Марка кабеля в резиновой изоляции


Силовые кабели с пластмассовой и резиновой изоляцией

Кабели с пластмассовой изоляцией.  Типовая конструкция кабеля представлена на рис. 1.

 Силовые кабели с пропитанной маслом бумажной изоляцией, обладая высокими электрическими параметрами и большой надежностью в эксплуатации, тем не менее, не лишены ряда существенных недостатков, а именно: технологический процесс их изготовления сложен и малопроизводителен; кабели изготовляются только в металлической оболочке, так как пропитанная бумага гигроскопична, что значительно удорожает и утяжеляет их конструкцию; кроме того, из-за стекания пропиточного состава в кабелях имеются ограничения при вертикальных прокладках.

Применение пластмасс для изоляции силовых кабелей позволяет значительно упростить технологию их изготовления. Пластмассовая изоляция может быть наложена на токопроводящие жилы методом выдавливания (экструзии) на червячных прессах. Этот процесс значительно более производителен, чем изолирование методом обмотки лентами. Кроме того, при этом отпадает необходимость сушки и пропитки изоляции. Применение пластмасс позволяет также облегчить конструкцию кабелей, упростить прокладку и монтаж, а также производить прокладку на трассах с большой разностью уровней. Преимущества кабелей с пластмассовой изоляцией особенно заметны при использовании их на высокие напряжения (110 кВ и выше) вместо кабелей маслонаполненного типа.

Основными материалами, применяемыми для замены пропитанной маслом бумажной изоляции, являются полиэтилен, поливинилхлорид и этилен-пропилен.

Наиболее пригодным материалом для изоляции кабелей является сшитый полиэтилен, т.е. полиэтилен, имеющий пространственную структуру молекул.

Электрические характеристики его находятся на уровне свойств термопластичного полиэтилена, а нагревостойкость выше.

Рис. 1. Конструкция фазы кабеля с пластмассовой изоляцией

на напряжения 10-35 кВ:

1 – жила; 2 – полупроводящий полиэтилен; 3 – полупроводящий полихлорвиниловый пластикат; 4 – полиэтиленовая изоляция; 5 – полихлорвиниловая изоляция; 6 – коллоидальный графит; 7 – экран из медной или алюминиевой ленты; 8 – полихлорвиниловый шланг

Кабели выпускаются с медными и алюминиевыми токопроводящими жилами различных сечений от 1,5 до 240 мм2.

Кабели на напряжения 1-6 кВ выпускаются с двумя, тремя и четырьмя жилами круглой, секторной формы, на напряжения 10 и 35 кВ – только с круглыми жилами в одножильном исполнении  - 1 на рис. 3.9.

Кабели на напряжение 6 кВ имеют экран только по изоляции, а кабели на напряжения 10 и 35 кВ имеют экран как по жиле – 2 и 3, так и по изоляции – 3. Экраны по жиле выполняются в  виде слоя полупроводящей композиции на основе полиэтилена или поливинилхлорида.

Для защиты от влаги и механических повреждений кабели имеют шланг из поливинилхлорида или полиэтилена - 8, либо алюминиевую оболочку.

Кабели, предназначенные для прокладки в земле, имеют поверх пластмассовой или алюминиевой оболочки броню из стальных лент или круглых проволок и наружный антикоррозионный покров.

Маркировку кабелей с пластмассовой изоляцией см. рис. 3.2. Наиболее распространены марки кабелей  с пластмассовой изоляцией: АВВБ, АВВГ, ВВБ, АПВБГ и т.д.

Силовые кабели с резиновой изоляцией. Силовые кабели  с резиновой изоляцией предназначены для неподвижной прокладки в сетях переменного напряжения 660 В или постоянного напряжения 1, 3, 6 и 10 кВ.

Кабели имеют медные или алюминиевые токопроводящие жилы круглой формы сечением от 1 до 500 мм2. Изоляция выполняется из изоляционной резины; поверх изолированных жил накладывается оболочка из свинца, поливинилхлорида или шланговой резины. В случае необходимости кабели имеют упрочняющие покровы, состоящие из двух стальных лент, и защитные покровы обычной конструкции.

Кабели на 660 В переменного напряжения (1000 В постоянного напряжения) могут быть одно-, двух- или трехжильными.

