Aukštos įtampos maitinimo kabeliai su švinu aptraukta popierine izoliacija ir kabelių riebokšliais
Maitinimo kabeliai skirti elektros energijos perdavimui ir paskirstymui rajone bei maitinimui srovės kolektoriais.
Nors kabelius montuoti brangiau nei oro linijas, jie vis dažniau naudojami kaip pageidaujamas sprendimas. Šiandien aukštos įtampos kabeliai daugiausia eksploatuojami esant 380 kV, 110 kV, 35 kV, 20 kV, 10 kV ir 400 V įtampai.
Nors šiandien gaminami beveik tik kabeliai su plastikine izoliacija ir XLPE apvalkalas, klasikinis aukštos įtampos kabelis yra vadinamasis popierinis kabelis.
XLPE kabeliai buvo pradėti plačiai tiesti dar prieš devintąjį dešimtmetį, nors kai kuriose šalyse šis procesas prasidėjo vėliau. Vienas ypač pastebimas šio įtampos lygio bruožas yra didžiulė alternatyvių polimerinių kabelių tipų įvairovė.
Popieriumi izoliuoti maitinimo kabeliai (kairėje) palyginti su XLPE kabeliu
Maitinimo kabeliai su impregnuota popierine izoliacija
Popieriumi izoliuoti švininiai kabeliai turi beveik tokią pačią pagrindinę struktūrą, skirtą įtampos lygiams nuo 400 V iki 35 kV.Jie buvo naudojami energijos perdavimui nuo pirmųjų elektros energijos sistemų įvedimo XIX amžiaus pabaigoje.
XX amžiaus šarvuotas maitinimo kabelis su švino apvalkalu
Darbinei įtampai iki 35 kV imtinai tokie kabeliai gaminami su kanifolija impregnuoto kabelio popieriaus izoliacija švino apvalkale ir šarvuose, priklausomai nuo klojimo sąlygų.
Kabeliai ir laidai, klojami ant laivų, naudojamų kasybos ir gamybos pramonėje bei žemės ūkyje, daugiausia gaminami su gumos arba plastiko izoliacija lanksčioje žarnoje iš gumos arba PVC.
Maitinimo kabeliai išsiskiria gyslų skaičiumi: vieno, dviejų, trijų ir keturių gyslų. Laidininkai gali būti vienlaidžiai arba daugialaidžiai, o formos – apvalūs, sektoriniai, segmentiniai ir ovalūs.
Kaip minėta aukščiau, trijų laidų kabelis, kurio įtampa iki 6 kV, pasirodė XIX amžiaus pabaigoje. Iš pradžių tai buvo kabelis su apvaliais variniais laidais, storu sluoksniu popieriumi impregnuotos izoliacijos ant laidų ir tokio pat storio su bendru (diržo) izoliacijos sluoksniu ant izoliuotų laidų, susuktų kartu, tai yra po švinu. apvalkalas.
Švino kabelio pavyzdys Kabelwerke Brugg reklamoje nuo 1927 m.
30 kV kabelio tiesimas Vokietijoje 1928 m.
Maitinimo kabelio kūrimas vyksta didinant kabelio darbinę įtampą ir jo veikimo patikimumą, tačiau ne toliau didinant izoliacijos sluoksnio storį, o gerinant izoliacinio kabelio kokybę ir gerinant naudojimą. medžiaga kabelyje.
Kabelio ekonominių rodiklių gerinimas, t.y.visų pirma jos kainos mažėjimą lemia pagrindinių medžiagų taupymas dėl geresnio jų panaudojimo ir technologinio proceso tobulinimo (gamybos ciklo mažinimas, atliekų ir atliekų mažinimas gamyboje).
1920-aisiais daugiagyslių maitinimo kabelių apvalūs laidininkai buvo pakeisti segmentiniais ir sektoriniais laidais, nes iki to laiko kabelių gamybos lygis buvo tiek išaugęs, kad atsirado galimybė gaminti patikimus maitinimo kabelius su neapvaliais laidais iki 10 kV imtinai. .
Pagrindinis impregnuoto popieriaus maitinimo kabelio tipas yra sektoriaus kabelis.
