Схематичный разрез маслонаполненного кабеля высокого давления для прокладки в трубах типа мвдт
Обновлено: 07.07.2024
Схематичный разрез маслонаполненного кабеля высокого давления для прокладки в трубах типа мвдт
В данную группу входят кабели с медными токопроводящими жилами с пропитанной бумажной изоляцией в свинцовой или алюминиевой оболочке, предназначенные для передачи и распределения электрической энергии при номинальном междуфазном напряжении 110-500 кВ переменного тока частотой 50-60 Гц. Кабели должны соответствовать требованиям ГОСТ 16441-78.
Марки, элементы конструкции и области применения
В каналах зданий и туннеляхИзбыточное давление масла в процессе эксплуатации для кабелей низкого давления должно соответствовать 0,25-3,0 кгс/см 2 для кабелей в свинцовой оболочке и 0,25-5,0 кгс/см 2 для кабелей в алюминиевой оболочке, для кабелей высокого давления - 11,0-16,0 кгс/см 2 .
Конструктивные параметры
Номинальные сечения жил кабелей, мм 2
120, 150, 185,240,270,300, 350,400,500,550,625, 800 300, 350,400,500,550,625,800 300,400,500,550,625,700Токопроводящие жилы кабелей должны быть круглой формы.
Жила кабелей низкого давления должна быть изготовлена из медных отожженных луженых проволок и иметь в центре канал. При пропитке кабеля синтетическим маслом допускается изготовление жилы из нелуженых проволок.
Число проволок и диаметры центрального канала должны быть не менее указанных в таблице.
Параметры центрального канала
Жила кабелей высокого давления должна быть изготовлена из медных отожженных проволок, число которых должно быть не менее указанного в таблице.
Число проволок в жиле
Бумажная изоляция кабелей выполняется двухслойной. Слой изоляции, прилегающий к экрану на жиле, должен быть из высоковольтной кабельной уплотненной бумаги, остальная часть изоляции - из высоковольтной кабельной неуплотненной бумаги.
Уплотненная бумага должна быть номинальной толщиной не более 0,08 мм, неуплотненная бумага номинальной толщиной 0,12 и 0,17 мм; допускается применение неуплотненной бумаги номинальной толщиной 0,08 мм.
Для пропитки изоляции должны применяться кабельное нефтяное или синтетическое масла.
Номинальные толщины изоляции приведены в таблице.
Номинальные толщины изоляции кабелей, мм
Толщины экранов, мм
Низкого давления на напряжение 110 кВ Низкого давления на напряжение 220 кВ Высокого давления на напряжение 220 кВ Высокого давления на напряжение 500 кВНаружная электропроводящая лента экрана по изоляции выполняется металлизированной перфорированной и накладывается металлизированной поверхностью к оболочке. В кабелях низкого давления допускается замена металлизированной ленты лентой электропроводящей бумаги, наложенной вместе с медной или алюминиевой лентой.
В кабелях высокого давления поверх экрана на изоляции должно быть не менее двух фасонных проволок скольжения из немагнитного металла.
болочка кабелей низкого давления должна иметь круглую форму. Толщины свинцовых оболочек указаны в таблице.
Толщины свинцовых оболочек, мм
от 50 до 70Номинальная толщина алюминиевых оболочек составляет 2,5 мм. Для кабелей диаметром под оболочкой до 45 мм включительно алюминиевая оболочка выполняется гладкой, свыше 45 мм - гофрированной.
Форма гофра алюминиевой гофрированной оболочки должна быть синусоидальной или S-образной.
Шаг гофрирования должен составлять 30-50% от наружного диаметра выступов оболочки.
Для кабелей высокого давления свинцовая оболочка используется в отдельных случаях в качестве временной защиты до монтажа кабельной линии, однако в настоящее время более перспективным является транспортировка кабелей в контейнерах с маслом без использования оболочек.
В кабелях низкого давления поверх свинцовой оболочки должен быть упрочняющий покров из лент по-ливинилхлоридного пластиката или полиэтилентерефталата и двух лент из немагнитного металла.
В кабелях маркие МНС поверх упрочняющего покрова должен быть наружный покров из лент поливи-нилхлоридного пластиката или полиэтилентерефталатных лент.
В кабелях марки МНСК поверх упрочняющего покрова должна быть подушка, состоящая из слоев битумного состава, полиэтилентерефталатных лент (или лент из поливинилхлоридного пластиката), ленты крепированной битуминированной бумаги (или предварительно пропитанной кабельной бумаги) и предварительно пропитанной кабельной пряжи или стеклопряжи. Поверх подушки должна быть броня из стальных оцинкованных проволок.
В кабелях марки МНСА поверх упрочняющего покрова и в кабелях марки МНСК поверх брони должен быть наружный покров, состоящий из слоев битумного состава, полиэтилентерефталатных лент (или лентиз поливинилхлоридного пластиката), ленты крепированной битуминированной бумаги (или предварительно пропитанной кабельной бумаги), предварительно пропитанной кабельной пряжи или стеклопряжи и мелового покрытия.
В кабелях марки МНСК поверх упрочняющего покрова под броней должна быть подушка толщиной не менее 2,5 мм, наружный покров кабелей марок МНСА, МНСК и МНС должен быть толщиной не менее 2,5 мм.
В кабелях марок МНАШв и МНАгШв поверх алюминиевой оболочки должен быть защитный покров толщиной не менее 3,2 мм.
В кабелях марок МНАШву и МНАгШву поверх алюминиевой оболочки должен быть защитный покров толщиной не менее 5,5 мм.
Номинальная толщина шланга из поливинилхлоридного пластиката должна быть не менее 3,0 мм.
