Холянов В.С., Холянова О.М. Основы электроэнергетики

Подождите немного. Документ загружается.

4. Экран по изоляции из экструдируемого полупроводящего сшитого

полиэтилена.

5. Слой из полупроводящей водоблокирующей ленты – для кабелей с

индексом «r», «2r».

6. Экран из медных проволок, скреплённых медной лентой. Сечение

экрана выбирается в зависимости от токов короткого замыкания.

7. Разделительный слой:

- для кабелей с индексом «2r» из водоблокирующей ленты.

8. Разделительный слой:

- для кабелей с индексом «2r» из алюмополимерной ленты;

- для кабелей с индексом Внr-LS категории А из слюдосодержащей

ленты

9. Оболочка:

- из полиэтилена (П);

- из полиэтилена увеличенной толщины (Пу);

- из ПВХ пластиката (В);

- из ПВХ пластиката пониженной пожароопасности.

Конструкция трёхжильного кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена

приведена на рис. 3.11.

Рис. 3.11. Конструкция трёхжильного кабеля с изоляцией из СПЭ

Цифры на рис. 3.11 означают:

1 - многопроволочная уплотнённая токопроводящая жила, алюми-

ниевая или медная;

2 - внутренний экструдированный полупроводящий слой;

3 - изоляция из сшитого полиэтилена;

4 - внешний экструдированный полупроводящий слой;

5 - слой обмотки полупроводящим полотном;

6 - медный экран;

7 - экструдированная подушка;

8 - броня из двух стальных оцинкованных лент;

9 - наружная оболочка.

ОАО «Завод «Саранскабель» выпускает силовые кабели с изоляцией из

СПЭ на напряжение 6, 10, 20, 35 кВ в оболочке из полиэтилена и ПВХ-

пластиката сечением от 35 до 800 мм

(алюминиевая жила), от 25 до 630 мм

(медная жила).

СитиКабель напряжением 132 кВ. Это трёхжильный кабель с

изоляцией из сшитого полиэтилена в стальной трубе, рис. 3.12.

Рис. 3.12. СитиКабель напряжением 132 кВ

Цифры на рис. 3.12 означают:

1 – медная жила;

2 – изоляция из СПЭ;

3 – водоблокирующий слой;

4 – водозащитный слой из алюмополимерной ленты;

5 - полиэтиленовая оболочка;

6 – оболочка, скручивающая три жилы вместе;

7 – броня из плоской стальной проволоки;

8 – стальные трубы;

9 – полиэтиленовое покрытие.

В СитиКабеле объединены преимущества газонаполненных кабелей и

кабелей с изоляцией из СПЭ. Кабель специально разработан для применения в

городских кабельных сетях для повторной и новой прокладки. Основные

конструкции были разработаны с учётом возможности использования уже

существующих старых труб. Концепция СитиКабеля позволяет проводить

дешёвую замену старых кабельных контуров и экономичный и безопасный

монтаж кабельных сетей в многолюдных зонах.

Использование СитиКабеля обеспечивает:

- быструю и дешёвую замену кабелей за счёт протаскивания кабелей в

уже существующие трубы;

- компактную и прочную трёхжильную конструкцию;

- эксплуатацию без дополнительного обслуживания;

- отсутствие загрязнения окружающей среды.

Кабели напряжением 110 и 220 кВ. В Германии выпускаются одножиль-

ные кабели с изоляцией из СПЭ и медным проволочным экраном, герме-

тизированные, с многопроволочной уплотнённой жилой. При сечении медных

или алюминиевых жил от 240 до 1000 мм

пропускная способность кабелей с

медными жилами от 161 до 287 МВ*А, а алюминиевых – от 127 до 245 МВ*А.

При сечении медных или алюминиевых жил от 1000 до 2500 мм

их пропускная

способность составляет от 377 до 536 МВ*А и от 298 до 458 МВ*А соответст-

венно. На рис. 3.13 представлен кабель с СПЭ-изоляцией на напряжения 110,

220 кВ. Кабель состоит из: 1 – круглой многопроволочной медной или

алюминиевой жилы, 2 – полупроводящего слоя по жиле; 3 – изоляции из

сшитого полиэтилена; 4 – полупроводящего слоя по изоляции; 5 -

полупроводящей ленты; 6 – экрана из медных проволок; 7 – медной ленты; 8 –

полупроводящей ленты; 9 – оболочки из полиэтилена или ПВХ пластиката.

Рис. 3.13. Конструкция кабеля напряжением 110 и 220 кВ

с СПЭ-изоляцией

Металлический экран состоит из медных проволок и спирально

наложенной поверх них медной ленты. Площадь сечения экрана выбирается по

условию протекания токов короткого замыкания. Площадь сечения экрана

выбирается по условию протекания токов короткого замыкания. Для

обеспечения продольной герметизации в кабелях с индексом «r» используется

слой водонабухающего материала. При контакте с водой этот слой разбухает и

формирует продольный барьер, предотвращая, таким образом, распространение

влаги при повреждении наружной оболочки. Кабели с индексом «2r» помимо

продольной герметизации экрана, имеют оболочку из алюмополимерной ленты,

сваренной с полиэтиленовой оболочкой.