Šis kabelis turi izoliacinį sluoksnį ant kiekvienos gyslos (fazinė izoliacija) ir bendrą izoliacinį sluoksnį virš trijų izoliuotų gyslų, susuktų kartu (diržo izoliacija).Toks kabelis vadinamas kabeliu su diržine izoliacija arba, atsižvelgiant į elektrinio lauko tipą. tai kabelis su neradialiniu lauku, o pagal impregnavimo tipą - laidas su klampiu impregnavimu.
Šio tipo kabeliui žymėti naudojami simboliai (prekės ženklai), atsižvelgiant į ekrano tipą ir išorinį dangtelį, pavyzdžiui:
- SG – kabelis be šarvų ir dangtelių virš laido,
- CA – ant švino apvalkalo užtepamas asfalto sluoksnis,
- SB - virš švino yra dviejų plieninių juostų šarvai ir bitumu impregnuotų kabelių verpalų (džiuto) gaubtas,
- SBG – toks pat kaip ir ankstesnis dizainas, bet be džiuto dangos virš buferio,
- OP ir SK - kabelis su plokščių arba apvalių laidų šarvais.
Pirmoji prekės ženklo raidė nurodo apvalkalo buvimą, o paskutinė - apsauginių dangtelių tipą.
Siekiant sutaupyti švino mažinant skersmenį daugiagysliuose maitinimo kabeliuose (dviejų, trijų ir keturių gyslų), kabelio laidininkai daromi ne apvalūs, o sektoriaus ar segmento formos.
Trijų gyslų kabelis su sektoriniais laidininkais yra maždaug 15 % mažesnio skersmens nei kabelis su apvaliais to paties skerspjūvio laidais. Švino sutaupymas, atsirandantis dėl sektorių laidų įdiegimo trijų laidų kabeliuose, gali būti įvertintas vidutiniškai 20 %.
Trifazio kabelio laidininkai gali būti ovalo formos, artėjančios prie elipsės. Šios venos formos privalumas yra tas, kad ovali vena neturi tokių aštrių kampų kaip sektoriaus vena.
Ovalinio laidininko naudojimas 35 kV aukštos įtampos kabeliuose gali šiek tiek kompensuoti kabelio izoliacijos sluoksnio impregnavimo kompozicijos šiluminius pokyčius ir taip pagerinti kabelio kokybę.
Pagrindinės izoliacinės medžiagos, iš kurių kabelių gamykloje gaminamas maitinimo kabelio izoliacinis sluoksnis, yra kabelių popierius ir skaitymo mišinys.
Kabelio popierinio sluoksnio impregnavimas atliekamas siekiant pakeisti orą popieriuje ir tarp popieriaus juostų sluoksnių mineraline alyva ar kitu impregnuojančiu junginiu, kuris yra stipresnis elektros jungtyje.
Popieriaus vaidmuo yra ne tik išlaikyti impregnavimo mišinį. Popieriaus buvimas kabelio izoliacijos sluoksnyje leidžia gauti izoliacinį sluoksnį, kurio atsparumas trūkimui yra maždaug 3 kartus didesnis nei impregnuojamojo mišinio atsparumas trūkiui.
Elektros kabelių izoliaciniam sluoksniui gaminti naudojamas kabelio popierius turi turėti tam tikras mechanines savybes, užtikrinančias sandarų popieriaus juostelių persidengimą ant kabelio šerdies, fizines savybes, būtinas tinkamam impregnavimo procesui atlikti, jame neturi būti priemaišų, kurios sumažina elektrines popieriaus savybes po impregnavimo.
20 ir 35 kV kabelio su diržine izoliacija konstrukcija negali užtikrinti pakankamo veikimo patikimumo, daugiausia dėl to, kad kabelio izoliacijoje yra tangentinių gradientų komponentų, kuriuos sukelia elektrinio lauko neradialumas.
Šiai įtampai taikoma konstrukcija su trimis švino gyslomis, susuktomis į bendrą juostinį šarvą, paprastai pažymėtą prekės ženklu OSB. Pirmą kartą šį dizainą 1923 metais pasiūlė A. Jakovlevas ir S. M. Braginas.
