ ния до 10 кВ и в опытном порядке на 35 кВ.

Основные характеристики изоляционных пластмасс, ^ применяемых для жил кабелей, приведены в табл. 2-9.

42

То же высокой плот­ 0,94 220 100— 1 000 — 70 —70 и ниже

ности

В отличие от кабелей с бумажной пропитанной изо­ ляцией электрический расчет кабелей с пластмассовой изоляцией производится не по максимальной, а по сред­ ней напряженности электрического поля, так как на­ пряженность поля в кабелях с пластмассовой изоляцией заметно зависит от радиуса жилы.

Рабочая напряженность поля разработанных конст­ рукций кабелей с пластмассовой изоляцией, выпускае­ мых кабельной промышленностью, имеет величины,

надежности работы кабеля. Экран должен быть хорошо

емного расширения, с тем чтобы при изменениях нагруз­ ки кабелей между полупроводящими слоями и изоляци­ ей кабеля не образовалось пустот. Эти кабели экрани­ руются как со стороны жилы, так и со стороны оболоч­ ки. При этом жила опрессовывается тонким слоем полупроводящего полиэтилена, на который накладывается основная полиэтиленовая изоляция, сверху экраниро­ ванная коллоидальным графитом или полупроводящим полиэтиленом.

Пластмассовая изоляция на напряжение 6 кВ экра­ нируется со стороны оболочки, для чего поверх изоля­ ции жил накладываются полупроводящие и металличе­ ские (медные или алюминиевые) экраны.

44

Т а б л и ц а 2-11

Толщина пластмассовой изоляции

* Предельно допустнйое отклонение от величины толщины изоляции состав­ ляет минус 10%, увеличение толщины не нормируется.

На кабелях 6 и 10 кВ с пластмассовой изоляцией и оболочкой проводимость лент экрана должна обеспечить величину тока замыканий на землю, возникающих в условиях эксплуатации

2-4. Герметичные кабельные оболочки и наружные защитные покровы

Герметичные оболочки предназначены для защиты изоляции кабеля от влияния окружающей среды и, главным образом, проникновения влаги. В качестве ма­ териала для герметичных оболочек в кабелях с бумаж­ ной пропитанной изоляцией применяется свинец. Целе­ сообразность применения свинца для герметизации и защиты бумажной изоляции кабеля обусловлена сле­ дующими его качествами: влагонепроницаемостью, пла­ стичностью, гибкостью, технологичностью, при которой обеспечивается возможность наложения его при помощи пресса на кабели при сравнительно невысокой температуре^ (220—250 °С), малой химической активностью (нормальный потенциал свинца минус 0,13 В) и относи­ тельной стойкостью к химическому воздействию ве­ ществ, содержащихся в почве.

Для изготовления оболочек кабеля применяется сви­ нец марки С-3, имеющий следующие основные характе-

45

ристики: содержание чистого свинца 99,95%, температу­ ра плавления 327°С, плотность 11,4 г/см3, прочность на разрыв 1,3—1,8 кгс/мм2.

Наряду с этим свинец имеет следующие недостатки: высокую стоимость и дефицитность, неустойчивость про­ тив электрохимической коррозии, подверженность влия­ нию содержащихся в почве органических кислот, в осо­ бенности уксусной, извести, гниющих органических остатков, малую механическую прочность, малую устойчивость против вибраций особенно при повышении температуры, что вызывает иногда разрушение свинцо­ вых оболочек кабелей, проложенных по мостам, кра­ нам и др. Свинец имеет большую плотность, вследствие чего около 50% массы кабеля с медными жилами со­ ставляет масса свинцовой оболочки.

Для повышения механической прочности и стойкости свинцовой оболочки к вибрации ГОСТ 340-59 допуска­ ется наличие в свинце до 0,8% присадки сурьмы или до 0,08% меди. В свинцовых оболочках кабелей марок СГТ и АСГТ содержание 0,4—0,8% присадки сурьмы являет­ ся обязательным.