Кабели на напряжения 3, 6, 10 кВ изготовляются только одножильными.

Силовые кабели с резиновой изоляцией маркируются по тому же принципу и теми же буквами, что и силовые кабели с бумажной изоляцией, с дополнением к марке буквы Р – резиновая изоляция и буквы Н – оболочка кабеля выполнена из маслостойкой найритовой резины.

Например, кабель марки СРГ имеет медную жилу, резиновую изоляцию

и свинцовую оболочку; кабель марки АВРБ имеет алюминиевую жилу, резиновую изоляцию  и поливинилхлоридную оболочку, бронированную двумя стальными лентами с защитным наружным покровом.

Основным преимуществом кабелей с резиновой изоляцией является их гибкость, позволяющая при прокладке допускать меньшие радиусы изгибов. Однако по электрическим параметрам такие кабели значительно уступают силовым кабелям с пропитанной бумажной или пластмассовой изоляцией. Кроме того, изоляционные резины кабелей с течением времени теряют свои эластичные  свойства; физико-механические и электрические параметры их снижаются из-за старения резины. Старение резины может происходить под воздействием различных факторов: высокая температура, наличие озона и т.д.

Как показывают исследования, причиной пробоя кабелей с резиновой изоляцией является разрушение резины озоном, возникающим в кабеле при ионизации воздушных включений. Поэтому для создания кабелей высокого напряжения необходимо применять полупроводящие экраны на жиле и изоляции, а также озоностойкие резины.

www.eti.su

Кабели силовые гибкие с резиновой изоляцией для строительных машин, горнорудных механизмов и шахт

Гибкие кабели с резиновой изоляцией с многопроволочными медными жилами с резиновой оболочкой применяются для электропитания подвижных электроприемников различных механизмов: строительных машин, сварочных установок, машин и механизмов в горнорудной промышленности, например, электрических экскаваторов, шатного электрооборудования и др. при температуре окружающей среды в пределах от-50°C до +50°C (в зависимости от типа изоляции) в диапазоне напряжений от 0,66 до 10 кВ.

Марки и области применения кабелей с резиновой изоляцией приведены в таблице 6.1.

Рис. 6.1. Общий вид гибкого силового кабеля марки КШВГ для питания бортовой сети электрического экскаватора на напряжение 6 кВ.

Рис. 6.2. Общий вид гибкого силового кабеля марки КШВГТ для питания бортовой сети электрического экскаватора на напряжение 10 кВ

Таблица 6.1. Марки и области применения кабелей с резиновой изоляцией

Марка кабеля ГОСТ, ТУ Область применения
ГРШЭ ГОСТ 10694-81 Кабель с резиновой изоляцией экранированный для присоединения шахтного электрооборудования (комбайнов, врубмашин и др.) к электропитанию на напряжение 0,66 кВ
ГРШЭП То же То же для трасс крутого падения
ГРЭ То же То же для самоходных вагонов
КОГ-1 ТУ 16.К73.03-88 Для соединения придуговой сварке элктродержателей сварочных установок на номинальное напряжение 220 В переменного тока частотой 50 Гц или постоянного тока со сварочным устройством
КГ, КГ-ХЛ, КГТ, КГН, КПГ, КПГС, КПГСН ТУ 16.К73.05-93 Для присоединения передвижных механизмов к электрическим сетям на номинальное переменное напряжение до 660 В частотой до 400 Гц или постоянное напряжение до 1000 В
КГЭ ТУ 16.К73.02-89 Для присоединения экскаваторов и других передвижных механизмов к электрическим сетям на номинальное напряжение 6 кВ переменого тока частотой 50 Гц
КШВГ ТУ 9388-76 Для присоединения экскаваторов и других передвижных механизмов к электрическим сетям на номинальное напряжение 6 кВ переменого тока
КШВГД То же Для присоединения драги к электрическим сетям на номинальное напряжение 6 кВ переменого тока частотой 50 Гц
КШВГДМ То же То же холодостойкий на номинальное напряжение 6 кВ переменого тока частотой 50 Гц
КШВГМ То же То же холодостойкий для присоединения экскаваторов на номинальное напряжение 6 кВ переменого тока частотой 50 Гц
КШВГМТ То же То же с нагревостойкой резиновой изоляцией на номинальное напряжение 6 кВ переменого тока частотой 50 Гц
КШВГЭ ТУ 16-705.101-79 То же с нагревостойкой резиновой изоляцией, дли присоединения роторных экскаваторов на номинальное напряжение 6 кВ переменого тока
КШВГТ-10 ТУ 16-705.101-79 То же для стационарной и подвижной прокладки и присоединения передвижных механизмов на номинальное напряжение 10 кВ переменого тока частотой 50 Гц
ШРБЭ ГОСТ 10965-76 Шахтный с резиновой изоляцией гибкий эранированный для бурильного инструмента на номинальное напряжение 220 В переменого тока частотой 50 Гц

