Конструкция кабельных линий

В настоящее время кабельные линии (КЛ) ввиду их значительной стоимости приме­няются главным образом там, где нет возможности осуществить электроснабжение по ВЛ: густо застроенные населенные пункты (по причинам экономического, архитектурно-планировочного или экологического характера), выходы с подстанций, кабельные переходы под сооружениями и т.п. Кабельные линии, прокладываемые по городским или промышлен­ным территориям, в большинстве случаев являются закрытыми соору­жениями, причем чаще всего подземными. Вследствие этого они защи­щены от воздействия ветра и гололедных нагрузок, однако подверже­ны другим отрицательным внешним воздействиям. При прокладке кабелей в грунте ими являются наличие влаги, химическая агрессив­ность почвы, наличие блуждающих токов, возможность механических повреждений механизмами при проведении земляных работ, дополни­тельный нагрев от проложенных вблизи теплотрасс или других источ­ников теплоты и т.п. В связи с этим конструкции как собственно кабеля, так и кабельной линии в целом должны предусматривать защиту от указанных воздействий.

Главными элементами любой кабельной линии являются:

а) кабель, служащий для передачи электрической энергии;

б) соединительные муфты, при помощи которых отдельные стро­ительные длины кабелей, изготовленные на заводе, соединяются в одну линию, если строительная длина одного куска кабеля не соответствует длине линии;

в) концевые муфты (заделки);

г) стопорные муфты, монтируемые на крутых участках трассы линии, для предупреждения стекания кабельной массы;

д) подпитывающие аппараты и система сигнализации дав­ления масла для линий, выполненных маслонаполненными кабе­лями;

е) кабельные сооружения (кабельные коллекторы, туннели, каналы, шахты, колодцы), специально применяемые на отдельных участках кабельных линий, когда прокладка в естественном грунте исключается.

Основными составными частями силового кабеля любого напря­жения являются:

а) токопроводящие жилы;

б) изоляция или изолирующие оболочки, отделяющие токопро­водящие жилы друг от друга и от земли;

в) защитная оболочка, предохраняющая изоляцию от вредного действия влаги, кислот и механических повреждений.

Токопроводящие жилы, изготавливаемые из мед­ных или алюминиевых проволок, бывают как однопроволочными (сечением жил до 16 мм²), так и многопроволочными. По числу жил кабели бывают одно-, двух-, трех- и четырех­жильными. Одножильные кабели применяют в трехфазных линиях переменного тока при напряжении 110 кВ и выше и в линиях по­стоянного тока; двухжильные – только в сетях постоянного тока; трехжильные – в трехфазных сетях переменного тока, напряже­нием до 35 кВ включительно; наконец, четырехжильные – в тех же сетях напряжением до 1000 В (четвертая жила – «нулевая», сечение ее меньше, чем у основных жил).

По форме сечения токопроводящие жилы бывают круглыми, сек­торными и сегментными. Токопроводящие жилы одножильных кабе­лей и кабелей с отдельно освинцованными жилами имеют в сече­нии круглую форму, а многожильных кабелей с поясной изоляцией, напряжением до 10 кВ включительно и сечением жил 25 мм² и выше, – секторную или сегментную форму. Применение жил секторной и сегментной форм значительно уменьшает диаметр кабеля, а стало быть, и затраты на изоляцию и защитные оболочки. Чтобы повысить степень заполнения сече­ния кабеля, жилы многопроволочных кабелей подвергают обжатию в уплотняющих станках.

Кабели с натриевыми жилами на сегодня еще не получили широкого распространения, и их ограни­ченное количество находится в стадии экспериментальных исследова­ний и опытной эксплуатации.

Электрическая изоляция токопроводящих жил (ТПЖ) традиционных конструкций кабелей может быть реализована с использованием различных электроизоляционных материалов. В настоящее время промышленность выпускает кабели с бумажной пропитанной, пластмассовой и резино­вой изоляцией. Последние изготовляются в ограниченном количестве.

Изоляцию токопроводящих жил кабелей вы­полняют из кабельной бумаги толщиной 0,08–0,17 мм. Слои этой бумаги накладывают в виде лент на токопроводящие жилы кабеля. Толщина изоляции и изоляционного слоя зависит от рабочего на­пряжения кабеля. После наложения изоляции кабель просушивают и пропитывают изоляционным составом, что резко увеличивает электрическую прочность изоляции.

