Сколько слоев изоляции на 6 киловольт кабеле - Кабели с пропитанной бумажной изоляцией

Изоляция обеспечивает необходимую электрическую прочность токопроводящих жил по отношению друг к другу и к заземлённой оболочке земле.

По виду изоляции и оболочки различают кабели с пропитанной бумажной изоляцией в металлической оболочке; с бумажной изоляцией, пропитанной нестекающим составом, в металлической оболочке; с пластмассовой изоляцией в пластмассовой или металлической оболочке; с резиновой изоляцией в пластмассовой, резиновой или металлической оболочке. Пластмассовая изоляция подразделяется на поливинилхлоридную и полиэтиленовую. Изоляция кабелей с бумажной пропитанной изоляцией состоит из лент кабельной бумаги, пропитанной маслоканифольным составом.

В кабелях на напряжение кВ каждая фаза изолируется отдельно, а затем поверх скрученных изолированных жил накладывается общая — поясная изоляция.

Промежутки между изолированными жилами заполняют заполнителями. Бумажная пропитанная изоляция — это многослойная изоляция из лент кабельной бумаги, наложенных в виде обмотки, изоляционного пропиточного состава. Для изоляции силовых кабелей напряжением до 10 кВ применяют однослойную кабельную бумагу по ГОСТ марок К, К, К толщина бумаги 0,08; 0,12 и 0,17 мм, соответственно. В зависимости от вязкости пропиточного состава кабели с бумажной изоляцией могут быть изготовлены с вязким пропиточным, с обеднённо-пропиточным и с нестекающим пропиточным составом.

Кабель с обеднённо-пропитанной изоляцией — это кабель с вязким пропиточным составом также марки МП-3, но свободная часть его частично или полностью удалена, то есть бумажная изоляция освобождена от избытка пропиточного состава.

Кабели с обеднённо-пропитанной изоляцией выпускают на напряжение до 6 кВ и маркируются с добавлением через дефис буквы В, например ААШв-В. Кабели с обеднённо-пропитанной изоляцией предназначены для вертикальных и наклонных трасс с ограниченной разностью уровней. Кабель с нестекающим пропиточным составом — это кабель с бумажной изоляцией пропитанной изоляционным составом, вязкость которого такова, что при рабочих температурах кабеля он не способен к перемещению стеканию.

В качестве нестекающего пропиточного состава используют маслоканифольный состав, марки МП-5, содержащий Бумажная изоляция, пропитанная этим составом, предназначена для прокладки кабелей на вертикальных и наклонных трассах без ограничения разности уровней.

Кабели с нестекающим пропиточным составом маркируются индексом Ц, стоящим впереди обозначений марки кабеля, например ЦААШв. Толщина бумажной изоляции зависит от рабочего напряжения кабеля и сечения жил. Так, толщина изоляции жил и поясной изоляции в зависимости от их сечения для кабелей со свинцовой и алюминиевой оболочками напряжением 1 кВ составляет соответственно 0, В многожильных кабелях для различия фаз верхние ленты изоляции на каждой жиле имеют разный цвет на одной жиле — красный, на другой — черный, на третьей — цвета изоляционной бумаги или полоски различного цвета либо цифры на каждой ленте на одной — 1, на другой — 2, на третьей — 3.

На кабели с пластмассовой изоляцией поверх скрученных изолированных жил должна быть наложена поясная изоляция.

Толщина изоляции кабелей зависит от особенности исполнения конструкции, номинального напряжения и сечения жил повышаясь при их увеличении. В монтажных условиях контроль толщины изоляции производится:. Сечения токопроводящих жил кабелей: Бумажная изоляция жил одножильных и трехжильных кабелей с отдельными оболочками.

Силовые кабели с пропитанной бумажной изоляцией

Так, для кабелей на напряжение 6 кВ толщина фазной изоляции составляет 2 мм, а толщина поясной — 0,95 мм, для кабелей на напряжение 10 кВ — соответственно 2,75 и 1,25 мм. В кабелях на напряжения 1 и 3 кВ толщину изоляции выбирают в основном из условия ее механической прочности отсутствие повреждений при изгибах.

Для кабелей на напряжение 1 кВ толщина фазной и поясной изоляции в зависимости от сечения жилы составляет 0, Резина применяемая для изоляции, состоит из синтетического или натурального каучука в смеси с рядом компонентов наполнителей смеси. Сырая резина, наносимая на жилы кабеля, приобретает необходимые качества изоляции после ее нагревания и вулканизации.

Толщина изоляции жил и поясной изоляции кабелей с бумажной изоляцией, пропитанной нестекающим составом. Для кабелей 3 и 6 кВ по скрутке изолированных жил накладывается поясная изоляция из резины типа РШК, толщина которой не нормируется.