Данная конструкция создаёт эффективный барьер, препятствующий

проникновению паров воды, а наружная оболочка из чёрного полиэтилена

служит как механическая защита.

В настоящее время во всём мире наблюдается существенный рост

использования кабельных линий напряжением 110 кВ и выше. В основном они

применяются при организации глубоких вводов в центральные районы

крупнейших городов. В табл. 3.4 приведены данные о крупнейших кабельных

объектах последних лет с СПЭ-кабелями. Конструкция кабелей на высокие и

сверхвысокие напряжения отличается в основном толщиной изоляции и

защитной оболочки. Кабельная жила изготовляется уплотнённой и

герметизированной, а при сечении более 1000 мм

– сегментированной для

уменьшения поверхностного эффекта. Максимальная площадь жилы может

составлять 2500 мм

Таблица 3.4. Крупнейшие кабельные объекты

Страна, наименование

проекта

Число линий, напряжение,

прокладка, число жил х сечение

Протяжённость,

км (в однофаз-

ном исчислении)

Годы

осуществления

Китай, ГЭС Дачаошан

пров. Юнань

2, 525 кВ, частично вертикально

в шахте глубиной 145 м

2,5 2006

РФ, Бурейская ГЭС 2, 500 кВ, туннель с разницей

высот 155 и 293 м

2004

Дания, Afrhus-Aaibord 2, 400 кВ, в грунте, 1 х 2000 мм

84 2003-2004

США, Сан Хосе 2, 230 кВ, в грунте, 1 х 1267 мм

57 2003

Великобритания,

Лондон

2,420 кВ, в туннеле, 1 х 2500

мм

60 2002-2005

Испания, Мадрид 2, 400 кВ, в туннеле, 1 х 2500

мм

72 2001-2003

Германия, Берлин 2, 400 кВ, в глубоком туннеле 32 1997-1998

Дания, Копенгаген,

Метрополитен 1, 420 кВ, 1 х 1600 мм

1996-1997

3.5. Арматура для кабельных линий

Соединение отдельных строительных длин кабеля при прокладке кабель-

ных линий, а также оконцевание кабелей в местах присоединения к источнику

энергии или потребителю производится при помощи муфт (кабельной

арматуры).

Кабельные муфты разделяют: по напряжению (до 1, 6, 10, 35 кВ), назна-

чению (соединительная, стопорная, концевая), габариту (нормального габарита

или малогабаритные), материалу (чугунная, свинцовая, эпоксидная), форме

исполнения (У-образная, Т-образная и крестообразная), месту установки (для

внутренней или наружной установки), количеству фаз (концевая трехфазная

или четырехфазная).

Для изоляции муфт кабелей с бумажной изоляцией применяются предва-

рительно пропитанные рулоны кабельной бумаги. Такая изоляция наклады-

вается вручную на месте монтажа, при этом не исключено её увлажнение и

попадание пыли.

В качестве литой изоляции для арматуры кабелей с пластмассовой изоляци-

ей с успехом используются компаунды на основе полиэтилена, этиленпропи-

лена.

Кроме литой пластмассовой изоляции, большое распространение получила

изоляция, накладываемая в виде подмотки из пластмассовых лент. В ряде

случаев такая изоляция оказывается более экономичной, чем изоляция из литых

пластмассовых деталей.

3.5.1. Соединительные муфты

Соединительные муфты предназначены для соединения отдельных строи-

тельных длин кабеля при сооружении линии. Разновидностью соединительных

муфт можно считать ответвительные муфты.

При монтаже соединительной муфты на определенной длине кабеля

снимаются защитные покровы, металлическая оболочка и экран по изоляции.

Заводская изоляция частично удаляется.

После подготовки концов соединяемых кабелей производится соединение

токопроводящих жил. Эта операция является очень ответственной.

Далее восстанавливается частично удаленная изоляция кабеля.

Электрическая прочность восстановленной изоляции обычно ниже, чем

электрическая прочность заводской изоляции кабеля, поэтому толщина подмот-

ки должна быть несколько больше, чем толщина изоляции кабеля.

После монтажа подмотки по её поверхности восстанавливается экран.

Если соединительная муфта имеет бумажную подмотку, то она размеща-

ется в металлическом корпусе. Для кабелей на напряжение 1 кВ корпус соеди-

нительной муфты отливается из чугуна, рис.3.14.