Таблица 6.2. Конструкции и условия эксплуатации

Марка кабеля Конструкция кабеля Условия эксплуатации
ГРШЭ Кабель гибкий с медными многопроволочными жилами с резиновой изоляцией с экраном из электропроводящей резины и резиновой оболочкой шахтный Для элетропитания комбайнов, врубовых машин и механизмов в шахтах на напряжении 0,66 кВ при температуре окружающей среды от -40°C до +50°C с длительно допустимой температурой нагрева жил до +75°C
ГРШЭП То же для крутопадающих пластов шахт То же при температуре окружающей среды от -30°C до +50°C
ГРЭ То же с сечением основных жил от 10 до 35 мм22 То же при температуре окружающей среды от -30°C до +50°C
КГ Кабель гибкий с медными многопроволочными жилами с резиновой изоляцией в резиновой оболочке Допускается изгиб с радиусом не менее 8 диаметров кабеля при температуре окружающей среды от -40°C до +50°C при воздействии солнечного излучения
КГ-ХЛ С использованием резин для холодного климата То же при температуре окружающей среды от -60°C до +50°C
КГ-Т С жилами из луженых медных проволок, с использованием резин для тропического климата То же при температуре окружающей среды от -10°C до +55°C, со стойкостью к воздействию плесневых грибков
КГН В маслостойкой оболочке, не респространяющей горение Допускается изгиб с радиусом не менее 8 диаметров кабеля, при возможности попадания на оболочку масла, при температуре окружающей среды от -30°C до +50°C
КПГ С жилами повышенной гибкости Допускается изгиб с радиусом не менее 5 диаметров кабеля при температуре окружающей среды от -50°C до +50°C, при воздействии солнечного излучения
КПГС С жилами повышенной гибкости и профилированным сердечником То же, при возможности воздействия на кабель ударных и раздавливающих нагрузок
КПГ-СН С жилами повышенной гибкости и профилированным сердечником, в маслостойкой оболочке, не респространяющей горение При изгибах не менее 5 диаметров кабеля, при возможности попадания на оболочку масла, при возможности воздействия на кабель ударных и раздавливающих нагрузок, при температуре окружающей среды от -30°C до +50°C
КОГ-1 С жилами повышенной гибкости При многократных изгибах с радиусом не менее 50 мм2, при температуре окружающей среды от -50°C до +50°C, при воздействии солнечного излучения
КГЭ С экраном из электропроводящей резины по жиле и изоляции, с поясным экраном из электропроводящей резины При многократных изгибах с радиусом не менее 6 наружных диаметров кабеля, при температуре окружающей среды от -40°C до +50°C
КШВГ Кабель с тремя основными и одной заземляющей медными жилами в резиновой изоляцией с экраном из электропроводящей резины толщиной 0,6 мм2 с резиновой оболочкой При температуре окружающей среды от -40°C до +50°C с длительно допустимой температурой нагрева жил до +75°C
КШВГД То же При температуре окружающей среды от -40°C до +50°C с длительно допустимой температурой нагрева жил до +75°C
КШВГДМ То же морозостойкий При температуре окружающей среды от -50°C до +50°C с длительно допустимой температурой нагрева жил до +75°C
КШВГМ То же То же
КШВГМТ То же морозостойкий То же при температуре окружающей среды от -45°C до +50°C, при эксплуатациив статическом режиме до -60°C, с длительно допустимой температурой нагрева жил до +85°C
КШВГЭ Кабель гибкий с тремя основными и тремя заземляющими лужеными медными многопроволочными жилами с экраном по основным и вспомогательным жилам, резиновой изоляцией жил из нагревостойкой резины с сердечником, вокруг которого скручиваются жилы, общим экраном и оболочкой из резины Для питания сверхмощных роторных экскаваторов на напряжение 35 кВ при температуре окружающей среды от -45°C до +40°C, с длительно допустимой температурой нагрева жил до +85°C. Радиус изгиба при монтаже не менее 10 диаметров кабеля
КШВГТ-10 С экраном из электропроводящей резины по жиле и изоляции, с заполнением сердечника из электропроводящей невулканизированной резины, с двухслойной оболочкой При ограниченном количестве изгибов с радиусом не менее 6 диаметров кабеля, при возможности воздействия соленого тумана, при возможности воздействия на кабель ударных и раздавливающих нагрузок, при температуре окружающей среды от -50°C до +88°C, со стойкостью к воздействию плесневых грибков
ШРБЭ Кабель гибкий с медными жилами с резиновой изоляцией на основных и вспомогательных жилах, скрученных вокруг сердечника из лавсанового волокна с общим экраном из электропроводящей резины с резиновой оболочкой Для питания бурильного электроинструмента в шахтах при температуре окружающей среды от -30°C до +50°C, с длительно допустимой температурой нагрева жил до +75°C