Aukštos įtampos kabeliai, skirti aukštesnei nei 20 kV įtampai, visada buvo gaminami kaip viengyslis, t.y. su radialiniu elektriniu lauku, nes šiuo atveju ypač svarbus kabelio patikimumas esant aukštai įtampai.
Jie daugiausia naudojami 110 ir 220 kV įtampai alyva užpildyti kabeliai kurio pagrindinis bruožas yra tai, kad šio kabelio popierinė izoliacija yra impregnuota mažo klampumo mineraline alyva, kuri, veikiama kabelyje susidariusio perteklinio slėgio, gali lengvai judėti išilgai kabelio išilgai centrinės tuščiavidurės šerdies.
Keičiantis kabelio temperatūrai, laisvai judanti alyva galios įrangos pagalba leidžia kompensuoti izoliacinio sluoksnio tūrio temperatūros pokyčius, kurie klampaus impregnavimo kabelyje sukelia tuštumų susidarymą ir sunaikinimą.
Tuščiavidurės šerdies buvimas leidžia išdžiovinti ir tiekti kabelį gamyboje, kad jame praktiškai neliktų burbuliukų ir dujų intarpų.
Gamyboje kabelis yra suvyniotas ant būgno ir, esant tam tikram teigiamam slėgiui, prijungiamas prie specialaus alyvos bako. Šio prietaiso dėka, net ir esant dideliems temperatūros pokyčiams, kabelyje nesusidaro dujų intarpai.
Modernus kabelis OSB-35 3×120 skirtas 35 kV įtampai
Kabelių sandarikliai
Pateikiamos kabelių antgaliai ir jungtys, leidžiančios kabelius prijungti prie kitos įrangos arba tarpusavyje.
Kadangi kabeliai gaminami riboto ilgio, reikalingos jungiamosios detalės – vadinamosios kabelių riebokšlės. Kabelių dėžutės užduotis yra sujungti du kabelio galus vienas su kitu.
Leipcigo muziejaus 30 kV kabelio jungties demonstravimas, kurį atidarius parodoma, kaip tokia kabelinė jungtis veikia:
Tiesioginis aliuminio vielos sujungimas suvirinamas ir apdirbamas aliuminio dilde. Varinių laidų atveju dedamos vadinamosios litavimo movos, kabelių gyslos ir lituojamos.
Pliko metalo laidininkai rankomis apvyniojami 10–30 mm pločio aliejiniu popieriumi, kol izoliacijos storis yra 2,5 karto didesnis už kabelio izoliacijos storį.
Prieš vyniojant kabelio mišinį ir popierių reikia pašildyti iki 130 laipsnių, kad išvirtų drėgmė. Tam buvo naudojamos atviros anglies krosnys. Žinoma, tai buvo įmanoma tik lauke.
Kad drėgmė nepatektų į įvores, švino apvalkalams sujungti ir sandariai sulituoti naudojama gamykloje pagaminta vidinė įvorė iš švino arba cinkuoto plieno.
Prieš pat litavimo proceso pabaigą į angą pilamas kabelio mišinys, kad nebūtų oro kišenių.
Atliekant maitinimo kabelio impregnavimo procesą, reikia imtis visų priemonių, kad prieš impregnavimą būtų išgarinama izoliacijos sluoksnyje likusi drėgmė. ir kuo pilniau impregnuoti visą kabelio izoliacijos sluoksnį, sumažinant oro inkliuzus, kurie gali susidaryti izoliacijos sluoksnyje NS šnabždesių metu.
Impregnuojantis mišinys turi būti periodiškai valomas nuo mechaninių priemaišų, vakuuminis, kad pašalintų kabelio impregnavimo metu susikaupusią drėgmę, ir degazavimas, kad būtų pašalintos jame ištirpusios dujos (oras).
Prieš įtraukiant vadinamąją „švininę vidinę movą“ į lietinį plieninį korpusą ir užpildant dervos izoliacija, tarp plieninės juostos armatūros ir švino apvalkalo turi būti padarytos metalinės jungtys.
Atvėsus mažiausiai 3 valandas, sumontuotas lizdas gali būti naudojamas labai ilgai (30 ir daugiau metų).
Daugiau informacijos apie maitinimo kabelių kabelių sandariklių įrengimo įrenginį ir technologiją rasite čia:Maitinimo kabelių jungtys