Броня кабелей марки МНСК должна быть выполнена из стальных оцинкованных проволок, имеющих номинальный диаметр не менее 4 мм, разделенных на 4-6 участков проволоками из меди того же диаметра. Просвет между проволоками не должен превышать диаметра проволоки.
На рисунках показаны конструкции кабелей МНСА и МВДТ после монтажа линии в трубопроводе.
Кабель МНСА
1. Канал для циркуляции масла; 2. Z-образные проволоки жилы; 3. Сегментные проволоки жилы; 4. Внутренний слой изоляции; 5. Наружный слой изоляции; 6. Экран по изоляции; 7. Свинцовая оболочка; 8. Упрочняющие покровы; 9. Защитные покровы.
Кабель МВДТ
1. Токопроводящая жила одной фазы; 2. Изоляция одной фазы с экранами; 3. Кабельное масло; 4. Стальной трубопровод; 5. Защитный покров.
Справочные значения наружных диаметров и масс кабелей приведены в таблицах. Значения для кабелей марки МНСК указаны для диаметра проволок брони 4 мм. С учетом реальных допусков возможны отклонения на 5-10% в меньшую или большую стороны.
Маслонаполненные кабели на 110 кВ - Конструкции и характеристики кабелей
Маслонаполненные кабели имеют следующие сечения токопроводящих жил: 120, 150. 185, 240 (270), 300 (350), 400 (425), 500 (550), G25, 800, 1000, 1250 и 1500 мм 2 . Кабели с жилами сечением, указанным в скобках, изготовляются в технически обоснованных случаях по согласованию между потребителем и изготовителем.
Кабели в свинцовой оболочке, изготовляемые по ГОСТ 16441-78 с жилами сечением 150—625 мм 2 , в основном прокладываются через водоемы, в грунтах при наличии грунтовых вод, в агрессивных грунтах, а также на участках, где возможно воздействие растягивающих усилий.
Таблица 2
1 Для кабелей сечением свыше 300 мм* броня накладывается из проволок 6 мм, для остальных—4 мм.
В табл. 2 даны характеристики кабеля марки МНС К, на рис. 2— конструкция такого кабеля.
Кабели в гладкой алюминиевой оболочке имеют жилы сечением 150, 185 и 270 мм 2 . Кабели в гофрированных алюминиевых оболочках марки МНАГШВ.У (рис. 3) имеют жилы сечением 1X625 мм 2 . Кабели в алюминиевой оболочке применяются при прокладке в туннелях и земле (траншее) при отсутствии грунтовых вод, растягивающих усилий и при дополнительной механической защите их от повреждении в процессе эксплуатации.
Кабели с токопроводящей жилой сечением 1000 мм 2 и выше могут серийно изготовляться только после установки на одном из кабельных заводов машины для скрутки жил из изолированных секторов. Изготовлена
опытная партия кабеля с жилой сечением 1Х1500 мм 2 в свинцовой оболочке (рис. 4).
При сооружении кабельных линий иногда могут одновременно применяться кабели в свинцовой и алюминиевой оболочке. Соединение кабелей в этом случае производится в соединительно-переходных или стопорно-переходных муфтах.
Рис. 2. Кабель низкого давления 110 кВ марки МНСК 1X625 мм 2 .
I — маслопроводящий канал; 2 — жила из повивов Z-образных и сегментные проволок; 3 — экраны по жиле и изоляции; 4 — изоляция; 5 — свинцовая оболочка; 6 — поливинилхлоридные ленты; 7 —медные твердокатаные ленты упрочняющего покрова; 8 —слои битумного компаунда; 9 —лента битуминизированной крепированной бумаги; 10 — пропитанная кабельная пряжа; II — броня из круглых стальных и медных проволок.
Кабель высокого давления показан на рис. 5.
Токопроводящая жила кабеля сечением до 800 мм 2 состоит из одного или нескольких повивов фасонных проволок. Внутренний повив жилы скручивается из Z-образных проволок, образующих центральный маслопроводящий канал диаметром не менее 12,0 мм для жил сечением до 625 мм 2 и 14,0 мм — для жил больших сечений. На боковой внутренней поверхности проволок имеются канавки, которые облегчают прохождение масла из канала в изоляцию и обратно при изменении температуры кабеля.
Рис. 3. Кабель низкого давления 110 кВ марки МНА-Ш„.у 1Х625 мм 2 . 1 — токопроводящая жила из повива Z-образных и двух повивов сегментных проволок; 2 — экран по жиле; 3 — изоляция из бумаги; 4 — экран по изоляции: 5 — алюминиевая гофрированная оболочка; 6 — подслой из битумного компаунда, поливинилхлоридных лент и лент крепированной кабельной бумаги, прорезиненной тканевой ленты; 7 — шланг из поливинилхлоридного пластиката.
Рис. 4. Кабель низкого давления 110 кВ марки МНСК 1X1500 ммг.
1 — токопроводящая жила из повива Z-образных проволок и шести уплотненных изолированных секторов; 2 — экран по жиле; 3 —изоляция из бумаги; 4 — экран по изоляции; 5 — свинцовая оболочка; 5 —медные ленты упрочняющего покрова; 7—подушка под бропепроволоки; 8 — броня из круглых стальных и медных проволок; 9 — наружные защитные покровы.
Жилы сечением 150 и 185 мм 2 изготовляются одноповивными, сечением 240, 270, 300 и 400 мм 2 — двухповивными, 500 и 625 мм 2 —трехповивными. В этом случае первый повив выполняется из 12 Z-образных проволок, остальные — из сегментных. В жиле сечением 10
800 мм 2 предусмотрено три повива из сегментных проволок, однако кабели с такими жилами до настоящего времени в нашей стране серийно не изготовляются. Применение сегментных проволок в повивах необходимо для создания гладкой наружной поверхности жилы.