Бумажная электрическая изоляция кабелей с номинальным напря­жением до 35 кВ для увеличения электрической прочности пропиты­вается составами различной вязкости. При этом различают кабели, пропитанные нормально, обеднено и нестекающим составом. При U_ном > 110 кВ вязкая пропитка не обеспечивает требуемой элект­рической прочности изоляции при экономически приемлемых габари­тах кабеля. Поэтому для таких кабелей увеличение электрической прочности достигается заполнением бумажной изоляции маслом или газом под давлением. В первом случае кабели получили название маслонаполненных, во втором – газонаполненных.

Защитные оболочки, наклады­ваемые поверх изоляции, бывают свинцовы­ми, алюминиевыми и полихлорвиниловыми. Свинцовые оболочки влагонепроницаемы, гиб­ки и просты в изготовлении, но тяжелы и к тому же недостаточно устойчивы в вибрацион­ном отношении. Широко применяемые в пос­леднее время алюминиевые оболочки в 2 – 3 раза прочнее и в 4 раза легче свинцовых, но обладают малой коррозионной устойчивостью. Кроме того, они недостаточно гибки и их трудно накладывать на изоляцию кабеля. В последнем случае оболочка может выполняться гладкой или гофрированной (для обеспечения требуемой гибкости).

Оболочки всех видов – свинцовые, алю­миниевые и полихлорвиниловые – подлежат защите от механических повреждений. Для этого на оболочку накладывают сперва про­слойку из кабельной пропитанной сульфат­ной бумаги или пропитанной пряжи, а затем броню из двух стальных лент или стальных оцинкованных проволок. Проволочная броня полезна не только тем, что предохраняет за­щитную оболочку от механических повре­ждений, но и тем, что воспринимает всевоз­можные растягивающие усилия, воздействую­щие на кабельные линии (например, при под­водных прокладках, на наклонных трассах и др.).

Чтобы защитить алюминиевые оболочки от коррозии, поверх сульфатной бумаги накладывают еще две полихлорвиниловые ленты, образующие как бы сплошной чехол. В защите от коррозии нуждается и броня. Ее покры­вают двумя слоями кабельной пряжи, пропитанной битумом, и ме­ловым составом.

Кабели с бумажной изоляцией, имеющей вязкую пропитку, выпус­каются в нашей стране на напряжения 1, 3, 6, 10, 20 и 35 кВ. Токопроводящие жилы таких кабелей изолируются кабельной бумагой марок К-080, К-120 и К-170 (с толщиной 0,08, 0,12 и 0,17 мм соответст­венно), которая пропитывается обычно маслоканифольным составом. Пропитка повышает электрическую прочность изоляции с 3–5 до 40–80 МВ/м. От пропиточного состава требуются высокая вязкость при температурах эксплуатации (50–80° С) и малый коэффициент температурного расширения. Этим требованиям удовлетворяют маслоканифольные составы. Обычно применяемый состав МП-1 содержит 14–15% канифоли и вязкое пропиточное масло марки П-28.

Несмотря на достаточно высокую вязкость такого пропиточного состава, при прокладке кабеля по трассе с разностью уровней более 15–20 м существует опасность перемещения пропиточного состава в направлении нижней точки трассы, что влечет за собой частичное осушение (а следовательно, и снижение электрической прочности) изоляции в верхней части, а также увеличение гидростатического давления в нижней части трассы, нежелательного по условиям ограни­ченной механической прочности оболочки. При большей разности уровней по трассе выходом является секционирование линии на отдель­ные участки стопорными муфтами, устанавливаемыми в точках с до­пустимой разностью уровней.

Другим выходом из положения является частичное удаление из­лишков пропиточного состава посредством операции "обеднения" изоляции. Естественно, что при обеднении изоляции ее электрическая прочность оказывается ниже по сравнению с нормально пропитанной изоляцией и, сле­довательно, приходится компенсировать это снижение посредством увеличения толщины слоя бумажных лент. Наконец, еще одна возможность состоит в пропитке бумажной изоляции нестекающим составом, т.е. составом такой вязкости, при которой исклю­чается его перемещение даже на верти­кальных участках трассы. Основным ком­понентом такого состава является цере­зин. Кабели с бумажной изоляцией, про­питанной нестекающим составом, выпус­каются на напряжения 6, 10 и 35 кВ, причем толщина слоя их изоляции не­сколько больше, чем при нормальной пропитке.