Электрическое поле в кабелях с поясной изоляцией имеет сложный вид. Силовые линии поля в некоторых областях сечения кабеля не перпендикулярны слоям бумаги, поэтому появляется тангенциальная составляющая электрического поля в изоляции. Если учесть, что электрическая прочность слоистой бумажной изоляции значительно больше в направлении, перпендикулярном слоям, чем в направлении вдоль слоев бумажных лент, то становится очевидным, что наиболее опасным местом в изоляции являются междуфазные заполнения.

Толщина фазной и поясной изоляции кабелей на напряжения 6 и 10 кВ выбрана с учетом напряженности электрического поля, возникающей в изоляции в рабочих и в аварийных режимах, например, при замыкании одной фазы кабеля на оболочку.

В рабочем режиме как при заземленной, так и при изолированной нейтрали сети напряжение между фазами равно линейному, а напряжение между фазами и оболочкой — фазному, то есть в V3 раз меньше. Если кабели работают в сетях с заземленной нейтралью например, в странах Западной Европыто в аварийном режиме соотношение напряжений между неповрежденными фазами и с этими фазами и оболочкой не изменится. Действительно, напряжение между фазами равно линейному, а между фазами и оболочкой — фазному при замыкании фазы на оболочку потенциал последней в сетях с заземленной нейтралью не меняется.

Поэтому толщины фазной и поясной изоляции, выбранные из условий работы кабеля в рабочем режиме, обеспечивают надежную его работу и в аварийном режиме. Выпускаемые в России кабели предназначены для работы в сетях с изолированной нейтралью. При этом в аварийном режиме напряжение между соседними неповрежденными фазами будет равно напряжению между этими фазами и оболочкой и равно линейному напряжению сети.

Действительно, при замыкании одной из фаз на оболочку при изолированной нейтрали последняя приобретает потенциал поврежденной фазы. Следовательно, чтобы в аварийном режиме обеспечить примерное равенство средних напряженностей электрического поля в фазной и поясной изоляции, необходимо выбрать их разной толщины. Однако с учетом того, что аварийные режимы работы кабелей носят кратковременный характер, допускается некоторое увеличение напряженности поля в изоляции кабелей при кратковременных повышениях напряжения.

Основным недостатком бумажной пропитанной изоляции является ее большая гигроскопичность, поэтому для защиты изоляции от увлажнения в процессе хранения, прокладки и эксплуатации кабели заключают в металлическую оболочку. В России силовые кабели выпускают в свинцовой и алюминиевой оболочках.

Если ранее основным металлом для кабельных оболочек являлся свинец, то в настоящее время подавляющее большинство кабелей изготовляют в алюминиевой оболочке. Алюминиевые оболочки достаточно герметичны и механически более прочны по сравнению со свинцовыми. Это позволяет в ряде случаев использовать их без дополнительной механической защиты. Алюминий имеет повышенную стойкость к вибрационным нагрузкам.

Свинцовые оболочки для увеличения вибростойкости обычно содержат присадки сурьмы 0, Кабели с алюминиевыми оболочками значительно легче кабелей со свинцовыми оболочками плотность алюминия в 4,2 раза меньше, чем плотность свинца.

Высокая электропроводность алюминия дает возможность использовать алюминиевые оболочки в качестве четвертой жилы кабеля, что обеспечивает значительную экономию алюминия, изоляционных и защитных покровов.

Однако кабели с алюминиевыми оболочками нельзя применять в условиях воздействия на них агрессивных сред пары щелочи, концентрированные щелочные растворы. В таких условиях необходимо применять кабели в свинцовых оболочках.

Опыт изготовления и монтажа кабелей с алюминиевой оболочкой диаметром свыше 40 мм выявил их чрезмерную жесткость, поэтому кабели на напряжение 1 кВ сечением 3x мм 26 кВ сечением 3x мм 2 и выше, 10 кВ сечением 3x мм 2 и выше должны быть изготовлены с гофрированной алюминиевой оболочкой. Применение гофрированной оболочки увеличивает гибкость кабелей, однако при прокладке таких кабелей на наклонных трассах возможны стека- ние по гофрам пропиточного состава и образование воздушных включений в изоляции кабеля.

В связи с этим гофрированные оболочки можно использовать только в кабелях, изоляция которых пропитана нестекающими составами. Металлические оболочки, как правило, защищаются от коррозии и механических повреждений защитными покровами.

По сути своей каждая фаза кабеля представляет собой конденсатор и все процессы, происходящие в нем, можно рассматривать как сочетание магнитных и электрических процессов. Изоляция кабелей должна обладать высокой электрической прочностью, что позволяет уменьшить диаметр кабеля и его стоимость.

В силовых кабелях наибольшее распространение получила бумажно-масляная изоляция различных типов, которые отличаются друг от друга количеством пропиточного масла, приходящегося на единицу объема изоляции, и вязкостью масла.