Центральный маслопроводящий канал кабеля может быть образован также с помощью спирали, а жила при этом скручивается из круглой проволоки. Применение:
Рис. 5. Поперечный разрез кабеля 110 кВ с сечением жил 3X400 мм 2 в стальной трубе с маслом под давлением.
1 — токопроводящая жила; 2 — экраны по жиле и изоляции; 3 — изоляция из бумаги различной плотности и толщины; 4 — полукруглые проволоки скольжения; 5 — стальная труба; 6 — антикоррозийный защитный покров.
круглых проволок нецелесообразно, так как жила и кабель в целом получаются большого диаметра, чем при применении сегментных проволок.
Жилы сечением 1000 мм 2 и выше скручиваются из четырех или шести изолированных слоями бумаги сегментов, а маслопроводящий канал образуется с помощью Z-образных проволок. Применение изолированных сегментов уменьшает сопротивление жилы переменному току за счет снижения влияния поверхностного эффекта и эффекта близости. Поверхностный эффект — неравномерное распределение переменного тока по сечению проводника, при этом плотность тока уменьшается в направлении от поверхности проводника к его центру. Это приводит к увеличению сопротивления проводника переменному току по сравнению с сопротивлением постоянному току.
При наличии эффекта близости под действием магнитного поля соседних фаз кабеля наибольшая плотность тока наблюдается в слоях жилы, обращенных к соседним кабелям, или в противоположно расположенных слоях (в зависимости от направлений тока в соседних кабелях).
Как показывает опыт, старение маловязких минеральных масел марок МН-3 и МН-4, применяемых для пропитки изоляции, в присутствии меди резко возрастает. Поэтому жилы изготовляются из луженых проволок, так как луженая поверхность медной проволоки является слабым стимулятором старения масла.
Экран, накладываемый на токопроводящую жилу, сглаживает неровности на ее поверхности, способствуя образованию радиального электрического поля в толще изоляции.
Экран по изоляции сглаживает неровности на внутренней поверхности медных лент или оболочки, исключает возможность образования масляных полостей между ними и поверхностью изоляции.
Кабель низкого давления подпитывается маслом из центрального маслопроводящего канала. При изменениях температуры кабеля происходит движение масла сквозь слои изоляции, прилегающие к жиле и оболочке, и обратно. Экраны из полупроводящих бумаг, обладающих абсорбционными свойствами, способствует стабилизации электрических свойств масла и изоляции.
При применении экранов только из полупроводящей бумаги сажа из последней, растворяясь в масле, проникает в изоляцию кабеля, вследствие чего увеличивается тангенс угла диэлектрических потерь основной изоляции. Во избежание этого для экранов высоковольтных кабелей применяется специальная двухслойная изоляционная бумага с полупроводящим слоем с одной стороны. Бумага накладывается полупроводящим слоем к жиле или оболочке кабеля, и изоляционный слой препятствует миграции сажи в основную изоляцию.
Экран по жиле маслонаполненного кабеля имеет следующую конструкцию: три ленты бумаги марки КП-080 толщиной 0,08 мм или две КП-120 толщиной 0.12 мм, одна лента бумаги марки КПДУ-080 толщиной 0,08 мм (с изоляционным подслоем из бумаги марки КВУ), накладываемая полупроводящим слоем к жиле. Общая толщина экрана 0,35 мм.
Экран по изоляции имеет следующую конструкцию: лента бумаги марки КПД-120 толщиной 0,12 мм, накладываемая изоляционным слоем к изоляции, лента бумаги КП-120, медная лента толщиной 0,1 мм, накладываемая с зазором 3—5 мм, прослоенная полупроводящей бумажной лентой марки КП-120. Общая толщина экрана 0,45 мм. Вместо медной ленты, прослоенной лентой КП-120, может быть одна лента перфорированной металлизированной бумаги марки МПП-140 толщиной 0,14 мм, накладываемая металлом к оболочке кабеля.
Полупроводящие ленты экранов накладываются с зазором 0,5—2,0 мм, а двухслойные — с перекрытием 2— 3 мм.
Изоляция жил кабелей выполняется из бумаги различной толщины и плотности (градирование изоляции), для чего применяются ленты из кабельной бумаги толщиной 0,08 и 0,12 мм, которые накладываются на жилу методом обмотки и пропитываются маловязким минеральным маслом марки МН-3 или МН-4.
Непосредственно у жилы слой изоляции выполняется из тонкой уплотненной бумаги, имеющей более высокую электрическую прочность. Кроме того, применение тонкой бумаги дает возможность получать наименьшие толщины масляных прослоек, что способствует увеличению их электрической прочности.
Это повышает электрическую прочность изоляции в целом.
Ленты изоляции накладываются с зазором 0,5— 2,0 мм, который необходим для того, чтобы при изгибании кабеля они могли несколько смещаться без разрывов и без смятия краев соседних лент. Каждая последующая лента перекрывает на 1/3 своей ширины зазор предыдущей.
Ниже даны значения пробивной электрической прочности бумаг, применяемых для наложения изоляции:
Расчет толщины изоляции производится по напряжению переменного тока частотой 50 Гц и импульсному напряжению. Принимается наибольшее полученное значение толщины изоляции. Толщина изоляции для кабелей различных сечений равна 11,0—9,6 мм при максимальной напряженности электрического поля не более 80 кВ/см в процессе эксплуатации. При этом толщина слоя из уплотненной бумаги составляет 3,5—2,5 мм, а из неуплотненной— 6,1—8,5 мм.