Поперечное сечение кабеля с секторными жилами и пропитанной бумажной изоляцией показано на рис. 3.1. Три изолированные бумажными лентами токопроводящие жилы скручены между собой и с заполнителями из корделя (бумажного жгута) для придания кабелю цилиндрической формы. Поверх них наматываются бумажные ленты, образующие общую (поясную) изоляцию. Следующий концентрический слой представляет собой металлическую бесшовную оболочку, герметизирующую внутреннее пространство с целью защиты от проникновения в изоляцию возду­ха и влаги. Оболочка защищается от механических повреждений так называе­мой броней (из стальных лент, круглых или плоских проволок). Между броней и оболочкой имеется промежуточная прослойка (подушка), представляющая собой защитный покров оболочки из одного-двух слоев изолирующей ленты и пропитанной битумным составом бумажной пряжи. Она служит защитой обо­лочки от химических воздействий и повреждений броней, а также изоляцией по отношению к блуждающим токам. Наружный защитный покров нормально выполняется из хлопчатобумажных жгутов, пропитанных асфальтобитумным составом. Его функцией является защита стальной брони от химических воздействий и блуждающих токов.

 

Рис.3.1. Эскиз поперечного сечения кабеля с поясной изоляцией: 1 – токопроводящая жила, 2 – фазная изоляция, 3 – поясная изоляция, 4 – бумажные жгуты-заполнители, 5 – свинцовая оболочка, 6 – защитный покров оболочки, 7 – броня из двух стальных лент, 8 – наружный защитный покров.

 

 

В связи с чем в рассмотренной конструкции помимо фазной изоля­ции дополнительно используется и поясная? Так как электрические сети с номинальным напряжением 6—10 кВ в нашей стране обычно работают с изолированной нейтралью, то при заземлении одной из фаз, как известно, напряжение относительно земли (оболочки) на двух других фазах возрастает до междуфазного (линейного) напряжения. При отсутствии дополнительной поясной изоляции средняя напряжен­ность электрического поля в изоляции этих фаз в таком режиме ока­залась бы в 1,73 раз больше расчетной напряженности поля для нор­мального режима. В свою очередь, это обстоятельство вызывает интен­сивное развитие ионизационных процессов в изоляции, распростране­ние ветвистых разрядов, что в итоге может привести к пробою изоля­ции кабеля. Для предотвращения этого и необходимо усиление изоля­ции между жилой и оболочкой до такой степени, чтобы электрическая прочность изоляции между жилами и между каждой жилой и оболоч­кой в любых режимах была примерно одинаковой.

Электрическое поле кабеля 6–10 кВ с общей металлической обо­лочкой не является однородным. Силовые линии имеют различные углы наклона по отношению к слоям бумажной изоляции (рис. 3.2), что обусловливает наличие в ней как нормальных, так и тангенциаль­ных составляющих. Однако слоистая бумажная изоляция имеет электрическую прочность в продольном направлении в 8–10 раз меньшую, чем в поперечном.

Если при номинальных напряжениях 6–10 кВ еще можно выполнить экономически целесообразную конструкцию кабеля с электрическим полем такой конфигурации, то при больших номинальных напряжениях необходи­мо значительно увеличивать толщину изоляции, что экономически не оправдано.

При этом более целесообразна конструкция кабеля с бумажной изоляцией, в которой электрическое поле имеет радиально направлен­ные силовые линии (рис. 3.3). Это достигается размещением жилы каждой фазы в отдельной оболочке или экране, представляющих собой эквипотенциальные поверхности. В первом случае поверх бумаж­ной изоляции фазы накладывается бесшовная свинцовая оболочка, во втором случае – слой тонкой перфорированной медной ленты или металлизированной бумаги, а затем общая для трех фаз свинцовая герметичная обо­лочка. Покрытие каждой фазы свинцовой оболочкой или экраном применяется при напряжениях 20 и 35 кВ. Кабели с жилами в отдельных свинцовых оболочках, изго­товляемые в нашей стране, требуют мень­ше пропиточного состава и обладают луч­шей гибкостью по сравнению с кабелями с пофазно экранированными жилами, хотя последние дешевле. Эскиз поперечного сечения кабеля с радиальным электричес­ким полем показан на рис. 3.4.

