Кабельные линий электропередач. Общая характеристика

Ка­бельные линии в ряде случаев являются единственным средством передачи электроэнергии через большие водные пространства, для обеспечения выдачи мощности гидроэлектростанций. Кабельные линии, прокладываемые по городским или промышлен­ным территориям. 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. Поверх электрической изоляции кабеля накладывается металлическая оболочка, которая, в свою очередь, имеет те или иные защитные покровы, в том числе в ряде случаев и металлическую броню для защиты от механических повреждений.

Кабельная линия (КЛ) как электроустановка состоит из следующих элементов: собственно кабеля (или кабелей), оборудования для соеди­нения и секционирования участков кабеля и присоединения концов кабеля к аппаратуре и к шинам распределительных устройств (кабель­ная арматура), а также аппаратуры подпитки маслом или газом (для масло- и газонаполненных кабелей Основными признаками этой классификации являются :

— род тока;

— значение номинального напряжения

— число токоведущих элементов;

— материал токоведущих элементов;

— электроизоляционный материал (ЭИМ);

— характер пропитки и способ увеличения электрической прочнос­ти бумажной изоляции;

— материал оболочек.

Итак, по роду тока различаются кабели переменного и постоянного тока. Кабели переменного тока по величине U_НОМ делятся на кабели низкого (до 1 кВ), среднего (1—35 кВ) и высокого напряжения (110 кВ и выше). По числу токоведущих элементов различают кабели одно-, двух-, трех- и четырехжилъные. Двух- и четырехжильные кабели ис­пользуются в сетях с номинальным напряжением до 1 кВ. Последние применяются в четырехпроводн'ых сетях переменного тока, поэтому четвертая жила выполняет функцию нулевого провода и ее сечение обычно меньше сечения фазных жил. Одно- и преимущественно трех-жильные кабели используются в сетях с U_ном — 3 т 35 кВ.

По материалу токоведущих элементов различают кабели с медны­ми, алюминиевыми и натриевыми жилами. В последнее время в связи с дефицитностью меди при u_НОМ < 35 кВ преимущественно изготовля­ются кабели с алюминиевыми жилами. Кабели с натриевыми жилами на сегодня еще не получили широкого распространения, и их ограни­ченное количество находится в стадии экспериментальных исследова­ний и опытной эксплуатации.

В настоящее время промышленность выпускает кабели с бумажной пропитанной, пластмассовой и резино­вой изоляцией. При этом различают кабели, пропитанные нормально, обеднение и нестекающим составом. Более подробно эти различия будут рассмотрены в следующем параграфе. В первом случае кабели получили название маслонаполненных, во втором — газонаполненных.

Кабели с такой изоляцией в нашей стране изготовляют в свинцовых и алюминиевых оболочках Неметаллические оболочки (из пластмассы или резины) применяются для кабелей с синтетической или резиновой изоляцией.

8. Кабельные линии 1-35 кВ.

Кабели с бумажной изоляцией выпускаются на напряжение 1,3,6,10,20,35кВ. Токопроводящие жилы таких кабелей изолируются кабельной бумагой марок К-080, К-120, К-170, которая пропитывается маслоканифольным составом. Несмотря на достаточно высокую вязкость в таком составе при разности уровней >15-20м есть опасность частичного осушения в верхней части. Выходом является секционирование линии на отдельные участки стопорными муфтами или путем обеднения изоляции, при этом допускается разность уровня до 100м, но при обеднении электрич. прочность снижается, поэтому приходится увеличивать толщину слоя бумажных лент; в связи с этим кабели с обедненной пропиткой при напряжении <6кВ. Также применяется изоляция нестекающим составом (с церезином) на напряжение 6,10,35кВ. Кабели с пропитанной бумажной изоляцией изготавливаются с медными или алюмин. жилами в свинцовой или алюмин. оболочке с различными защитными покровами. Основной конструкцией 3-х жильных кабелей на напряжение до 10кВ – кабели с поясной изоляцией в общей свинцовой или алюмин.ж оболочке, к-я защищается броней из стальных лент, броня от хим. воздействий и блуждающих токов покрыта наружным защитным покровом. Электрическое поле такого кабеля не однородно, поэтому при >10 кВ жилу размещают в отдельной оболочке (экране) из свинца. В др. случае жила в металлизированной бумаге, а затем общая для 3-х фаз свинцовая оболочка. Маркировка: 1.Ц(с церезином) 2.А(алюм. жила) 3.О(с отдельно освинцов. жилами) 4.С, А(в свинцовой или алюм. оболочке) 5.Броня: из 2-х стальных лент(Б), круглых(К) или плоских(П) оцинкованных стальных проволок 6.способ усиления подушки под броней: л(2л) – в подушке слой (2сл) из пластмас-х лент, в – в подушке выпрессованый шланг из поливинилхлорида 7. Наруж. защит. покров: Г(нету«голый»), Шв(Шп) – из поливинилхлоридного(полиэтил-го) выпрессов-го шланга, н – негорючий покров 8. в – для вертикальной прокладки.