Оболочки кабелей. Для защиты изоляции от воздействия влаги, различных химических веществ, а также для предохранения ее от механических повреждений и обеспечения работы под избыточным давлением на кабели накладываются оболочки. Маслонаполненные кабели низкого давления изготовляются в свинцовой или алюминиевой (гладкой или гофрированной) оболочке.
Свинцовые оболочки кабелей изготовляются из сплавов свинца. Для оболочек кабелей, транспортируемых на расстояние свыше 3000 км, и кабелей, предназначенных для работы в условиях вибрации, применяется свинец, содержащий присадку меди в количестве 0,03—0,05% и сурьмы 0,5—0,65% или присадку меди до 0,05%, сурьмы 0,15—0,3%,, олова 0,35—0,5% и теллура до 0,005%.
Поверхность свинцовой оболочки должна быть глад- коп и ровной, без плен и наплывов, а ее толщина в зависимости от сечения кабеля составлять 3.0—3,6 мм. Свинцовая оболочка по всей длине должна быть герметичной и после наложения на кабель выдержать изнутри в течение 2 ч давление 5 кгс/см 2 углекислого газа (азота) или масла (после пропитки изоляции).
Для кабелей низкого давления весьма перспективна оболочка из алюминия (менее дефицитного, чем свинец), которая позволяет обойтись без упрочняющего покрова, так как алюминий не текуч и его механическая прочность в 2—2,5 раза больше по сравнению со свинцом. Длительно допустимое давление в кабелях с алюминиевой оболочкой 5,0, а при переходных процессах 10,0 кгс/см 2 .
Толщина алюминиевой оболочки для кабелей различных сечений принята 1,9—2,2 мм. Имея повышенную механическую прочность, алюминиевые оболочки обладают меньшей стойкостью против изгибов по сравнению со свинцовыми.
Для повышения гибкости алюминиевых оболочек их гофрируют методом накатки после наложения оболочки И на алюминиевом прессе. Три диска, смешенных относительно друг друга на 120°, вращаясь вокруг кабеля, обжимают оболочку и образуют гофры. После пропитки изоляции алюминиевая оболочка испытывается на герметичность при давлении масла 6 кгс/см 2 в течение 3 ч.
На образцах кабеля свинцовая оболочка с упрочняющим покровом выдерживает без разрыва испытание давлением 15 кгс/см 2 , а алюминиевая — 20 кгс/см 2 в течение 2 ч.
Упрочняющий покров накладывается поверх свинцовой оболочки и состоит из двух медных твердокатаных лент размером 28X0,2 мм, накладываемых с зазором 2—5 мм между витками, необходимым для того, чтобы при изгибах кабеля ленты не сминались и не повреждали оболочки. Ленты накладываются так, чтобы вторая лента своей серединой перекрывала зазоры первой.
Между упрочняющим покровом и свинцовой оболочкой кабеля накладываются две поливинилхлоридные ленты, предназначенные для защиты оболочки от повреждения медными лентами при их наложении, а также при изгибах кабеля в процессе изготовления и монтажа.
В кабелях с упрочняющим покровом оболочка, расширяясь, постепенно доходит до стабильного состояния и с течением времени все большую часть давления передает медным упрочняющим лентам.
Защитные покровы накладываются поверх свинцовой или алюминиевой оболочки кабеля и защищают их от воздействия влаги, кислот, щелочей, а также блуждающих токов, вызывающих коррозию свинца или алюминия, и от механических воздействий. Конструкция защитного покрова зависит от материала оболочки кабеля, условий его монтажа и эксплуатации.
Кабели в свинцовой оболочке марки МНС поверх упрочняющего покрова имеют защитный наружный покров из поливинилхлоридных лент общей толщиной не менее 2,2 мм, а марки МНСШЕ — из слоя битумного состава, из поливинилхлоридных ленты и шланга, номинальная толщина которого 3,0 мм.
Защитные покровы кабелей МНСК состоят из внутреннего покрова (подушки), брони из стальных проволок и наружного покрова. Подушка предохраняет оболочку кабеля и упрочняющий покров от повреждения бронепроволоками при изготовлении кабеля и монтаже, а также защищает их от химической и электрохимической коррозии. Подушка состоит из следующих слоев: битумный состав, две поливинилхлоридные ленты, лента крепированной битумированной бумаги, битумный состав, пропитанная кабельная пряжа толщиной 2,0 мм. Общая толщина подушки должна быть не менее 3,0 мм.
Наружный защитный покров накладывается поверх брони и предназначен для защиты ее от коррозии и механических повреждений. Покров состоит из следующих слоев: битумный состав, две поливинилхлоридные ленты, лента крепированной битумированной бумаги, битумный состав, пропитанная кабельная пряжа толщиной 2,0 мм, меловое покрытие, предохраняющее витки кабеля от слипания на барабане. Общая толщина наружного защитного покрова должна быть не менее 3,0 мм.
Защитные покровы кабеля марки МНСА состоят из слоев: битумный состав, две поливинилхлоридные ленты, лента крепированной битумированной бумаги, битумный состав, пропитанная кабельная пряжа и меловое покрытие.
В кабелях марок МНАШВ.У и МНАГШВ.У с алюминиевой оболочкой, предназначенных для прокладки в земле, поверх оболочки, учитывая недостаточную коррозионную стойкость алюминия, накладывается усиленный защитный покров, состоящий из слоев: битумный состав, лента из крепированной битумированной бумаги, две поливинилхлоридные ленты, лента из крепированной битумированной бумаги, битумный состав, лента из крепированной битумированной бумаги, поливинилхлоридная лента, лента из прорезиненной невулканизированной ткани и поливинилхлоридный шланг толщиной 3,0 мм. Общая толщина защитного покрова не менее 6,5 мм.