Для пропитки бумаги в силовых кабелях применяют минеральное масло с различными добавками, из которых основное значение имеет канифоль. Добавки к маслу, во-первых, предотвращают его окисление, в результате которого масло стареет и его изоляционные свойства ухудшаются, во-вторых, при наличии добавок увеличивается вязкость масла. Кабели с вязкой пропиткой имеют значительные преимущества при монтаже и эксплуатации.

При соединении отдельных отрезков кабеля с помощью соединительных муфт пропиточная масса не вытекает из концов кабеля, благодаря чему с помощью простых мероприятий удается предотвратить образование воздушных включений в кабельной изоляции.

Нормы испытаний кабелей из сшитого полиэтилена (СПЭ)

Основным недостатком кабелей с вязкой пропиткой является возможность появления газовых включений в эксплуатации, если кабель работает в режиме переменной электрической нагрузки, приводящей к перемежающимся нагревам и охлаждениям кабеля. При уменьшении нагрузки и остывании кабеля оболочка сохраняет остаточную деформацию, в результате чего внутри кабеля образуется ряд пустот, постепенно заполняющихся выделяющимся из изоляции газом.

Газовые включения образуются вблизи оболочки, однако за счет диффузии газа сквозь изоляцию появляются газовые включения и вблизи жилы кабеля, то есть в области наибольшей напряженности электрического поля рис. Они впоследствии приводят к преждевременному пробою изоляции.

Поэтому кабели с вязкой пропиткой, хотя и являются основным типом кабелей для переменных напряжений до 35 кВ, оказываются малопригодными для высоких напряжений. Здесь нет места для воз душных включений, так как они немедленно заполняются маслом, способным перемещаться вдоль кабеля. Как видно из рис. Изоляция кабеля состоит из двух частей — фазной и поясной.

Таким образом, между жилами кабеля находится двойная фазная изоляция, а между каждой жилой и оболочкой — фазная плюс поясная. Зазоры между отдельными изолированными жилами заполняются низкокачественным наполнителем джут пли бумажные жгуты. Поверх свинцовой оболочки для повышения механической прочности кабеля накладывается броня из стальных лент или проволок.

Эта броня защищается от коррозии слоем из волокнистых материалов, пропитанных битумом и антисептиком, или шлангом, выпрессованный из пластмассы. Кабельная изоляция изготовляется из бумажных лент шириной В каждом слое между краями, двух смежных лент сохраняются зазоры в 1, Масляные каналы в зазоре между лентами являются слабым местом в изоляции, поэтому при намотке бумаги необходимо по возможности предотвращать совпадения зазоров в двух соседних слоях бумаги.

После сушки, в тех же герметически закрытых баках производится пропитка изоляции под вакуумом составом из минерального масла и канифоли. Масло и бумага в кабельной изоляции весьма удачно дополняют друг друга. Поэтому пробивные напряженности кабельной изоляции значительно выше пробивных напряжённостей бумаги и масла, взятых по отдельности.

Из этого следует, что кабельная изоляция имеет весьма, высокую кратковременную электрическую прочность порядка При постоянном токе эта разность более значительна. К сожалению, электрическая прочность изоляции с вязкой пропиткой очень сильно снижается при увеличении времени воздействия напряжения. Снижение пробивного напряжения кабелей с вязкой пропиткой или, иными словами, уменьшение срока жизни кабеля при увеличении рабочего напряжения связано, в первую очередь с ионизацией воздушных включений, образующихся при переменном тепловом режиме работы кабеля.

Пузырек газа, расположенный вблизи жилы кабеля, попадает в область наибольшей напряженности поля. Поэтому ионизация газа может начаться даже при рабочем напряжении. Края газового пузырька начинают бомбардироваться ионами. Он раздробляется, превращаясь в газомасляную эмульсию, которая постепенно вытесняет масло из пор ближайшей бумажной ленты и проникает в следующий масляный канал между бумажными лентами Так как ионизация сопровождается прохождением определенного тока, одно или несколько отверстий в первой ленте бумаги обугливается, превращаясь в хорошо проводящий канал.

Во втором масляном слое процесс развивается аналогично. В результате чего оказывается проколотой следующая лента бумаги. После того как в нескольких слоях бумаги, примыкающих к жиле, образуются проводящие каналы, электрическое поле в окрестности газового включения искажается так, как показано на рис.

Появляется тангенциальная составляющая напряженности электрического поля, и разряд получает возможность развиваться вдоль слоев бумаги. На этом пути прочность кабельной изоляции значительно ниже примерно в 2, Поэтому разряд начинает скользить вдоль слоев бумаги, несмотря на то, что этот путь значительно длиннее в направлении оболочки или соседней жилы.

Дойдя до соседнего зазора между лентами бумаги, разряд переходит в следующий слой, после чего он может прорастать как вправо так и влево.