Рис. 3.14. Чугунная соединительная муфта для кабелей напряжением до 1 кВ:

1- верхняя часть; 2- подмотка для смоляной ленты; 3 – нижняя часть муфты; 4 –

фарфоровая распорка; 5 – крышка; 6 - болт крышки; 7 – стягивающий болт; 8 –

провод заземления; 9 – наконечник; 10 – соединительная гильза

Соединительные муфты кабелей на напряжения 6 и 10 кВ заключаются в

свинцовый корпус, который при прокладке в земле в свою очередь помещается

в чугунный кожух или кожух из стеклопластиков для защиты от коррозии и

механических повреждений, рис.3.15.

ЗАО «Термофит», г. Санкт-Петербург, наладил выпуск термоусаживаемых

соединительных муфт ТЕРМОФИТ-10СТ

для соединения трехжильных

силовых кабелей с бумажной пропитанной изоляцией напряжением до 1 кВ,

рис.3.16. Муфты устанавливаются в грунте, в туннелях, каналах и на открытом

воздухе – на эстакадах, кабельных полках и др. Монтаж муфт основан на

прогреве (термоусаживании) деталей из модифицированного полимера. Про-

грев выполняется с помощью газовой горелки (предпочтительно пропанбута-

новой), паяльной лампы или высокотемпературного фена. При достижении

температуры 120-140

С деталь сжимается по диаметру (усаживается) до кон-

такта с изолируемой поверхностью. При остывании до температуры окружаю-

щего воздуха новая форма детали сохраняется.

Предельно допустимая разность уровней кабелей до 25 м. Допускаемые

температуры окружающего воздуха при эксплуатации муфты от –50 до +60

С.

Рис. 3.15. Соединительная муфта в свинцовом корпусе для

кабелей на напряжение 6, 10 кВ:

1 – бандаж; 2 – заземляющий провод; 3 – корпус муфты;

4 – заливочное отверстие; 5 – изоляция кабеля; 6 – подмотка из бумажных

лент; 7 – токопроводящая жила; 8 – соединительная гильза

Рис. 3.16. Термоусаживаемая соединительная муфта ТЕРМОФИТ-10СТ

на напряжения 6 и 10 кВ

Соединительные муфты кабелей на напряжение 35 кВ имеют латунный

корпус, который при прокладке в земле помещается в общий чугунный,

стальной кожух или кожух из стеклопластика, рис.3.17. Металлический корпус

заливается битумной массой либо маслоканифольным заливочным компа-

ундом.

На рис. 3.18 показана соединительная муфта в эпоксидном корпусе для

кабелей на напряжения 6, 10 кВ. Эпоксидный корпус муфты отливается на

заводе. На месте монтажа в нем на распорках размещаются кабели с

соединенными жилами, и пространство между ними и корпусом заливается

эпоксидным компаундом.

Для соединения кабелей с пластмассовой изоляцией наиболее хорошо себя

зарекомендовали муфты с изоляцией из самосклеивающихся лент, рис. 3.19.

Рис. 3.17. Соединительная муфта для кабелей напряжением 35 кВ:

1 – экран конуса; 2 – конус; 3 – корпус; 4 – экран корпуса;

5 – место соединения

Рис. 3.18. Соединительная муфта в эпоксидном корпусе

на напряжения 6 и 10 кВ:

1 – корпус; 2 – распорка; 3 – подмотка; 4 – соединение жил; 5 – провод

заземления; 6- проволочный бандаж; 7 – герметизирующая подмотка

Рис. 3.19. Соединительная муфта для кабелей с пластмассовой

изоляцией на напряжение 10 кВ:

1 – гильза соединительная; 2- адгезионный слой;

3 – изоляция из самосклеивающихся лент; 4 – полупроводящий экран;

5 – металлический экран; 6 – подмотка лентой из ПВХ-пластиката;

7 – наружный покров (термоусаживаемая трубка)

3.5.2.Стопорные муфты

Стопорные муфты устанавливаются на кабелях с бумажной пропитанной

изоляцией (1-35 кВ) для предотвращения стекания пропиточного состава при

прокладке кабелей по наклонным трассам. Расстояния между муфтами

выбираются так, чтобы давление от вертикального столба пропиточной массы

не нарушало герметичности муфт или оболочки кабеля.

Для кабелей на напряжения 1-10 кВ в качестве стопорных муфт могут

использоваться эпоксидные соединительные муфты, для кабелей на напря-

жение 35 кВ применяются специальные металлические стопорные муфты. На

рис.3.20 представлена стопорная муфта с применением эпоксидной изоляции.

Стопоры представляют собой медные или алюминиевые стержни, или эпок-

сидные отливки, присоединенные к жилам кабеля при помощи соедини-

тельных гильз. На стержни наматывается слой бакелитизированной бумаги.

Стопоры вклеиваются в текстолитовую перегородку, разделяющую пропиточ-

ную массу правой и левой части муфты.

Монолитные стержни, при помощи которых соединяются многопро-

волочные жилы кабеля, не допускают перемещение пропиточного состава