В кабелях марки МНАШВ, предназначенных для прокладки на воздухе, поверх алюминиевой оболочки накладывается покров, состоящий из слоев: битумный состав, лента из полиэтилентерефталатной пленки или поливинилхлоридного пластиката и шланг из поливинилхлоридного пластиката.
При проведении контрольных (сдаточных) испытаний кабеля шланг из поливинилхлоридного пластиката кабелей всех марок должен выдержать испытание напряжением 12,5 кВ постоянного тока в течение 1 мин; для проведения испытаний поверх оболочки при изготовлении кабеля накладывается слой графита.
Броня кабелей, выполняемая из стальных оцинкованных проволок, предохраняет оболочку от механических повреждений и принимает на себя действующие на 16
кабель растягивающие усилия. При прокладке кабелей в земле диаметр бронепроволок должен быть не менее 4,0 мм, в воде — не менее 6,0 мм. Для снижения магнитных потерь и нагрева кабеля броня из стальных проволок разделяется на четыре-шесть участков медными проволоками того же диаметра.
Кабели в алюминиевой оболочке и поливинилхлоридном шланге с броней из круглых проволок не изготовляются, так как эти кабели трудоемки в изготовлении ц имеют недостаточную гибкость.
Характеристики кабелей 110 кВ в алюминиевой оболочке приведены в табл. 3.
Таблица 3
Сооружение и эксплуатация кабельных линий высокого напряжения - Конструкции кабельных линий высокого давления
Для маслонаполненных кабелей высокого давления принят ряд сечений токопроводящих жил: 120, 150, 185, 240, 270, 300, 350, 400, 500, 550, 625, 700, 800, 1000, 1250 и 1500 мм 2 . Кабели высокого давления могут изготовляться с токопроводящими жилами сечением 120—700 мм 2 —на напряжение 110 кВ; 300—700 мм 2 —220 кВ; 400-700 мм 2 —330, 380 кВ; 550—700 мм 2 — 500 кВ.
Конструктивные параметры кабелей высокого давления указаны в табл. 3.1, а на рис. 3.2 приведен поперечный разрез фазы кабеля высокого давления во временной свинцовой оболочке, предназначенного для затягивания в трубопровод. Для сооружения кабельных линий 330, 380 кВ до настоящего времени применяются кабели сечением 550 мм 2 , 500 кВ — 625 мм 2 .
Таблица 3.1
Рис. 3.2. Поперечный разрез фазы кабеля высокого давления во временной свинцовой оболочке для прокладки в стальных трубах:
1 — токопроводящая жила; 2 — экран по жиле; 3 — изоляция из бумаг различной плотности и толщины; 4— экран по изоляции; 5 — проволока скольжения; 6 — изоляционное масло; 7—временная свинцовая оболочка
Токопроводящая жила кабеля высокого давления скручивается из круглых медных нелуженых проволок диаметром 2—3 мм.
Жилы сечением 120, 150, 185, 240 и 270 мм 2 четырехповивные, 300, 350
и 400 — пятиновивные, 500, 550, 625 и 700 мм 2 — шестиповивные (центральная проволока считается за повив). Жилы сечением 300 мм 2 и выше могут изготовляться из трех уплотненных секторов, скрученных из круглых проволок, что позволяет уменьшить диаметр жилы на 0,5—0,6 мм. Жилы сечением 1000 мм 2 и выше скручиваются из четырех или шести секторов, изолированных слоями электропроводящей бумаги, что позволяет уменьшить сопротивление жилы переменному току за счет снижения влияния поверхностного эффекта и эффекта близости.
Экран, накладываемый на токопроводящую жилу, экранирует неровности на ее поверхности, способствуя образованию радиального электрического поля в толще изоляции.
Экран, накладываемый на изоляцию, экранирует неровности на внутренней поверхности медных лент, исключает возможность образования масляных полостей между ними и поверхностью изоляции, обеспечивает радиальность электрического поля в изоляции. Изоляция кабеля высокого давления в кабельной линии подпитывается маслом из трубопровода. При изменениях температуры кабеля происходит движение масла сквозь слои изоляции и экранов, которое поступает в изоляцию из трубопровода или в трубопровод из изоляции. Экран из электропроводящих бумаг, обладающих абсорбционными свойствами, способствует стабилизации электрических свойств масла и изоляции. Экран по жиле имеет следующую конструкцию: три электропроводящих ленты толщиной по 0,08 или две толщиной по 0,12 мм; одна лента двухцветной бумаги толщиной 0,08 мм — для кабелей 110—220 кВ; пять электропроводящих лент и одна лента двухцветной бумаги толщиной по 0,08 мм — для кабелей 330—380 кВ; шесть электропроводящих лент и одна лента двухцветной бумаги толщиной по 0,08 мм — для кабеля 500 кВ. Экран по изоляции имеет следующую конструкцию: одна лента двухцветной бумаги толщиной 0,12 мм; одна лента электропроводящей бумаги толщиной 0,12 мм для кабелей 110—220 кВ или три для кабелей 330—500 кВ; одна лента электропроводящая металлизированная перфорированная толщиной 0,14 мм; одна медная перфорированная лента толщиной 0,15 мм в прокладку с лентой электропроводящей бумаги толщиной 0,12 мм. Электропроводящие ленты экранов накладываются с зазором 0,5—2 мм, двухцветные — с перекрытием 2—4 мм, металлизированная металлом наружу, медная перфорированная — с перекрытием 2—5 мм с прослойкой из ленты электропроводящей бумаги.
