Конструкции силовых кабелей. Кабели с поясной изоляцией на напряжение 6(10) кВ

   Основная масса силовых  кабелей на напряжения до 10 кВ выпускается трёхжильными с секторными жилами, рис.1, так называемые  кабели с поясной изоляцией. На рисунке показано, что  каждая жила изолирована от другой специальной кабельной бумагой - 2, пропитанной массой, в состав которой входят масло и канифоль, а все жилы - от земли  поясной изоляцией – 4, также из пропитанной бумаги. Для обеспечения герметичности кабеля на поясную изоляцию накладывают оболочку 5 без швов. От механических повреждений кабель защищают бронёй 7 из стальной ленты, а от химических воздействий покрывают асфальтированным джутом 8.

Рис. 1. Трёхжильный кабель с поясной изоляцией из пропитанной бумаги:

1 – жилы; 2 – изоляция жил; 3 – заполнитель; 4 – поясная изоляция;

5 – защитная оболочка; 6 – бумага, пропитанная компаундом;

7 – семиленточная броня; 8 -  пропитанная кабельная пряжа

   Такие кабели выпускаются  с медными и алюминиевыми жилами сечением от 6 до 240 мм². Алюминиевые жилы могут быть однопроволочными во всём диапазоне сечений, кроме того, в диапазоне 70-240 мм² выпускаются такие кабели с многопроволочными уплотнёнными жилами. Медные жилы выпускаются в основном многопроволочными, однако в диапазоне сечений от 6 до 50 мм² применяются также однопроволочные жилы. Используют медные жилы в тех случаях, когда это предусмотрено требованиями ПУЭ, например, во взрывоопасных зонах классов В-1 и В-1а.

   Для изоляции жил применяют кабельную бумагу, пропитанную вязким составом, резину и пластмассу (поливинилхлорид и полиэтилен).

   Для крутонаклоненных  и вертикальных трасс, где возможно стекание пропиточного состава и как следствие ослабление изоляции жил кабеля в верхней части трассы и выпучивание оболочки на нижнем уровне, применяют кабели с обеднённой пропиткой бумажной изоляции или кабели с изоляцией, пропитанной нестекающей стекловидной массой на основе церезина. Для кабелей с резиновой или пластмассовой изоляцией жил перепады уровней трассы не ограничивают.

   Промежутки между  изолированными жилами заполняются жгутами из сульфатной бумаги. Электрическое поле в кабелях с поясной изоляцией имеет сложный вид. Силовые линии поля в некоторых областях сечения кабеля не перпендикулярны слоям бумаги, поэтому появляются тангенциальная составляющая электрического поля в изоляции, что существенно ослабляет изоляцию в этих местах.

   Выпускаемые в нашей стране кабели предназначены для работы в сетях с изолированной нейтралью. При этом в аварийном режиме напряжение между соседними поврежденными фазами будет равно напряжению между этими фазами и оболочкой и равно линейному напряжению сети. Действительно, при замыкании одной  из фаз на оболочку в случае изолированной нейтрали последняя приобретает потенциал повреждённой фазы. Следовательно, чтобы в аварийном режиме обеспечить примерное равенство средних напряженностей электрического поля в фазной и поясной изоляции, необходимо выбрать их равной толщины. Однако с  учетом того, что аварийные режимы работы кабелей носят кратковременный характер, допускается некоторое увеличение напряженности поля в изоляции кабелей при кратковременных повышениях напряжения. В отечественных кабелях толщина изоляции между фазами приблизительно на 36% больше толщины изоляции между жилами и оболочкой. Для рабочих же режимов средние напряженности электрического поля в фазной и поясной изоляции будут примерно одинаковыми, если толщина изоляции между жилами будет примерно на 70% больше, чем между жилой и оболочкой.

   Для кабелей на напряжение 6 кВ толщина  фазной изоляции составляет 2 мм, а толщина поясной – 0,95 мм, для кабелей на напряжение 10 кВ – соответственно 2,75 и 1,25 мм.

   Оболочки кабелей изготовляют из свинца, алюминия, резины и пластмассы. Алюминиевые оболочки достаточно герметичны и механически более прочные по сравнению со  свинцовыми. Алюминий имеет повышенную стойкость к вибрационным нагрузкам. Высокая электропроводность алюминия дает возможность использовать алюминиевые оболочки в качестве четвёртой жилы, что обеспечивает значительную экономию алюминия, изоляционных и защитных покровов. Однако кабели с алюминиевыми оболочками нельзя применять в условиях воздействия на них агрессивных сред.

   Для предупреждения коррозии металлических кабельных оболочек и для их механической защиты, а также для механической защиты пластмассовых оболочек кабели имеют наружные антикоррозионные покровы, представляющие собой чередующиеся слои битумного состава, бумажных или пластмассовых лент, металлической брони. Элементами защитных покровов могут

также являться выпрессованные полиэтиленовый или поливинилхлоридный шланги.

   В конструкции защитных покровов можно  выделить следующие элементы: подушка, броня и наружный покров.

   Подушка защищает металлическую оболочку от коррозии, а также играет роль защиты оболочки от механических повреждений при наложении на кабель брони. Если в конструкции защитных покровов подушка не предусматривается, то в марке кабеля имеется буква «О».

   Для защиты кабелей от механических повреждений используется стальная броня. Если на кабель накладывается броня из стальных лент, то в марке кабеля имеется буквенное обозначение Б. Броня из стальных оцинкованных круглых проволок обозначается буквой К, а из стальных оцинкованных плоских проволок - буквой П.

   Наружный покров предназначен для защиты от коррозии стальной брони кабеля. Простейшая конструкция наружного покрова, не имеющая буквенного обозначения, представляет собой чередующиеся слои битумного состава или битума, пропитанной кабельной пряжи или стеклянной пряжи из штапелированного волокна.  Если наружный покров накладывается на кабели, предназначенные для эксплуатации в помещениях или местах с повышенной пожароопасностью, то битумные слои заменяются специальным негорючим составом. Такие наружные покровы обозначаются буквой «Н».

Наиболее надежными являются наружные покровы типа полиэтиленового (Шп) или поливинилхлоридного (Шв) шланга.

Защитные покровы, не имеющие противокоррозионных слоёв, обозначаются буквой Г.

Например, кабель марки ААШВ имеет алюминиевую жилу, бумажную изоляцию, алюминиевую оболочку, защитный покров в виде поливинилхлоридного шланга  и наружный защитный покров.