Міністерство освіти і науки України

Криворізький технічний університет

Кафедра електропостачання та ресурсозбереження

Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи з дисципліни

«Електричні системи та мережі»

КАБЕЛЬНІ ЛІНІЇ ЕЛЕКТРОПЕРЕДАЧІ

РОЗПОДІЛЬЧОЇ МЕРЕЖІ

для студентів спеціальності 7.090603

„Електротехнічні системи електроспоживання”

усіх форм навчання

Кривий Ріг

2010 Р.

Укладач: Пархоменко Р.О., ст. викладач

Відповідальний за випуск: Щокін В.П., канд. техн. наук, доц.

Рецензент: Гузов Е.С., канд. техн. наук, доц.

Методичні вказівки розроблені з метою надання допомоги, студентам спеціальностей 7.090603 «Електротехнічні системи електроспоживання» денної, заочної та прискореної форм навчання, у формуванні навичок по конструктивному виконанню елементів кабельних ліній і способам їх прокладення та більш поглибленому вивченню теоретичного матеріалу. У методичних вказівках наведено рекомендовану літературу.

Розглянуто на засіданні кафедри ЕЕ. Протокол № _ від __. __. 2010 р.

Схвалено на вченій раді електро- технічного факультету. Протокол № _ від __. __. 2010 р.

Мета роботи

Вивчити конструкції елементів і способи прокладки кабельних ліній

1. Загальні відомості

Основним засобом каналізації електричної енергії на промислових підприємствах і в місцях є кабельні лінії. Вони мають певні переваги перед повітряними лініями – закрита прокладка, що забезпечує захист від атмосферних дій, велика надійність і безпека експлуатації.

Головними елементами кабельної лінії є:

1. кабель, що служить для передачі електричної енергії;

2. сполучні муфти, за допомогою яких окремі будівельні довжини кабелів сполучають в одну лінію;

3. кінцеві муфти (закладення), що використовується для приєднання кабелю до контактних висновків електроустаткуванні;

4. стопорні муфти вмонтовувані на крутих ділянках траси лінії для попередження стікання кабельної маси;

5. підживляючи апарати і система сигналізації тиску масла в лінії виконаній маслонаповненим кабелем;

6. кабельні споруди (кабельні колектори, тунелі, канали, блоки, естакади, галереї), спеціально вживані на окремих ділянках лінії.

Кабель складається з однієї або декількох ізольованих і скручених між собою жил, закручених в герметичну оболонку, поверх якої можуть бути накладений захисні покриви для різних умов прокладки.

По виду ізоляції кабелі утворюють наступні групи:

• з просоченою паперовою ізоляцією в металевій оболонці;

• з пластмасовою ізоляцією в пластмасовій або металевій оболонці;

• з гумовою ізоляцією в пластмасовій, гумовій або металевій оболонці.

Крім того, в кожній групі кабелі підрозділяють по номінальній напрузі, перетину, числу і матеріалу жил і типу захисного покриву.

За призначенням кабелі підрозділяють на силові і контрольні. Силові кабелі служать для передачі електричної енергії до токоприймачів. Контрольні кабелі використовують в цілях управління, сигналізації і автоматики.

2. Силові кабелі

Всі силові кабелі по номінальній напрузі можна розділити на дві групи.

Перша група – кабелі високої напруги 110-750 кВ і вище. Вони виготовляються з паперовою ізоляцією, просоченою маслом або заповненій чистим сухим газом. Масло, що знаходиться під надмірним тиском, дозволяє виводити повітряні включення, що утворюються в ізоляції при роботі кабелю.

В газонаповнених кабелях електрична міцність ізоляції збільшена за рахунок застосування азоту або суміші азоту з елегазом під підвищеним тиском, але вона все ж таки нижче, ніж в маслонаповнених кабелях. Газонаповнені і маслонаповнені лінії оборудуються системами підживлення газом або маслом.