Изоляция выполняется градированной по толщине и плотности применяемых высоковольтных кабельных бумаг и состоит из лент толщиной 0,08 и 0,12 мм для кабелей 110 кВ; 0,08, 0,12 и 0,17 мм для кабелей 220—500 кВ, накладываемых на жилу методом обмотки. Непосредственно у жилы слои изоляции выполняются из тонкой уплотненной бумаги, имеющей более высокую электрическую прочность. Применение тонкой бумаги также позволяет повысить электрическую прочность изоляции благодаря уменьшению ее наиболее слабой части — масляных прослоек, образующихся вследствие наложения бумажных лент с зазором. Изоляция выполняется из изоляционной кабельной бумаги с уменьшенными диэлектрическими потерями. Бумага изготовляется из целлюлозы, обработанной углекислым магнием, с применением деионизированной воды.
На экран по изоляции накладывается не менее двух полукруглых проволок скольжения диаметром 5 мм из: немагнитного материала, которые предохраняют изоляцию и экран от повреждения при протягивании кабеля в трубопровод. Проволоки образуют зазор между фазами кабеля, что улучшает охлаждение кабелей за счет циркуляции масла в зазорах.
Для защиты изоляции от увлажнения при транспортировке и хранении поверх полукруглых проволок скольжения накладывается временная свинцовая оболочка, снимаемая специальной машиной при затягивании кабелей в трубопровод.
С целью лучшей сохраняемости характеристик кабелей при их транспортировке, хранении, монтаже и экономии ресурсов при изготовлении кабелей и сооружении кабельных линий на кабельных заводах выполнен комплекс работ по освоению производства, транспортировке, хранению и прокладке кабелей с применением специальных контейнеров или корзин. Специальный кабельный контейнер (рис 3.3) состоит из герметичного корпуса, закрываемого крышкой, в котором размещается барабан с кабелем. При наложении бумажной изоляции кабель принимается на барабан, который затем устанавливается в контейнер, где производится сушка и пропитка изоляции, электрические сдаточные испытания кабеля, его транспортировка и хранение. Из трех таких контейнеров кабели выматываются и одновременно затягиваются в трубопровод кабельной линии без соприкосновения с окружающей атмосферой. Высокая механическая прочность и герметичность контейнера гарантируют неповреждаемость кабеля при всех указанных операциях.
Рис. 3.3. Контейнер для кабеля высокого давления без свинцовой оболочки:
1 — корпус контейнера; 2 — крышка контейнера; 3 — барабан с кабелем; 4 — компенсатор; 5 — люк для вымотки кабеля; 6 — кабель; 7 — стопор барабана
Компенсирующее устройство контейнера специальной конструкции позволяет использовать объем газа в полостях контейнера и барабана и поддерживать примерно постоянное избыточное давление масла в изоляции кабеля при изменении температуры окружающей среды, что обеспечивает высокую стабильность электрических характеристик изоляции.
При прокладке кабелей в трубопровод кабельной линии контейнеры соединяются с трубопроводом с помощью закрытых шлюзов, через которые производится протягивание кабелей. Такой способ значительно упрощает прокладку кабелей, сокращает материалоемкость, длительность и трудоемкость работ. Уменьшается число временных сооружений, объем строительных работ, расход электроэнергии, высвобождается специальное монтажное оборудование. Одновременно обеспечивается требуемая сохранность кабелей, так как исключаются механические воздействия на изоляцию при съеме свинцовой оболочки, а также воздействие окружающей среды. Эффективность применения специальных кабельных контейнеров определяется исключением временной свинцовой оболочки, снижением трудоемкости изготовления кабелей, увеличением скорости и снижением трудоемкости прокладки кабелей в стальной трубопровод.
Применение специальных кабельных контейнеров наиболее целесообразно при сооружении кабельных линий на объектах, до которых транспортировка контейнеров с завода-изготовителя кабеля может быть выполнена автотранспортом, или при поставке кабелей на место монтажа водным транспортом. При транспортировке с использованием железнодорожного транспорта размеры контейнеров ограничиваются допустимыми габаритами перевозимых грузов. Из-за сложности транспортировки контейнеры в ряде случаев не могут быть применены.
Длина кабеля напряжением 220 кВ на барабане контейнера 400—600 м. Размеры строительных длин кабелей без временной свинцовой оболочки могут быть увеличены примерно в 2 раза при изготовлении, транспортировке, хранении, прокладке кабелей с применением специальных металлических корзин или контейнеров увеличенной вместимости.
Корзина состоит из двух колец (обечаек) высотой примерно 1 м, к нижним торцам которых приваривается дно корзины, а на верхние устанавливается крышка. Кабель после наложения изоляции принимается в корзину, закрываемую крышкой, в которой предусмотрены вводы для вакуумирования и подачи масла. Корзины устанавливаются в вертикальный вакуумный котел, в котором производятся сушка и пропитка бумажной изоляции. При сооружении кабельной линии кабели из корзин прокладываются в трубопровод.
Изоляция кабелей высокого давления пропитывается маслом средней вязкости марки С-220, представляющим собой депарафинизированное авиационное масло. В отличие от трансформаторного это масло не содержит в своем составе ароматических углеводородов, структурные группы его представлены 70% парафинов и 30% нефтенатов.
Маслом С-220 заполняются также трубопроводы кабельных линий на напряжение 110—500 кВ. В отдельных случаях допускается замена
масла С-220 на масло МН-4 для линий на напряжение 110 и 220 кВ.