 

 

 

Рис.3.2. Картина электрическо­го поля в трехжильном кабеле с поясной изоляцией.

Рис.3.3. Картина электри­ческого поля в трехжильном кабеле с отдельно экраниро­ванными жилами.

Рис.3.4. Поперечное сече­ние кабеля с радиальным электрическим полем: 1-токопроводящая жила; 2-бумажная изоляция; 3-свин­цовая оболочка фазы; 4-междуфазное заполнение; 5-броня из круглых проволок; 6-наружный защитный пок­ров.

 

Маркировка кабелей 6–35 кВ с бумажной пропитанной изоляцией, согласно ГОСТ 18409-73 и 18410-73, использует буквы:

Ц	А	О	С	Б	л	Г	—В
К	2л	Шв
А	Шп
П	в	н

Буква Ц обозначает кабель с пропиткой изоляции нестекающим составом, содержа­щим церезин. Нормальная пропитка не маркируется специально, а кабели с обед­ненной пропиткой изоляции в конце обозначения (через дефис) имеют букву В (колонка 8), что значит "предназначенный для вертикальной прокладки".

Буква А во второй колонке обозначает алюминиевую жилу, медные жилы специально не маркируются.

Буква О присутствует в обозначении кабелей 20–35 кВ с отдельно изолированными и освинцованными жилами.

В четвертой колонке расположено обозначение свинцовой (С) или алюминиевой (А) оболочки.

Пятая колонка характеризует тип брони: из двух стальных лент (Б), круглых (К) или плоских (П) оцинкованных стальных проволок. Кабели с броней из двух стальных лент применяются при отсутствии значительных растягивающих усилий при прокладке в земле и в воз­душной среде, а при наличии таковых используются кабели с броней из плоских проволок толщиной 1,5–1,7 мм. При прокладке в воде применяются кабели с броней из круглых проволок диаметром 4–6 мм.

Шестая колонка отражает способ усиления подушки под броней: "л" (2л) – в подушке имеется слой (два слоя) из пластмассовых лент, "в" – в подушке имеется выпрессованный шланг из поливинилхлорида.

Седьмая колонка содержит буквы, отражающие наличие и тип наружного защитного покрова: Г – отсутствие покрова поверх брони или оболочки ("голый"); Шв (Шп) – покров из поливинилхлоридного (полиэтиленового) выпрессованного шланга; н – негорючий покров. Последний состоит из поливинилхлоридной оболочки или стеклянной пряжи, пропитанных негорючим составом. При высокой коррозионной активности грунта применяются кабели с покровами типа Шв или Шп.

Кабели с вязкой пропиткой при напряжениях свыше 35 кВ не применяются. Это связано с тем, что условия их пропитки таковы, что в изоляции готового кабеля всегда остаются воздушные включения. Их наличие существенно снижает электрическую прочность изоляции из-за ионизации воздуха. Ионизация вызывает ускоренное местное старение изоляции, которое выражается в изменении ее физико-химических свойств и, как следствие этого, приводит к снижению ее электричес­кой прочности. Следствием этого может явиться пробой изо­ляции кабеля.

Как избежать этих явлений? Это можно сделать либо исключив воздушные включения, либо увеличив давление в газовых включени­ях, что приводит к существенному повышению их электрической проч­ности. Первый способ используется в маслонаполненных кабелях (МНК) низкого давления, имеющих каналы для масла внутри жилы, второй – в МНК высокого давления, прокладываемых в стальных трубопроводах.

В МНК возможность образования газовых включений при изготов­лении и эксплуатации исключается тем, что для пропитки их изоля­ции применяется маловязкое дегазированное масло, а сама пропитка ведется по технологии, исключающей появление значительного коли­чества воздушных включений. В процессе эксплуатации пропиточный состав находится под давлением, поэтому даже при резких изменениях температуры газовые включения не образуются.