Для передачі надвеликих потужностей розробляються кріопровідні і надпровідні кабелі. У кріогенних кабелів опір а отже, і втрати потужності і енергії знижуються за рахунок їх глибокого охолоджування до температур 20-30 К. В надпровідних кабелях в робочих режимах 2-4 К. До втрати в жилах на постійному струмі рівні нулю. Проте вони складніші, дорогі, менш зручні в експлуатації. Тому до практичного застосування найбільш близькі кріогенні кабелі, де як холодоагента можуть застосовуватися рідкий азот, рідкий водень або неон.

Друга група – кабелі низької напруги 1-35 кВ. Такі силові кабелі складаються із струмопровідних жив, ізоляції і захисних елементів (мал. 1).

Струмопровідні жили виготовляються з міді або алюмінію як однодротяні так і багатодротяні з круглою, секторною або сегментною формою перетину.

Для ізолювання жил кабелів між собою і від зовнішніх металевих оболонок застосовують паперову, пластмасову і гумові ізоляцію.

Гумова ізоляція володіє достатньою гнучкістю і практично не гігроскопічна. Проте вона схильна швидкому старінню під впливом світла і кисню, має низьку робочу температуру і тому не отримала широкого застосування в кабелях.

1 - струмопровідні жили; 2 - ізоляція жили (фазна); 3 – міжфазні заповнення; 4 – поясна ізоляція; 5 – металева герметична оболонка; 6 – подушка під бронею; 7 – сталева броня; 8 – зовнішній захисний покрив.

Пластмасову ізоляцію для кабелів виготовляють з поліетилену або полівінілхлориду. Полівінілхлоридна ізоляція не поширює горіння, має стійкість до теплового старіння, дії води, лугів, розбавлених кислот, масла і бензину, володіє високими діелектричними характеристиками у всьому діапазоні робочих температур. Поліетилен також стійкий до діє кислот, лугів, масел, розчинів солей, але під впливом сонячного проміння і кисню схильний старінню, а при тривалому розтягуванні – розтріскується. Істотним недоліком поліетиленової ізоляції є здатність до розповсюдження горіння.

Просочена паперова ізоляція – це багатошарова ізоляція з стрічок кабельного паперу завтовшки 0.08-0.17 мм і ізоляційний просочувальний склад.

Ізоляцію кабелів напругою до 35 кВ просочують в’язкими речовинами (мінеральне масло з каніфоллю), і в маслонаповнених кабелях напругою 110-220 кВ малов’язким мінеральним маслом.

Просочена паперова ізоляція володіє високими діелектричними властивостями, має тривалий термін служби і може використовуватися в широкому діапазоні робочих температур. До її недоліків слід віднести гігроскопічність, яка вимагає повної герметичності оболонок і муфт кабелів.

Накладення паперової ізоляції повинне бути щільним, без складок і зморшок, оскільки їх наявність приводить до утворення пустот, повітряних включень, що знижують надійність кабелів. Зазори між стрічками дозволяють згинати кабель в деяких межах без пошкодження паперової ізоляції.

Ізольовані жили багатожильних кабелів скручують, заповнюючи проміжки між жилами заповнювачами – джгутами з паперових стрічок, кабельної пряжі, нитками з гуми або пластмаси. На отриманий кабельний сердечник накладають поясну ізоляцію паперовими стрічками.

Для захисту сердечника від зовнішніх дій застосовують кабельні екрани, оболонки, захисні покриви.

Кабельний екран служить для захисту зовнішніх ланцюгів від впливу електромагнітних полів струмів, що проходять по кабелю, забезпечення симетрії власного електричного поля. В кабелях напругою 6-10 кВ з пластмасовою і паперовою ізоляцією електропровідний екран накладають поверх поясної ізоляції, а в кабелях напругою 10-35 кВ з пластмасовою ізоляцією і 20-35 кВ з паперовою ізоляцією – поверх фазної ізоляції струмопровідних жив. Як екрани застосовують кабельний напівпровідний папір (ущільнений папір з включенням і композицією сажі), поверх якого накладена алюмінієва або мідна фольга. Екран може бути виготовлений з мідних ізоляцією або алюмінієвих стрічок.