Схематичный разрез маслонаполненного кабеля высокого давления для прокладки в трубах типа мвдт
В группах
Элементы конструкции и области применения
| Элементы конструкции | Область применения |
| Маслонаполненный, высокого давления | Эксплуатация в стальном трубопроводе с маслом под давлением, прокладываемом в туннелях, в земле и под водой. |
Избыточное давление масла в процессе эксплуатации для кабелей низкого давления должно соответствовать 0,25-3,0 кгс/см 2 для кабелей в свинцовой оболочке и 0,25-5,0 кгс/см 2 для кабелей в алюминиевой оболочке, для кабелей высокого давления - 11,0-16,0 кгс/см 2 .
Конструктивные параметры
Номинальные сечения жил кабелей, мм 2
120, 150, 185,240,270,300, 350,400,500,550,625, 800 300, 350,400,500,550,625,800 300,400,500,550,625,700Токопроводящие жилы кабелей должны быть круглой формы.
Жила кабелей низкого давления должна быть изготовлена из медных отожженных луженых проволок и иметь в центре канал. При пропитке кабеля синтетическим маслом допускается изготовление жилы из нелуженых проволок.
Число проволок и диаметры центрального канала должны быть не менее указанных в таблице.
Параметры центрального канала
Жила кабелей высокого давления должна быть изготовлена из медных отожженных проволок, число которых должно быть не менее указанного в таблице.
Число проволок в жиле
Бумажная изоляция кабелей выполняется двухслойной. Слой изоляции, прилегающий к экрану на жиле, должен быть из высоковольтной кабельной уплотненной бумаги, остальная часть изоляции - из высоковольтной кабельной неуплотненной бумаги.
Уплотненная бумага должна быть номинальной толщиной не более 0,08 мм, неуплотненная бумага номинальной толщиной 0,12 и 0,17 мм; допускается применение неуплотненной бумаги номинальной толщиной 0,08 мм.
Для пропитки изоляции должны применяться кабельное нефтяное или синтетическое масла.
Номинальные толщины изоляции приведены в таблице.
Номинальные толщины изоляции кабелей, мм
Толщины экранов, мм
Низкого давления на напряжение 110 кВ Низкого давления на напряжение 220 кВ Высокого давления на напряжение 220 кВ Высокого давления на напряжение 500 кВНаружная электропроводящая лента экрана по изоляции выполняется металлизированной перфорированной и накладывается металлизированной поверхностью к оболочке. В кабелях низкого давления допускается замена металлизированной ленты лентой электропроводящей бумаги, наложенной вместе с медной или алюминиевой лентой.
В кабелях высокого давления поверх экрана на изоляции должно быть не менее двух фасонных проволок скольжения из немагнитного металла.
болочка кабелей низкого давления должна иметь круглую форму. Толщины свинцовых оболочек указаны в таблице.
Толщины свинцовых оболочек, мм
от 50 до 70Номинальная толщина алюминиевых оболочек составляет 2,5 мм. Для кабелей диаметром под оболочкой до 45 мм включительно алюминиевая оболочка выполняется гладкой, свыше 45 мм - гофрированной.
Форма гофра алюминиевой гофрированной оболочки должна быть синусоидальной или S-образной.
Шаг гофрирования должен составлять 30-50% от наружного диаметра выступов оболочки.
Для кабелей высокого давления свинцовая оболочка используется в отдельных случаях в качестве временной защиты до монтажа кабельной линии, однако в настоящее время более перспективным является транспортировка кабелей в контейнерах с маслом без использования оболочек.
В кабелях низкого давления поверх свинцовой оболочки должен быть упрочняющий покров из лент по-ливинилхлоридного пластиката или полиэтилентерефталата и двух лент из немагнитного металла.
Номинальная толщина шланга из поливинилхлоридного пластиката должна быть не менее 3,0 мм.
Броня кабелей марки МНСК должна быть выполнена из стальных оцинкованных проволок, имеющих номинальный диаметр не менее 4 мм, разделенных на 4-6 участков проволоками из меди того же диаметра. Просвет между проволоками не должен превышать диаметра проволоки.
На рисунках показаны конструкции кабелей МВДТ после монтажа линии в трубопроводе.
Справочные значения наружных диаметров и масс кабелей приведены в таблицах. Значения для кабелей марки МНСК указаны для диаметра проволок брони 4 мм. С учетом реальных допусков возможны отклонения на 5-10% в меньшую или большую стороны.
Электромонтер по монтажу кабелей - Маслонаполненные и газонаполненные кабели
В маслонаполненных кабелях бумажная изоляция пропитывается минеральным маловязким маслом. Давление масла в кабеле благодаря наличию специальных подпитывающих устройств поддерживается на определенном уровне.
Маслонаполненные кабели выпускают низкого и среднего давления.
На напряжение 110 кВ изготавливают кабели низкого давления, предназначенные для длительной работы при давлении 1 кГ/см; на напряжение 110—220 кВ — среднего давления (3 кГ/см). конструкции маслонаполненных кабелей низкого и среднего давления не имеют принципиальных различий.
На рис. 8 приведена конструкция маслонаполненного кабеля среднего давления.
Токопроводящую жилу изготовляют из фасонных медных луженых проволок. Применение фасонных проволок дает возможность образовать в центре жилы канал для прохождения масла и получить жилу с более гладкой наружной поверхностью. Лужение проволок применяют для обеспечения большей чистоты поверхности проволок и для исключения непосредственного контакта масла с медью, которая является ускорителем старения масла.
Токопроводящая жила имеет два повива: первый из Ζ-образных проволок, второй из сегментных проволок. Поверх жилы накладывают экран из полу проводящей бумаги.
Изоляцию маслонаполненных кабелей изготовляют из высоковольтной кабельной бумаги. Для более равномерного распределения напряженности по сечению кабеля используют бумагу различной толщины, более тонкую у жилы и более толстую у оболочки.