Маркировка МНК, согласно ГОСТ 16441–78, использует буквы:

М	Н	С	А	Т
А	К
ВД	Шв	Тк
Аг	Шву

Буква М относит кабель к классу маслонаполненных. Вторая ко­лонка характеризирует давление: Н – низкое, ВД – высокое. Буквы третьей колонки обозначают материал оболочки и ее форму: С, А – соответственно свинцовая и алюминиевая гладкая, Аг – алюминиевая гофрированная. Четвертая колонка содержит буквы, характеризующие тип брони и наружного защитного покрова: А – без брони, с защитным покровом из слоев битумного состава, полиэтилентерефталатных (или резиновых) лент и пропитанной кабельной пряжи (или стеклопряжи); К – то же, но с броней из круглых стальных оцинко­ванных проволок; Шв – в шланге из поливинилхлоридного пластика­та; Шву – то же, но с усиленным защитным слоем под шлангом. Нако­нец, последняя колонка содержит букву Т, означающую, что кабель имеет свинцовую оболочку, снимаемую на месте прокладки при его протягивании в трубопровод; сочетание Тк означает, что кабель без свинцовой оболочки доставляется на трассу в контейнере с маслом, из которого он затягивается в трубопровод.

МНК низкого давления имеют восемь марок: с алюминиевой оболочкой – МНАШв, МНАгШв, МНАШву и МНАгШву; со свинцовой оболочкой – МНС, МНСА, МНСК и МНСШв. МНК высокого давления: МВДТ и МВДТк.

МНК низкого давления (до 0,05 МПа) выпускают одножильными на напряжения 110, 150 и 220 кВ и имеют медные жилы сечением 120–800 мм² в свинцовых или алюминиевых оболочках. На рис. 3.5 показан эскиз поперечного сечения кабеля 110 кВ марки МНСК.

 

Рис.3.5. Поперечное сечение кабеля марки МНСК: 1 – маслопроводящий канал диа­метром 12 мм; 2 – токоведущая жила диаметром 23,2 мм; 3 – эк­ран по жиле; 4 – бумажная изоля­ция общей толщиной 10 мм; 5 – экран по изоляции; 6 – свинцовая оболочка толщиной 3,2 мм; 7 – битумный состав; 8 - поливинилхлоридные ленты; 9 – упрочня­ющие оболочку медные ленты; 10 – поливинилхлоридные ленты; 11– подушка под броню; 12 – броневой покров из проволок диа­метром 4 мм; 13 – наружный ан­тикоррозионный покров толщи­ной 4,2 мм.

 

В нашей стране МНК высокого давления (ВД) изготовляются на напряжения 110, 220, 330, 380 и 500 кВ. Конструкция кабеля типа МВДТ показана на рис. 3.6. Жилы такого кабеля выпускаются во временной свинцовой оболочке, предохраняющей изоляцию от увлажнения и повреждения при транспортировке и удаляемой при монтаже, либо без нее. В последнем случае жилы кабеля доставляются на трассу в герметичном контейнере, заполненном маслом.

Для кабельных линий электропередачи высокого давления дли­тельно допустимое избыточное давление масла в трубопроводе должно быть в пределах 1,08–1,57 МПа.

Такие кабели обладают некоторыми преимуществами по сравнению с МНК низкого давления, так как для пропитки изоляции и для заполнения трубопровода применяется более вязкое масло (марки С-220), которое обеспечивает более высокую импульсную прочность изоляции. Вообще электрическая прочность изоляции повышается уже за счет более высокого давления. Кроме того, стальная труба является хорошей защитой от механических повреждений, бла­годаря чему такие кабельные линии обладают высокой надежностью. Однако монтаж таких линий сложнее, чем линий с одножильными МНК с центральным маслопроводящим каналом.

 

Рис. 3.6. Поперечное сечение кабеля 220 кВ марки МВДТ: 1 – токопроводящая экранированная жи­ла; 2 – бумажная изоляция; 3 – экран по изоляции из медных перфорированных лент; 4 – полукруглая проволока скольже­ния; 5 – масло; 6 – стальная труба; 7 – на­ружный антикоррозионный покров.

 

Трубопровод сваривается из отрезков длиной по 12 м. При прок­ладке в земле наружный защитный покров имеет толщину 10 мм. Компенсация изменения объема масла при изменении температуры и поддержание давления в трубопроводе осуществляются автоматичес­ким подпитывающим устройством, которое располагается на одном из концов линии (при небольших длинах) или на обоих (при больших длинах).

