Конструкция и назначение кабелей 10 кВ с бумажной изоляцией

Силовые кабели с пропитанной бумажной изоляцией (с вязкой пропиткой) имеют значительные ограничения по номинальному напряжению из-за интенсивных ионизационных процессов при переменном напряжении, и поэтому применяются в распределительных сетях России при напряжениях до 35 кВ включительно (за рубежом при напряжениях до 60 кВ).

В России силовые кабели с бумажной пропитанной изоляцией на напряжения до 35 кВ включительно выпускаются по ГОСТ 18410-73

(производители – заводы Камкабель, Севкабель, Иркутсккабель, Москабель и др.). Как уже отмечалось, эти кабели являются наиболее массовым видом продукции. Их доля составляет около 95 % от всех типов применяемых кабелей в распределительных сетях.

Кабели с вязкой пропиткой на напряжения до 10 кВ включительно (см. рис. 1) чаще всего выполняются трехжильными с поясной изоляцией и секторными медными или алюминиевыми жилами сечением от 6 до 240 мм2 и более (кабели марок ААГ, ААШв, АСБ, АСШв, CБ, CБШв и др.). Алюминиевые жилы могут быть однопроволочными во всем диапазоне сечений или многопроволочными уплотненными в диапазоне сечений от 70 до 240 мм2. Медные жилы изготавливаются в основном многопроволочными.

Кабель СБШв

Рис. 1. Элементы конструкции кабелей с поясной изоляцией на напряжение до 10 кВ:

1. Жила однопроволочная или многопроволочная, алюминиевая или медная;
2. Фазная бумажная изоляция, пропитанная вязким или не стекающим составом;
3. Заполнение из бумажных жгутов;
4. Поясная бумажная изоляция, пропитанная вязким или не стекающим составом;
5. Экран из электропроводящей бумаги для кабелей на напряжение 6 кВ и более;
6. Алюминиевая или свинцовая оболочка.
7. Подушка из битума и крепированной бумаги;
8. Броня из стальных лент;
9. Подслой из битума и ПЭТ пленки;
10. Наружный покров из ПВХ пластиката.

Изоляция кабелей состоит из лент кабельной бумаги на основе сульфатной целлюлозы толщиной 80, 120 и 170 мкм, пропитанной маслоканифольным составом. Для изготовления пропиточного состава используется кабельное масло или смесь нефтяных масел. В качестве загустителя используется канифоль, полиэтиленовый воск или полиизобутилен. Каждая фаза кабелей изолируется отдельно, а затем поверх скрученных изолированных жил накладывается общая, так называемая, поясная изоляция.

В кабелях на напряжение 6 кВ и выше на поясную изоляцию накладывается экран из полупроводящей бумаги. Промежутки между изолированными жилами в кабеле заполняются жгутами из сульфатной бу-маги.

В кабелях на напряжения 1 и 3 кВ толщина изоляции выбирается в основном из условия ее механической прочности.

Для кабелей на напряжение 1 кВ толщина фазной изоляции составляет 0,75–0,95 мм, а толщина поясной изоляции – 0,5–0,6 мм, для кабелей 3 кВ – 1,35 и 0,7 мм соответственно.

В кабелях на напряжения 6 и 10 кВ толщина изоляции выбирается с учетом напряженностей электрического поля в изоляции в рабочих и аварийных режимах (например, замыкание одной фазы на оболочку). Для кабелей 6 кВ толщина фазной и поясной изоляции составляет 2,0 и 0,95 мм, а для кабелей 10 кВ – 2,75 и 1,25 мм соответственно.

Основным недостатком бумажной пропитанной изоляции является ее большая гигроскопичность.

Для зашиты изоляции от увлажнения в процессе хранения, прокладки и эксплуатации кабели заключены в свинцовую или алюминиевую оболочку. В последнее время большинство кабелей изготавливаются в алюминиевой оболочке, т.к. алюминиевые оболочки достаточно герметичны, механически более прочны и более устойчивы к вибрационным нагрузкам по сравнению со свинцовыми оболочками. Однако кабели с алюминиевыми оболочками нельзя применять в условиях воздействия на них агрессивных сред.

Интересное видео о кабеле с бумажной изоляцией смотрите ниже:

Металлические оболочки, как правило, защищаются от коррозии и механических повреждений защитными покровами. Защитный покров кабелей состоит из подушки, брони и наружного покрова. Подушка защищает металлическую оболочку от коррозии, а также играет роль защиты от механических повреждений при наложении брони.

Броня может быть выполнена из стальных лент и из стальных оцинкованных круглых или плоских проволок.

Простейшая конструкция наружного покрова представляет собой чередующиеся слои битумного состава или битума, пропитанной кабельной пряжи или стеклянной пряжи, битумного состава и покрытия, предохраняющего витки кабелей от слипания на барабане (например, мелового покрытия).

Кабели силовые с пропитанной бумажной изоляцией

Силовой кабель используется при передаче электрической энергии от места её преобразования или производства к транспортным и коммунальным объектам, промышленным предприятиям, силовым и осветительным установкам стационарного типа. «Силовой кабель» относится в основном для кабелей с бумажной изоляцией, пропитанной вязким изоляционным составом при напряжении до 35 кВ.

Для кабелей, рассчитанных на более высокое напряжение, используют силовой кабель с избыточным давлением масла (маслонаполненный силовой кабель). Более широко используются кабели силовые на напряжение до 10 кВ, содержащие три медные или (реже) алюминиевые токопроводящие жилы секторной формы сечением до 240 мм2. Изоляция данного кабеля состоит из спирально наложенных на каждую жилу бумажных лент, пропитанных вязким изоляционным составом. На изолированные жилы накладывают поясную бумажную изоляцию, толщина которой примерно вдвое меньше толщины фазной. Поверх поясной изоляции силового кабеля методом прессования накладывают герметичную металлическую оболочку из свинца или алюминия, а сверху — защитный покров или без него.

Силовой кабель с пропитанной бумажной изоляцией на напряжение 20 и 35 кВ имеет жилы круглой формы с фазной изоляцией толщиной до 9 мм; каждая жила в отдельной металлической оболочке или в экране из металлической фольги.

При температурах от 50°С до 80°С вязкость масляно-канифольного состава снижается, в связи с этим верхние участки силового кабеля на наклонных участках трассы прокладки могут придти в негодность из-за постепенного стекания жидкой изоляции. Поэтому строго ограничивается максимально допустимая разность высот между верхней и нижней точками трассы (от 5 до 25 м для силовых кабелей с напряжением соответственно от 1 до 35 кВ).

Кабель силовой с бумажной изоляцией и нестекающим пропиточным составом используется при прокладке на трассах с крутонаклонными и вертикальными участками, а также при переходе от бумажной изоляции к полимерной (поливинилхлоридной, полиэтиленовой).

Покровы типа Шв и Шп

Наиболее надежными являются наружные покровы типа Шв и Шп, которые имеют следующую конструкцию:

1. подклеивающий состав на основе битума,
2. пластмассовая лента
3. выпрессованный поливинилхлоридный или пластмассовый шланг.

Для прокладки кабелей в помещениях или местах с повышенной пожароопасностью битумные слои заменяются специальным негорючим составом (такие наружные покровы обозначаются индексом “нг” в марке кабеля, например кабель марки ААШнг). Применяются также наружные покровы пониженной горючести с пониженным дымо- и газовыделением (обозначаются индексом “нг-LS” в марке кабеля). Выбор типа защитного покрова определяется материалом оболочки кабеля, а также условиями его прокладки.

Кабели на напряжения 20 и 35 кВ изготавливаются либо в одножильном исполнении с круглыми алюминиевыми и медными жилами в свинцовой и алюминиевой оболочке (кабели марок ААГ, АСГ, СГ, ААШв), либо в трехжильном исполнении (см. рис. 2), при этом кабель скручивается из трех круглых изолированных жил, каждая из которых заключена в свинцовую оболочку (кабели марок АОСБ, ОСБ и др.).

Кабели с отдельно освинцованными жилами выпускаются с круглыми медными и алюминиевыми жилами сечением от 25 до 400 мм2 для кабелей 20 кВ и сечением от 120 до 400 мм2 для кабелей 35 кВ. Для кабелей этого типа применяют в основном многопроволочные уплотненные жилы. Для выравнивания электрического поля на поверхности жилы размещаются экраны из полупроводящей бумаги. Поверх изоляции также накладывается экран из полупроводящей бумаги, либо из металлизированной полупроводящей бумаги, либо из полупроводящей бумаги и алюминиевой или медной фольги.

Кабель АОСБ

Рис. 2. Элементы конструкции кабелей с отдельноосвинцованными жилами на напряжение 20 и 35 кВ:

1. Жила многопроволочная, алюминиевая или медная;
2. Экран из электропроводящей бумаги;
3. Фазная бумажная изоляция, пропитанная вязким или нестекающим составом;
4. Экран из электропроводящей бумаги;
5. Свинцовая оболочка.
6. Защитный слой из крепированой бумаги и полиэтилентерефталатной пленки;
7. Заполнение из кабельной пряжи;
8. Подушка из кабельной пряжи;
9. Броня из стальных лент;

В данную группу входят силовые кабели с алюминиевыми токопроводящими жилами с бумажной изоляцией, пропитанной вязким или нестекающим составом, в алюминиевой или свинцовой оболочке, с защитными покровами или без них, предназначенные для передачи и распределения электроэнергии в стационарных установках в электрических сетях на напряжение до 35 кВ переменного тока частотой 50Гц или в электрических сетях постоянного тока при температуре окружающей среды от -50°С до +50°С. Кабели силовые должны соответствовать требованиям ГОСТ 18410-73. 1. Жила однопроволочная или многопроволочная медная или алюминиевая 2. Пропитанная бумажная изоляция фазная 3. Пропитанная бумажная изоляция поясная 4. Свинцовая оболочка 5. Подушка 6. Броня из стальных лент или проволок (Кл) 7. Наружный покров (для кабелей типа Б, Б2л, Бл) Распространенные типы алюминиевого силового кабеля с бумажной пропитанной изоляцией:

• ААБ2л — для эксплуатации в макроклиматических районах с умеренным и холодным климатом, для эксплуатации в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью с наличием блуждающих токов, и со средней и высокой коррозионной активностью с отсутствием блуждающих токов, если в процессе эксплуатации кабели не подвергаются растягивающим усилиям;
• ААБлГ — для эксплуатации на открытом воздухе, в сухих помещениях, в сырых, частично затапливаемых помещениях со слабой, средней и высокой коррозионной активностью, а также каналах, кабельных полуэтажах, шахтах, коллекторах, производственных помещениях, на технологических эстакадах и по мостам, при наличии опасности механических повреждений в ходе эксплуатации;
• АСБ — для прокладки в земле (траншеях) с низкой коррозионной активностью на трассах с наличием или отсутствием блуждающих токов и в земле (траншеях) со средней коррозионной активностью на трассах с отсутствием блуждающих токов, если в процессе эксплуатации не подвергаются растягивающим усилиям;
• АСБл — для прокладки в земле при среднем и высоком уровне активности коррозии грунтов, с наличием или отсутствием блуждающих токов, кабель характеризуется высокой устойчивостью к изгибам, благодаря защитной оплётке, кабель не распространяет горение и может быть использован в пожароопасных зонах и на взрывоопасных территориях;
• АСБ2л — для прокладки в земле (траншеях) со средней коррозионной активностью на трассах с наличием блуждающих токов и в земле (траншеях) с высокой коррозионной активностью на трассах с наличием или отсутствием блуждающих токов, если в процессе эксплуатации не подвергаются растягивающим усилиям;
• АСБГ — для холодного и тропического климата; при наличии опасности механических повреждений применяются в воздухе, во взрывоопасных зонах В-Iг и В-II при отсутствии таковой опасности и во взрывоопасных зонах В-Iб и В-IIа при угрозе механических повреждений;
• ЦАСБл — для прокладки в земле (траншеях) со средней или высокой коррозионной активностью на трассах с отсутствием блуждающих токов и в земле (траншеях), если в процессе эксплуатации не подвергаются растягивающим усилиям, преимущественно кабели ЦАСБЛ предназначены для прокладки на вертикальных и наклонных участках трасс без ограничения разности уровней.