Силовые кабели с пластмассовой и резиновой изоляцией
Кабели с пластмассовой изоляцией. Типовая конструкция кабеля представлена на рис. 1.
Силовые кабели с пропитанной маслом бумажной изоляцией, обладая высокими электрическими параметрами и большой надежностью в эксплуатации, тем не менее, не лишены ряда существенных недостатков, а именно: технологический процесс их изготовления сложен и малопроизводителен; кабели изготовляются только в металлической оболочке, так как пропитанная бумага гигроскопична, что значительно удорожает и утяжеляет их конструкцию; кроме того, из-за стекания пропиточного состава в кабелях имеются ограничения при вертикальных прокладках.
Применение пластмасс для изоляции силовых кабелей позволяет значительно упростить технологию их изготовления. Пластмассовая изоляция может быть наложена на токопроводящие жилы методом выдавливания (экструзии) на червячных прессах. Этот процесс значительно более производителен, чем изолирование методом обмотки лентами. Кроме того, при этом отпадает необходимость сушки и пропитки изоляции. Применение пластмасс позволяет также облегчить конструкцию кабелей, упростить прокладку и монтаж, а также производить прокладку на трассах с большой разностью уровней. Преимущества кабелей с пластмассовой изоляцией особенно заметны при использовании их на высокие напряжения (110 кВ и выше) вместо кабелей маслонаполненного типа.
Основными материалами, применяемыми для замены пропитанной маслом бумажной изоляции, являются полиэтилен, поливинилхлорид и этилен-пропилен.
Наиболее пригодным материалом для изоляции кабелей является сшитый полиэтилен, т.е. полиэтилен, имеющий пространственную структуру молекул.
Электрические характеристики его находятся на уровне свойств термопластичного полиэтилена, а нагревостойкость выше.
Рис. 1. Конструкция фазы кабеля с пластмассовой изоляцией
на напряжения 10-35 кВ:
1 – жила; 2 – полупроводящий полиэтилен; 3 – полупроводящий полихлорвиниловый пластикат; 4 – полиэтиленовая изоляция; 5 – полихлорвиниловая изоляция; 6 – коллоидальный графит; 7 – экран из медной или алюминиевой ленты; 8 – полихлорвиниловый шланг
Кабели выпускаются с медными и алюминиевыми токопроводящими жилами различных сечений от 1,5 до 240 мм2.
Кабели на напряжения 1-6 кВ выпускаются с двумя, тремя и четырьмя жилами круглой, секторной формы, на напряжения 10 и 35 кВ – только с круглыми жилами в одножильном исполнении - 1 на рис. 3.9.
Кабели на напряжение 6 кВ имеют экран только по изоляции, а кабели на напряжения 10 и 35 кВ имеют экран как по жиле – 2 и 3, так и по изоляции – 3. Экраны по жиле выполняются в виде слоя полупроводящей композиции на основе полиэтилена или поливинилхлорида.
Для защиты от влаги и механических повреждений кабели имеют шланг из поливинилхлорида или полиэтилена - 8, либо алюминиевую оболочку.
Кабели, предназначенные для прокладки в земле, имеют поверх пластмассовой или алюминиевой оболочки броню из стальных лент или круглых проволок и наружный антикоррозионный покров.
Маркировку кабелей с пластмассовой изоляцией см. рис. 3.2. Наиболее распространены марки кабелей с пластмассовой изоляцией: АВВБ, АВВГ, ВВБ, АПВБГ и т.д.
Силовые кабели с резиновой изоляцией. Силовые кабели с резиновой изоляцией предназначены для неподвижной прокладки в сетях переменного напряжения 660 В или постоянного напряжения 1, 3, 6 и 10 кВ.
Кабели имеют медные или алюминиевые токопроводящие жилы круглой формы сечением от 1 до 500 мм2. Изоляция выполняется из изоляционной резины; поверх изолированных жил накладывается оболочка из свинца, поливинилхлорида или шланговой резины. В случае необходимости кабели имеют упрочняющие покровы, состоящие из двух стальных лент, и защитные покровы обычной конструкции.
Кабели на 660 В переменного напряжения (1000 В постоянного напряжения) могут быть одно-, двух- или трехжильными.
Кабели на напряжения 3, 6, 10 кВ изготовляются только одножильными.
Силовые кабели с резиновой изоляцией маркируются по тому же принципу и теми же буквами, что и силовые кабели с бумажной изоляцией, с дополнением к марке буквы Р – резиновая изоляция и буквы Н – оболочка кабеля выполнена из маслостойкой найритовой резины.
Например, кабель марки СРГ имеет медную жилу, резиновую изоляцию
и свинцовую оболочку; кабель марки АВРБ имеет алюминиевую жилу, резиновую изоляцию и поливинилхлоридную оболочку, бронированную двумя стальными лентами с защитным наружным покровом.
Основным преимуществом кабелей с резиновой изоляцией является их гибкость, позволяющая при прокладке допускать меньшие радиусы изгибов. Однако по электрическим параметрам такие кабели значительно уступают силовым кабелям с пропитанной бумажной или пластмассовой изоляцией. Кроме того, изоляционные резины кабелей с течением времени теряют свои эластичные свойства; физико-механические и электрические параметры их снижаются из-за старения резины. Старение резины может происходить под воздействием различных факторов: высокая температура, наличие озона и т.д.
Как показывают исследования, причиной пробоя кабелей с резиновой изоляцией является разрушение резины озоном, возникающим в кабеле при ионизации воздушных включений. Поэтому для создания кабелей высокого напряжения необходимо применять полупроводящие экраны на жиле и изоляции, а также озоностойкие резины.