В последнее время, все больше вытесняя кабели с бумажно-пропитанной изоляцией, кабели изготавливают с пластмассовой изоляцией. На сегодняшний день кабели с пластмассовой изоляцией выпускаются однофазными и трехфазными на напряжения до 500 кВ включительно, причем объем их производства постоянно увеличивается. Это обстоятельство вызвано тем, что, несмотря на высокую надежность и длительный срок службы кабелей с бумажно-масляной изоляцией, кабели с пластмассовой изоляцией обладают следующими достоинствами:

- простое и производительное изготовление методом экструзии;

- возможность прокладки кабельных линий при больших перепадах высот;

- отсутствие утечек масла;

- снижение вероятности пожаров на подстанциях и на трассах;

- упрощение монтажа муфт;

- простота ремонта при повреждениях;

- снижение эксплуатационных издержек (нет аппаратуры подпитки);

- уменьшение диэлектрических потерь за счет лучших характеристик изоляции;

- меньшая (примерно в 1.5 раза) генерация реактивной мощности, что актуально для городских кабельных электрических сетей, где в период ночного минимума нагрузки возникают избытки реактивной мощности;

- большая пропускная способность за счет более высокой допустимой температуры жилы и меньшего теплового сопротивления изоляции.

Маркировка кабелей с пластмассовой изоляцией:

А	В	А	Б	б	Г
П	П	К
Пс	В	Шв
Пв	Внг	П

Буква А в первой колонке обозначает алюминиевую жилу, медные жилы специально не маркируются.

Во второй колонке указывается материал изоляции: поливинилхлорид (В), термопластичный полиэтилен (П), самозатухающий полиэтилен (Пс), «сшитый» полиэтилен (Пв).

В третьей колонке расположено обозначение оболочки: алюминиевой (А), полиэтиленовой (ПЭ), поливинилхлоридной (В) и негорючей поливинилхлоридной (Внг).

Четвертая колонка характеризует тип брони: из двух стальных лент (Б), круглых (К) или плоских (П) оцинкованных стальных проволок.

Буква б в пятой колонке указывает на отсутствие подушки под броней, наличие подушки под броней специально не маркируется.

Шестая колонка содержит буквы, отражающие наличие и тип наружного защитного покрова: Г – отсутствие покрова поверх брони или оболочки ("голый"), Шв – покров из поливинилхлоридного выпрессованного шланга.

Поперечное сечение однофазного кабеля с пластмассовой изоляцией показано на рис. 3.7.

 

 

Рис. 3.7. Поперечное сечение однофазного кабеля с пластмассовой изоляцией: 1 – токопроводящая жи­ла; 2 – полупроводящий слой по жиле; 3 – изоляция; 4 – полупроводящий слой по изоляции; 5 – водонабухающая полупроводящая лента; 6 – экран из медных проволок; 7 – медная лента; 8 – водонабухающая лента; 9 – оболочка.

 

Новые направления в разработке кабельных кон­струкций связаны с использованием кабельных линий с изоляцией сжатым газом. Другая возможность увеличения пропускной способности и дальности элек­тропередачи видится в использовании криогенных кабельных линий, у которых со­противление жил, а следовательно, и уровни потерь снижаются за счет их глубокого охлаждения. В соответствии с уровнем рабочей температуры и материалом токоведущих жил различают два типа криогенных кабелей:

– криопроводящие – с жилами из металлов не переходящих в сверхпроводящее состояние в диапазоне температур 20–120 К, для охлаждения которых в качестве хладагентов могут быть использованы водород, неон, азот, аргон, кислород и метан;

– сверхпроводящие – с жилами из сверхпроводящих материалов, для охлажде­ния которых используется гелий в жидком или сверхкритическом состоянии.

Учитывая условия транспортировки и прокладки кабелей, про­мышленность выпускает их отдельными отрезками длиною от 200 до 600 м в зависимости от сечения. При сооружении кабельных линий эти отрезки приходится соединять друг с другом посред­ством соединительных муфт. Для присоединения кабелей к аппаратуре распределительных устройств служат конце­вые заделки и концевые муфты.

Основное назначение всех этих муфт и заделок – герметиза­ция кабелей в местах соединений и оконцеваний. Надежность работы всей кабельной линии во многом определяется надежностью ее муфт. Конструкция муфт силовых кабелей высокого напряжения в первую очередь определяется типом кабеля, для которого они предназначены.