Рис. 6.3. Общий вид (а) и поперечное сечение (б) силового шахтного кабеля марки ЭВТ на напряжения 0.66; 1.14 и 6 кВ для периодической переноски.

Рис. 6.4. Конструкция гибкого шахтного кабеля марки ГРШЭ на напряжение 0,66 кВ.

Рис. 6.5. Конструкция гибкого шахтного кабеля марки ГРШЭП для работы на крутопадающих пластах на напряжение 0,66 кВ.

Рис. 6.6. Конструкция кабеля для самоходных вагонов марки ГРШ.

Рис. 6.7. Общий вид гибкого кабеля марки КЩВГ для роторного экскаватора на напряжение 35 кВ

Таблица 6.3. Число жил в гибких кабелях с резиновой изоляцией

Марка кабеля Число жил Сечение основных жил, мм22
основных заземления вспомогательных
ГРШЭ 3 1 - 4...95
ГРШЭ 3 1 3 4...95
ГРШЭП 3 1 5 10...50
ГРЭ 3 1 1 10...25
КГ, КГ-Т и КГ-ХЛ, КГН 1 - - 2,5...120
2 и 3 - - 0,75...120
2 и 3 1 - 0,75...120
2 и 3 - 1 2,5...70
2 и 3 - 2 2,5...70
4 и 5 - - 1,0...25
КПГ 2 - - 0,75...70
2 и 3 1 - 0,75...70
КПГС и КПКСН 3 1 - 2,5...20
3 1 1 2,5...6,0
3 1 2 4,0...50
КОГ-1 1 - - 16...150
КГЭ 3 1 - 10...150
3 1 1 10...150
КШВГ 3 - - 10...150
КШВГД 3 - - 25...95
КШВГДМ 3 - - 25...95
КШВГМ 3 1 - 10...95
КШВГМТ 3 1 - 10...150
КШВГЭ 3 3 - 70
КШВГТ-10 3 3 - 25...150
ШРБЭ 3 1 1 1,5...6

Таблица 6.4. Номинальные еечения основных и вспомогательных жил гибких кабелей, мм2

Основные жилы

Жилы заземления

Жилы заземления для КШВГТ-10

Вспомогательные жилы

0,75

0,75

1,0

1,0

1,5

1,0

1,5

2,5

1,5

1,5

4,0

2,5

2,5

6,0

4,0

4,0

10

6,0

6,0

16

6,0

6,0

25

10

6,0

10; 6,0 для КГЭ

35

10

6,0

10; 6,0 для КГЭ

50

16

10

10

70

25,16 для КГЭ

10

10

95

35, 25 для КГЭ

16

10 для КГЭ

120

35

16

10 для КГЭ

150

50

25

10 для КГЭ

Таблица 6.5. Толщины изоляции и оболочек для кабелей марок КГКГ-ХЛ, КГ-Т, КГН, КПГ, КПГС, КПГСН, мм