Кабельна оболонка призначена для захисту кабелю від вологи і інших зовнішніх дій. Найбільш поширені металеві (свинцеві, алюмінієві, сталеві), гумові і пластмасові (полівінілхлоридні і полиетиленові) оболонки.

Якщо ізоляція з паперу, застосовують металеві оболонки. Для кабелів з гумовою і пластмасовою ізоляцією використовують оболонки з шлангового полівінілхлориду або поліетилену. Гумову оболонку виготовляють для кабелів з гумовою ізоляцією.

В окремих конструкціях кабелів з паперовою просоченою ізоляцією кожну жилу покривають металевою оболонкою. В цьому випадку електричне поле в ізоляції на кожній з трьох жив діє тільки упоперек шарів паперу і не розповсюджується за її межі оболонок. Така конструкція кабелю надійніше, оскільки електрична міцність ізоляції перпендикулярна шарам у декілька разів вище, ніж уздовж шарів.

Захисний кабельний покрив служить для додаткового захисту від зовнішніх дій і складається є кабельної броні, подушки і зовнішнього покриву. Кабельна броня виконується з металевих стрічок і є призначений для захисту від зовнішніх механічних і електричних дій, а в деяких випадках – для сприйняття розтягуючих зусиль (броня з дроту). Кабельна подушка накладається під бронею з метою запобігання під нею оболонки, що знаходиться, від корозії і механічних пошкоджень стрічками або проволоками броні. Подушка виготовляється з паперу, пластмасових стрічок, і бітумних складів. Зовнішній кабельний покрив накладається поверх броні і є призначений для захисту її від корозії і механічних дій. Він може бути виготовлений з волоконних матеріалів, просочених захисними або негорючими складами, захисного шланги з пластмаси або гуми.

Основні конструктивні особливості кабелю відображені в його марці, у тому числі у тому числі кількість і наявність токопровідних жил. Контрольний кабель позначають буквою К, яку ставлять перед маркою при мідних жилах і після букви Л при алюмінієвих.

Приклади: 1) ААІІІ 3х120 – кабель з трьома алюмінієвими жилами перетином 120 мм2, з паперовою просоченою ізоляцією, в алюмінієвій оболонці із захисним покривом з пресованого полівінілхлоридного шланга;

2) 1ШГ 3х16 * 1х10 – кабель з мідними жилами, з ізоляцією з поліетилену, в оболонці з полівінілхлоридного пластика, без захисного покриву, з трьома основними жилами перетином 16 мм і однією нульовою жилою перетином 10 мм2;

КВБГ 10х1.5 – кабель контрольний, гумова ізоляція, полівінілхлоридна оболонка, броньований, без зовнішнього захисного покриву, десять жив перетином 1.5мм2.

			С	Г	У
Ц	А	О	А	Б; Бл; Б2л; Бн; Пн; К; Шву; Шпэ.
Жили мідні Ізоляція звичайна Просочена нестікаючим складом	Жили мідні Ізоляція звичайна	Жили ізольовані спільно (окремо)	Оболонка свинцева (алюмінієва)	Без зовнішнього покриву (тип покриву)	вдосконалений

Примітка: тип покриву – Би – броньований; Б_л – броньований і з подушкою, посиленою одним шаром пластмасових стрічок; Б_2л – броньований і з подушкою, особливо посиленою двома шарами пластмасових стрічок; Б_н – броньований і із зовнішнім покривом із скляної пряжі; П_н – броньований сталевими оцинкованими проволоками з кабельним покривом з скляної пряжі; К – броньований круглими сталевими оцинкованими проволоками; Шву – покрив з пресованого полівінілхлоридного шланга; Ш_пэ – теж з пресованого поліетиленового шланга.

	П; Пс; Пв; В; А	Бб	Г	Шв
А
Жила мідна Жила алюмінієва	Оболонка	Броньований	Без зовнішнього покриву	Шланг з полівінілхлоридного пластика

Примітка: матеріал оболонки ІІ – поліетилен, Пс – самозатухаючий поліетилен; П_в – вулканізований поліетилен; Г – полівінілхлоридний поліетилен; А – алюміній.