При транспортировке, хранении и прокладке кабель должен быть герметизирован. Поэтому с завода его выпускают с запаян­ными концами. Разделывать концы кабеля следует непосредственно перед монтажом соединительных или концевых муфт.

По назначению муфты делятся на три основные группы – концевые, соединительные и стопорные, причем среди концевых выделяют отк­рытые муфты и кабельные вводы в трансформаторы и высоковольтные аппараты, а среди соединительных – собственно соединительные, разветвительные и соединительно-разветвительные муфты.

По виду электрической изоляции муфты делятся на две группы: со слоистой и с монолитной изоляцией. Слоистая изоляция выполняется путем намотки лент из кабельной бумаги, синтетической пленки или их композиции и заполняется той или иной изолирующей средой (маслом, газом) под избыточным давлением или без него. Монолитная изоляция образуется методом экструзии или спеканием электроизоляционных материалах в по­догреваемых пресс-формах.

Для кабелей с вязкой пропиткой, работающих при напряжениях 1–35 кВ, при горизонтальной прокладке используются лишь концевые и соединительные муфты. При прокладке на вертикальных участках или трассах с большой разностью уровней кабелей с нормальной или обедненной пропиткой применяют и стопорные муфты, предназначен­ные для секционирования линии с целью предотвращения стекания и перемещения пропитывающего состава вдоль линии.

Основным типом концевой заделки кабелей 1–10 кВ с пропитанной бумажной изоляцией является эпоксидная заделка с трехслойными изолирующими трубками (внешний и внутренний слой из поливинилхлорида, промежуточный – из поли­этилена), надеваемыми на выступающие из корпуса муфты концы жил кабеля. Она применяется как в сухих помещениях, так и в помеще­ниях с высокой влажностью (например, в районах с тропическим климатом). Такие заделки характеризуются высокой стойкостью против действия внутреннего давления пропиточной массы и проник­новения влаги, эластичностью трубчатого покрова жил и простотой монтажа.

Кабели прокладывают в большинстве случаев непосредственно в земляных траншеях. Чтобы избежать вмятин и повреждений кабеля из-за резких проги­бов, на дне траншеи создают мягкую подушку из слоя просеянной земли или песка толщиной 100 мм. Кабель засыпают таким же слоем мягкого грунта, а затем покрывают кирпичом или бетонными пли­тами для защиты от механических повреждений. После этого ка­бельную траншею засыпают землей и послойно утрамбовывают.

На переходах через дороги, проезжие части улиц и под желез­нодорожными путями кабель прокладывают в асбоцемент­ных или бетонных трубах. Такая прокладка защищает кабель от вибрации и делает возможным ремонт его без вскрытия дорог. При пересечении электрифицированных железных дорог надо позаботиться об уменьшении вредного влияния, оказывае­мого на кабель блуждающими токами (электролитическая корро­зия). Этой цели отвечают изолирующие асбоцементные трубы, пропитанные гудроном или битумом. Прокладка в трубах, а не в земле, ухудшает охлаждение кабеля, что должно учитываться при выборе его сечения.

При параллельной прокладке большого количества кабелей, а также в местах, особо насыщенных другими подземными коммуникациями, приходится прибегать к специальным сооружениям: коллекторам, туннелям, каналам и блокам.

Коллектор – подземное сооружение круглого или прямо­угольного профиля, предназна­ченное для совместного разме­щения в нем кабельных линий (силовых и связи), водопровода и теплопровода. Применение коллекторов особенно целесо­образно при сооружении новых или при реконструкции сущест­вующих улиц крупных городов.

Туннель – подземное со­оружение, предназначенное для прокладки только кабельных ли­ний (силовых и связи). Туннели могут быть круглыми и прямоугольными в сечении, проходными и полупроходными. Последние обладают пониженной высотой (до 1.5 м) и должны иметь в длину не свыше 100 м, причем использовать их можно только для кабелей напряжением до 10 кВ. Расположе­ние кабелей в туннелях – двустороннее, по одному или несколько кабелей на полке. Для сооружения туннелей приме­няют сборный железобетон и канализационные трубы. Емкость одного туннеля – от 20 до 50 кабелей.