Номинальное сечение основных жил, мм2

Изоляция

Оболочка для одножильных кабелей

Оболочка для многожильных кабелей

0,75

0,8

1,3...1,5

1,0

0,8

1.3...1,6

1,5

0,8

1,5...1,8

2,5

0,9

1,4

1,7...2,0

4,0

1,0

1,5

1,8...2,2

6,0

1,0

1,6

2,0... 2,5

10

1,2

1,8

3,1...3,6

16

1,2

1.9

3,3...3,9

25

1,4

2,0

3,6...4,4

35

1.4

2,2

3,6...4,5

50

1,6

2,4

4,5...5,0

70

1,6

2,6

4,8...5,0

95

1,8

2,8

5,0...5,3

120

1,8

3,0

5,0...5,3

Таблица 6.6. Расцветка жил для кабелей марок КГ, КГ-ХЛ.КГ-Т, КГН, КПГ, КПГС, КПГСН

Число жил

Расцветка без жилы заземления

Расцветка с жилой заземления

3

Голубой, черный, коричневый

Зелено-желтый, голубой, коричневый

4

Голубой, черный, коричневый, черный или коричневый

Зелено-желтый, голубой, черный, коричневый

5

Голубой, черный, коричневый, черный или коричневый, черный или коричневый

Зелено-желтый, голубой, черный, коричневый, черный или коричневый

6

Зелено-желтый, Черный, голубой, черный, коричневый, черный

Таблица 6.7. Толщины элементов конструкции для кабелей марки КГЭ, мм

Номинальное сечение основных жил, мм2

Внутренний и наружный экраны по жиле и изоляции

Изоляция

Поясной экран

Оболочка

10...50

0,4

4,0

1,5

3,5

70...150

0,6

4,0

2,0

4,0

Таблица 6.8. Толщины изоляции и оболочки для кабелей марки КОГ-1, мм

Номинальное сечение жил, мм2

Изоляция

Оболочка

16...35

0,8

1,2

50

1,0

1,2

70

1,0

1,4

95

1,2

1,4

120

1,2

1,6

150

1,4

1,6

Таблица 6.9. Толщины элементов конструкции для кабелей марки КШВГТ-10, мм

Номинальное сечение основных жил, мм2

Внутренний экран по жиле

Изоляция

Наружный экран по изоляции

Внутренняя

оболочка

Наружная

оболочка

25...70

0,8

6,0

1,0

3,0

5,0

95...150

1,2

6,0

1,0

3,0

6,0

www.eti.su

Техническая информация КГ, КГ-ХЛ, РПШ (Кабель в резиновой изоляции)

Кабели силовые гибкие КГ, КГ-ХЛ

В данную группу входят кабели с медными многопроволочными токопроводящими жилами с резиновой изоляцией в резиновой оболочке, предназначенные для электропитания передвижных потребителей и для нестационарного монтажа.

Марки и область применения

Марка кабеля ГОСТ, ТУ Область применения
КГкг-хл кг-т кгн кпг кпгс кпгсн Для присоединения передвижных механизмов к электрическим сетям на номинальное переменное напряжение до 660 В частотой до 400 Гц или постоянное напряжение до 1000 В
КОГ-1 Для соединения при дуговой сварке электродержателей сварочных установок на номинальное напряжение 220 В переменного тока частотой 50 Гц или постоянного тока
КГЭ Для присоединения экскаваторов и других передвижных механизмов к электрическим сетям на номинальное напряжение 6 кВ переменного тока частотой 50 Гц.
КШВГТ-10 Для стационарной и подвижной прокладки и присоединения передвижных механизмов к электрическим сетям на номинальное напряжение 10 кВ переменного тока частотой 50 Гц

Конструкции и условия эксплуатации

Марка кабеля Конструкция Условия эксплуатации
Базовая (с медными многопроволочными жилами с резиновой изоляцией в резиновой оболочке) При изгибах с радиусом не менее 8 диаметров кабеля, при температуре окружающей среды от -40 до +50°С при воздействии солнечного излучения
С использованием резин для холодного климата То же, при температуре окружающей среды от -60 до +50°С
С жилами из луженых медных проволок, с использованием резин для тропического климата То же, при температуре окружающей среды от -10 до +55°С, со стойкостью к воздействию плесневых грибов
В маслостойкой оболочке, не распространяющей горение При изгибах с радиусом не менее 8 диаметров кабеля, при возможности попадания на оболочку масла, при температуре окружающей среды от -30 до +50°С
С жилами повышенной гибкости При изгибах с радиусом не менее 5 диаметров кабеля, при температуре окружающей среды от -50 до +50°С при воздействии солнечного излучения
С жилами повышенной гибкости и с профилированным сердечником То же, при возможности воздействия на кабель ударных и раздавливающих нагрузок