Для кабелей, изготовляемых по ГОСТ 340-59, но­ минальное значение толщин свинцовых оболочек и до­

пуск различных кабелей в алюминиевой оболочке. Она

большую текучесть. Теплопроводность алюминия в 6 раз выше, чем у свинца.

увеличивать толщину этих оболочек; значительно мень-

46

Т а б л и ц а 2-12

Толщина свинцовой оболочки

КТолщина свинцовых оболочек, мм, кабелей марок

выше

шая коррозионная стойкость алюминия в земле, что вы­ зывает необходимость применения усиленных защитных покровов для предупреждения его повреждения,'и высо­ кая температура плавления алюминия (657 °С)-

Толщины свинцовых и алюминиевых оболочек кабе­ лей до 35 кВ включительно определяются из соображе­ ния механической прочности, технологии изготовления и учета деформации оболочек при изгибе кабелей.

зависимости от толщины свинцовых оболочек все кабе­

лей применяется алюминий марки А5 чистотой не ниже

47

99,95%. На металлических защитных оболочках не до­ пускаются риски, царапины и вмятины, если после их зачистки толщина оболочки кабеля будет меньше номи­ нальной.

Завод-изготовитель обязан гарантировать герметич­ ность металлической оболочки по всей длине кабеля. Кроме того, металлические оболочки должны выдержи­ вать, не разрываясь, испытание на растяжение: свинцо­ вая оболочка— до 1,5, свинцовая оболочка с присадкой сурьмы и алюминиевая — до 1,3 первоначального внут­ реннего диаметра.

Радиальная толщина алюминиевой оболочки со­ гласно ГОСТ 6615-55 и дополнения к нему ТУ 017-7-62 в зависимости от диаметра кабеля под оболочкой при­ ведена в табл. 2-13.

Пластмассовая герметичная оболочка. Применение поливинилхлорида для изоляции кабелей дало возмож­ ность использовать его также для изготовления гермети­ ческой оболочки кабеля. Такие кабели имеют меньшую плотность по сравнению с плотностью аналогичных кабе­ лей в свинцовой оболочке. Достаточная механическая прочность поливинилхлоридного пластиката позволяет применять кабели без защитных покровов. Пластикат влаго- и маслостоек и не распространяет горение, что очень важно для кабелей, прокладываемых в коллекто­ рах и кабельных туннелях.

Высокие механические свойства полиэтилена, особен­ но малая его влагопроницаемость, а также стойкость про­ тив воздействия агрессивных сред, способствуют исполь­ зованию его для оболочек кабелей.

48

Оболочка из полиэтилена в 12*2 раза легче свинцовой. Гладкая поверхность полиэтиленовой оболочки позволяет затягивать кабель в трубы и извлекать его оттуда без больших усилий, а высокая гибкость кабелей в полиэти­ леновой оболочке позволяет многократное их использова­ ние при ремонте поврежденных кабельных линий, а также использование их в качестве шлангов для временного электроснабжения.

Минимальные толщины пластмассовых оболочек со­ гласно ГОСТ 16442-70 в зависимости от диаметра кабеля под оболочкой, приведены в табл. 2-14.

Т а б л и ц а 2-14

Минимальная толщина поливинилхлоридных и полиэтиленовых оболочек кабелей

Защитные покровы, накладываемые поверх металли­ ческих или пластмассовых оболочек кабелей, состоят из подушки и наружного покрова.

Подушка предохраняет оболочку кабеля от поврежде­ ния бронелентами или бронепроволоками при ее наложе­ нии, а также при изгибах кабеля в процессе прокладки. Одновременно подушка защищает металлическую обо­ лочку кабелей от химической и электрохимической кор­ розии. Подушка состоит из последовательно наложенных концентрических слоев битума, лент из крепильной битуминизированной бумаги или пропитанной кабельной бу­ маги, битума, пропитанной кабельной пряжи и битумного состава. На кабели в пластмассовой оболочке подушка накладывается без первого и второго слоя битума.