При меньшем количестве кабелей применяют кабельные каналы, закрытые землей или выходящие на уровень поверхности земли. Недостатком закрытых кана­лов является то, что их приходится вскрывать при прокладке новых или при ремонте уже проложен­ных кабелей.

В больших городах с усовер­шенствованными покровами улиц и тротуаров иногда для проклад­ки кабелей применяют кабель­ные блоки. Обычно – это асбестоцементные трубы диаметром 100 мм, стыки которых задела­ны бетоном. В местах, где направление трассы меняет­ся или где требуется разместить соединительные кабельные муфты, сооружают кабельные колодцы. Прокладка кабелей в блоках во многих отношениях уступает прокладке их в туннелях и коллекторах. Так, кабели в блоках плохо охлаждаются, вследствие чего снижается их пропускная способность. Далее, приходится применять кабели с утолщенной свинцовой оболочкой, что требует увеличенного расхода свинца, следует упомянуть и о том, что нестандартность расстояний между колодцами приводит к нерациональному использованию строи­тельной длины кабелей. Наконец, при повреждении кабеля прихо­дится заменять сразу целый кусок его длиной, равной расстоянию между двумя колодцами.

Маслонаполненные ка­бели низкого и высокого давлений при любом их числе рекомендуется проклады­вать в траншеях, а там, где этот способ неприменим, – в туннелях и галереях. При прокладке в траншее три фазы МНК низкого давления располагают по верши­нам равностороннего треугольника вплот­ную друг к другу. Кабельная арматура вместе с аппаратурой подпитки может размещаться в кабельных колодцах или камерах. В специальных зданиях располагаются автоматические под­питывающие установки маслонаполненных кабельных линий высокого давления. Таким образом, кабельная линия, в особенности при номи­нальных напряжениях 110 кВ и более, представляет собой достаточно сложное техническое сооружение.

При прокладке кабелей необходимо учитывать возможные линейные удлинения кабелей от нагревания, а также от смещения грунта. При прокладке кабелей при пониженных температурах воздуха во избежание повреждения изоляции необходим предварительный прогрев кабелей.

Кабельные линии, прокладываемые в земле или воде, выполняются обычно бронированными кабелями с внешним покровом, защищающим металлические оболочки от химических воздействий. Антикорро­зионную защиту должны иметь и трубопроводы маслонаполненных линий высокого давления, прокладываемые в аналогичных условиях.

Если же используется небронированный кабель, то он должен обла­дать необходимой стойкостью к механическим воздействиям при прок­ладке во всех видах грунтов, при протяжке в блоках и трубах, а также стойкостью по отношению к тепловым и механическим воздействиям при эксплуатационно-ремонтных работах. Если прокладка осуществ­ляется в помещениях с агрессивной средой, то должны применяться кабели, стойкие к воздействию этой среды.

В кабельных сооружениях и производственных помещениях могут прокладываться небронированные кабели при условии отсутствия опасности механических повреждений в эксплуатации. Если же такая опасность существует, то должны применяться бронированные кабели или надежная защита кабелей без брони (коробами, угловой сталью и т.п.).

Возможность возникновения пожара в кабельных сооружениях и в производственных помещениях предопределяет требования к прокла­дываемым в них кабелям не иметь поверх брони (или поверх металли­ческой оболочки небронированных кабелей) защитных покровов из горючих материалов. Металлические оболочки кабелей и металличес­кие поверхности, по которым они прокладываются, должны защищать­ся негорючим антикоррозионным покрытием.

Кабельные линии, сооружаемые на территориях электростанций и подстанций, рекомендуется выполнять кабелями с броней из стальных лент и с негорючим защитным покрытием. Для линий, прокладывае­мых в блоках и трубах, как правило, используются небронированные кабели. Однако, учитывая значительные усилия при затягивании ка­беля в блоки или трубы, они должны иметь усиленную оболочку. Если лишь участок кабельной линии проложен в блоках или трубах, то при длине этого участка не более 50 м допускается применение брониро­ванных кабелей, но без наружного покрова из кабельной пряжи.

Эксплуатация кабельных электрических сетей и кабельных линий, в частности, осуществляется на основе действующих правил и инст­рукций, к числу которых в первую очередь относятся "Правила уст­ройства электроустановок", "Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей", а также правила техники без­опасности, охраны электрических сетей, производства работ и другие директивные материалы.