Рис. 8. Маслонаполненный кабель среднего давления: 1 — маслопроводящий канал; 2 — токопроводящая жила; 3 — экран из трех лент полупроводящей бумаги; 4 — бумажная изоляция; 5 — экран из полупроводящей бумаги; 6 — оболочка из медистого свинца; 7 — битумный состав; 8 — ленты из поливинилхлоридного пластиката; 9 — усиливающий покров; 10 — то же, что и 8, 11 — подушка; 12 — проволочная броня; 13 — защитный противокоррозионный покров
Изоляции маслонаполненных кабелей пропитывают специальным маслом марки МН-1 типа трансформаторного с низкой температурой застывания (ниже минус 45° С).
Поверх бумажной изоляции накладывают экран из полупроводящей и металлизированной бумаги.
Оболочку кабеля изготовляют из меднистого свинца. Маслонаполненные кабели среднего давления в связи с возможностью разрыва оболочки имеют усиливающий покров в виде двух медных твердокатаных лент толщиной 0,2 м.
Броня маслонаполненных кабелей состоит из стальной круглой проволоки диаметром 4 или 6 мм, ее защищают противокоррозионным покровом. Маслонаполненные кабельные линии подпитывают с помощью специальной аппаратуры (баков питания или баков давления), присоединяемой к концевым и стопорным муфтам.
На напряжение 220—500 кВ применяют кабели в стальных трубах с маслом высокого давления (12—15 кГ/см 2 ). Токопроводящие жилы таких кабелей выполняют из медных или алюминиевых круглых проволок, экранируемых пол у проводящей бумагой. Изоляция выполнена из высоковольтной бумаги различной плотности, пропитанной специальным маслом.
Бумажную изоляцию экранируют лентами полупроводящей бумаги и медными перфорированными лентами. По медным лентам для предохранения их от повреждений при затягивании кабелей в трубопровод накладывают спиралью две медные полукруглые проволоки скольжения.
Для защиты изоляции от увлажнения при транспортировании и хранении поверх проволок скольжения накладывают свинцовую оболочку, которую разрезают и снимают при затягивании кабеля в трубопровод.
Кабельные линии в стальных трубах с маслом под давлением в отличие от линии маслонаполненных кабелей, пропитанных жидким минеральные маслом, не имеют стопорных муфт и распределенной по трассе подпитывающей аппаратуры. Подпитку линий осуществляют с помощью автоматической насосной установки, расположенной на одном из концов линии.
Рис. 9. Газонаполненный кабель на напряжение 35 кВ: 1 - канал для газа: 2 — токопроводящая жила: 3 — экран из полупроводящей бумаги; 4 — изоляция из пропитанной кабельной бумаги; 5 — свинцовая оболочка; 6 — 8 — усиливающие и защитные покровы
Газонаполненные кабели имеют обедненно-пропитанную изоляцию. Электрическая прочность такой изоляции повышается путем заполнения пустот в ней газом (обычно чистым азотом) повышенного давления.
В СССР имеются газонаполненные кабели низкого (1 кг/см 2 ) и среднего (3 кг/см 2 ) давления на напряжение 35 кВ.
На рис. 9 представлен разрез одножильного газонаполненного кабеля среднего давления на напряжение 35 кВ. Токопроводящую жилу кабеля изготовляют из Ζ-образных медных проволок, образующих в центре жилы газопроводящий канал. Изоляция жилы выполнена из высоковольтной кабельной бумаги с обедненной пропиткой. Поверх жилы и изоляции наложены экраны из полу проводящей бумаги. Оболочка кабеля из меднистого свинца усилена медными твердокатаными лентами. Кабель защищают ленточной броней (при подземной прокладке) или проволочной броней (при подводной прокладке), покрытых противокоррозионным составом.
Подпитку газонаполненных кабельных линий производят от баллонов с очищенным азотом, присоединяемых к концевой муфте.
Электрическая прочность газонаполненных кабелей ниже, чем у маслонаполненных кабелей, но преимуществом газонаполненных кабелей является более простая аппаратура подпитывающих устройств и применение дешевого газа вместо дорогостоящего масла.
Кабель МВДТ
Токопроводящая жила - из медных отожженных проволок, круглой формы.
Экран по жиле - из кабельной электропроводящей уплотненной одноцветной и двухцветной бумаги.
Изоляция - из уплотненной и неуплотненной высоковольтной кабельной бумаги, пропитаной кабельным нефтяным или синтетическим маслами.
Экран по изоляции - из кабельной электропроводящей уплотненной одноцветной и двухцветной бумаги, а так же медная перфорированная лента, наложенная вместе с лентой электропроводящей бумаги.
Проволоки скольжения - не менее двух фасонных проволок скольжения из немагнитного металла.
Металлическая оболочка - выпресованная из свинца круглой формы.
Кабели должны поставляться комплектно с арматурой для оконцевания, соединения и разветвления кабелей, с подпитывающими установками для поддержания в кабелях заданного давления масла, стальными и медными трубами (в необработанном виде) и изоляционным маслом, которые должны соответствовать требованиям нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке.
Область применения кабеля МВДТ:
Кабели предназначены для передачи и распределения электрической энергии при номинальном междуфазном переменном напряжении 500 кВ частоты 50-60 Гц.
Кабели предназначены для трехфазных систем с заземленной нейтралью с прямой связью кабельных линий с воздушными линиями электропередачи или без нее.
Кабели предназначены для эксплуатации в стальном трубопроводе с маслом под давлением, прокладываемом в туннелях, в земле и под водой.
Читайте также: