Маслонаповнені кабелі низького тиску

Кабелі високої напруги 110 кВ і вище

Кабелі з паперовою ізоляцією із в’язким просоченням мають порівняно невисоку електричну міцність, що обмежує їхнє застосування в мережах з напругою вище 35 кВ. Це пояснюється тим, що в процесі виготовлення в ізоляції завжди залишається деяка кількість повітряних включень. Якщо ці включення перебувають у місцях високої напруженності електричного поля, то в них виникає іонізація, що спочатку призводить до підвищення температури, а потім до прискореного старіння цих місць ізоляції. Крім того, якщо напруженість електричного поля спочатку не достатня для виникнення іонізації, то в процесі експлуатації кабель піддається періодичним нагрівам і охолодженням. Під час нагрівання усі елементи кабелю збільшуються в об’ємі, а при охолодженні внаслідок залишкових деформацій відбувається збільшення об’єму повітряних включень, причому ті повітряні включення, які раніше були біля оболонки, переміщуються до струмопровідної жили, тобто в область підвищеної напруженності електричного поля.

Підвищити електричну міцність паперової просоченої ізоляції можна або за рахунок виключення повітряних включень, або шляхом збільшення в них тиску, або шляхом заповнення цих порожнин газом, який має підвищену електричну міцність.

Перший варіант використовують у маслонаповнених кабелях з каналами для масла усередині струмопровідної жили, так званих кабелях низького й середнього тиску. Другий - у кабелях високого тиску в сталевих трубопроводах, а також у газонаповнених кабелях.

Вперше ці кабелі на напругу 110 кВ були розроблені в 1923-31р. Це були одножильні кабелі маслонаповненого типу. Конструкція цих кабелів залишається однією з найбільш розповсюджених і в наш час. Використання дегазованого масла, а також технологія просочення, дозволяє виключити появу порожнин у процесі виготовлення кабелю. У процесі експлуатації просочувальний склад перебуває в кабелі під надлишковим тиском, тому навіть при різкому падінні навантаження в кабелі не утвориться газових включень.

Максимальний внутрішній тиск масла в кабелях низького тиску становить близько 0,2 МПа. Для підтримки його в процесі експлуатації у конструкції кабеля передбачаються маслопровідні канали, а вздовж кабельної лінії встановлюють спеціальні компенсатори, які приймають надлишок масла під час нагрівання кабеля і віддають його при охолодженні.

Звичайно канал у центрі струмопровідної жили має діаметр 12-14 мм для кабелів на напругу 110-220 кВ і 18-40 мм - для кабелів на напругу понад 220 кВ. Цей канал утвориться при використанні плоскої металевої спіралі, поверх якої накладають повіви круглих дротів або в результаті застосування для першого повіву дротів спеціальної конфігурації (рис. 1.3).

Рис. 1.3 – Конструкція струмопровідної жили

Верхній повів виконують із дротів сегментоутворюючої форми, для створення гладкої зовнішньої поверхні жили, тому що будь-які нерівності викликають значне місцеве збільшення напруженості електричного поля.

Секціоновану жилу (рис.1.4.) доцільно застосовувати при перетині жил понад 600мм² для зменшення її опору змінному струму за рахунок зменшення поверхневого ефекту й ефекту близькості. Ця жила скручується із чотирьох або шести ізольованих один від одного сегментів. Для ізолювання сегментів використовують кілька шарів напівпровідного кабельного паперу.

Рис. 1.4 – Секціонована жила.

Поверхневий ефект полягає в тому, що під дією магнітного поля кабеля струм який протікає по жилі витісняється ближче до її поверхні. Щільність струму в шарах жили, що прилягають до поверхні трохи вище, ніж у центрі жили, що призводить до збільшення загального опору жили.

Ефект близькості також збільшує загальний опір жил внаслідок нерівномірного розподілу щільності струму по перетину жили. Найбільша концентрація струму спостерігається в областях звернених до сусідніх кабелів або в областях протилежно розташованих.

Струмопровідна жила, а також ізоляція кабелів високої напруги екрануються напівпровідним папером. Це дозволяє підвищити електричну міцність ізоляції кабеля за рахунок згладження поверхні жили. Для екранування може також використовуватися металізований папір, мідна або алюмінієва фольга. Однак напівпровідний папір, який має адсорбційні властивості, сприяє стабілізації електричних властивостей ізоляції. Це пояснюється тим, що при зміні температури відбувається рух масла крізь шари ізоляції, що прилягають до жили й оболонки. У результаті контакту з металами погіршуються властивості ізоляційного масла, збільшуються діелектричні втрати в ізоляції. Під час руху скрізь шари ізоляції відбувається очищення ізоляційного масла. Однак з часом, коли напівпровідний папір починає насичуватися продуктами старіння фільтруючого масла, адсорбційні властивості екранів починають знижуватись.

При конструюванні екранів ураховуються наступні обставини:

- товщина напівпровідного паперу повинна бути малою, тому що в протилежному випадку при намотуванні утворяться уступи, які можуть викликати місцеве підвищення напруженності електричного поля;

- екран повинен мати кілька шарів, щоб при нагріванні кабеля основна частина масла фільтрувалося через папір, а не просочувалася по зазорам між стрічками;

- екрани не повинні робити істотного впливу на діелектричні втрати в ізоляції.

Використовувана в маслонаповнених кабелях ізоляція зі стрічок кабельного паперу (марки КВУ, КВ, КВМУ, КВМ), просочених дегазованим мінеральним або синтетичним маслом має ряд переваг: висока електрична міцність, малі діелектричні втрати, високі механічні характеристики, стабільність властивостей у процесі експлуатації. Однак, збільшення діелектричних втрат при підвищенні напруги, обмежує використання традиційної паперової ізоляції у кабелях на напругу понад 500 кВ.

Для просочення ізоляції маслонаповнених кабелів використовують маловязке нафтове ізоляційне масло марки МН-4. Тиск масла в кабелях зі свинцевою оболонкою становить 0, 024-0,29 МПа, у кабелях з алюмінієвою оболонкою - 0, 024-0,5 МПа.

Маслонаповнені кабелі низького тиску випускаються наступних марок:

МНС - кабель у свинцевій оболонці зі зміцнюючими й захисними покровами;

МНСК - той же кабель, але в захисні покрови входить шар оцинкованих круглих сталевих дротів;

МНСШв - той же кабель, але захисний покров виконаний у вигляді шланга з полівінилхлоридного пластикату;

МНАШв - кабель в алюмінієвій оболонці із захисними покровами у вигляді шланга з полівінилхлоридного пластикату;

МНАГШв - той же кабель, але з алюмінієвою гофрованою оболонкою.

Крім одножильних кабелів розроблені конструкції трьохжильних маслонаповнених кабелів.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Кабелі для вертикальної прокладки	\|	Сталевих трубопроводах

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.015 сек.