Кабельная арматура.

Для кабелей с вязкой пропиткой, работающих при напряжениях 1-35кВ, 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.

Жилы кабелей 1—35 кВ соединяют после предварительного сня­тия защитного покрова, оболочки, экрана по изоляции и части са­мой изоляции на определенной длине, определяемой из электричес­кого расчета соединительной муфты. Конец фазы кабеля типа ОСБ, подготовленный к монтажу соединительной муфты, показан на рис. 3.5.

Рис. 3.5. Эскиз разделки фазы кабеля типа ОСБ

для монтажа соединительной муфты:

1 - свинцовая оболочка; 2 - экраны по изоляции и жиле 4;

3- ступенчатая разделка заводской изоляции;

4- токопроводящая жила

Для более равномерного распределения электрического поля соединение целесообразно производить таким образом, чтобы диаметр токоведущего эле­мента в месте соединения не увеличивался сверх диаметра жилы. Медные жилы соединяются опрессовкой или пайкой в гильзах, алюминиевые — термитной сваркой, пайкой в формочках и т.п. Затем производится операция по изолированию места соединения. Для кабелей с пропитанной бумажной изоляцией обмотка места соединения осуществляется лентами предварительно пропитанной кабельной бумаги.

Толщина подмотки, форма и длина конусообразного перехода от основной изоляции жилы к внеш­нему диаметру подмотки определяются электрическим расчетом соединитель­ной муфты.

После изоляции места соединения подмотку экранируют. Экран соединения должен иметь электрический контакт с экранами по изоляции соединяемых строительных длин кабеля.

Операция по монтажу соединительной муфты заключаетсяв заполнении пространства между металлическим корпусом и под­моткой заливочным составом.

Для кабелей с пластмассовой изоляцией,а также в ряде случаев для кабелей с пропитанной бумажной изоляцией применяются и эпок­сидные соединительные муфты, имеющие разъемныйкорпус, который после монтажа заливается эпоксидным компаундом.

Концевые муфты кабелей 1—35 кВ могут быть предназначены для наружной и внутренней установки. В последнем случае их принято называть концевыми заделками. 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.

Арматура для оконцевания кабелей 1—35 кВ с пропитанной бумаж­ной изоляцией при ее установке на открытом воздухе имеет следую­щие разновидности:

- мачтовые концевые муфты для кабелей 1—10 кВ с металлическим корпусом и фарфоровыми изоляторами, устанавливаемые на опоре воздушной линии в месте ее соединения с кабельной;

- трех- и однофазные концевые муфты с металлическим корпусом и фарфоровыми изоляторами для кабелей 6—10 кВ;

- однофазная концевая муфта с металлическим корпусом и фарфо­ровым изолятором для кабелей 20 и 35 кВ с отдельно освинцованными жилами.

Стопорные муфты на кабельных линиях 1—35 кВ устанавливаются при переходе от горизонтально проложенного кабеля с нормально пропитанной бумажной изоляцией к кабелю, проложенному наклонно или вертикально вниз и имеющему объединенную пропитанную изоляцию или изоляцию, пропитанную не стекающей массой.