Число жил в кабелях

Марка кабеля Число жил Номинальное сечение
основных заземления вспомогательных основных жил, мм2

Сечение жил, мм2

Основные жилы Жилы заземления Жилы заземления дляи КШВГТ-10 Вспомогательные жилы

Номинальная толщина изоляции и значения толщин оболочек для кабелей марок КГ, КГ-ХЛ, КГ-Т, КГН, КПГ, КПГС, КПГСН указаны в таблице 4.2.3-3 (при этом большие значения толщин оболочек относятся к кабелям с большим числом жил). Жилы кабелей марок КГ, КГ-ХЛ, КГ-Т, КГН, КПГ, КПГС, КПГСН должны иметь цифровую маркировку или отличительную расцветку, указанную в таблице 4.2.3-4, при этом зелено-желтый цвет изоляции применяют только для жилы заземления. Номинальные толщины изоляции и оболочек для кабелей марки КОГ-1 приведены в таблице 4.2.3-5, номинальные толщины элементов конструкции для кабелей марки КГЭ приведены в таблице 4.2.3-6, номинальные толщины элементов конструкции для кабелей марки КШВГТ-10 приведены в таблице 4.2.3-7. Цвет изоляции для кабелей марки КОГ-1 и КГЭ не нормируется, в кабелях марки КШВГТ-10 основные жилы могут иметь любой цвет, кроме черного.

Изолированные жилы должны быть скручены в правом направлении, при этом для обеспечения эксплуатации при заданных условиях изолированные жилы в кабелях марок КГ, КГН с тремя основными и двумя вспомогательными жилами сечением 16 мм2 и более, кабелей марки КПГ с четырьмя жилами 16 мм2 и более должны быть скручены вокруг резинового сердечника, а в кабелях марок КПСГ и КПСГН с четырьмя жилами сечением 16 мм2 и более, пяти- и шестижильных всех сечений должны быть скручены вокруг круглого или профилированного резинового сердечника. В кабелях марки КШВГТ-10 все изолированные жилы должны быть скручены с заполнителем в центре из электропроводящей резины, а оболочка выполняется двухслойной с внутренним слоем из электропроводящей резины.

Для удобства разделки кабелей поверх скрученных жил должен быть наложен слой синтетической пленки или другого материала. В кабелях марки КОГ-1 и одножильных кабелях марки КГ допускается замена изоляции и оболочки изоляционно-защитной оболочкой. Номинальная толщина оболочки должна быть равна сумме толщин изоляции и оболочки.

Справочные значения наружных диаметров и масс кабелей, наиболее массово выпускаемых типоразмеров, указаны в таблицах 4.2.3-8 и 4.2.3-9 соответственно. С учетом значительных допусков реальные значения могу отличаться на 10% в меньшую или большую сторону.

Толщины изоляции и оболочек для кабелей марок КГ, КГ-ХЛ, КГ-Т, КГН, КПГ, КПГС, КПГСН, мм

Номинальное сечение основных жил, мм2 Изоляция Оболочка для одножильных кабелей Оболочка для многожильных кабелей

Расцветка жил для кабелей марок КГ, КГ-ХЛ, КГ-Т, КГН, КПГ, КПГС, КПГСН

Число жил Расцветка без жилы заземления Расцветка с жилой заземления
голубой, черный, коричневый зелено-желтый, голубой, коричневый
голубой, черный, коричневый, черный или коричневый зелено-желтый, голубой, черный, коричневый
голубой, черный, коричневый, черный или коричневый, черный или коричневый зелено-желтый, голубой, черный, коричневый, черный или коричневый
зелено-желтый, черный, голубой, черный, коричневый, черный

Толщины изоляции и оболочки для кабелей марки КОГ-1, мм

Номинальное сечение основных жил, мм2 Внутренний и наружный экраны по жиле и изоляции Изоляция Поясной экран Оболочка

Толщины элементов конструкции для кабелей марки КШВГТ-10, мм

Номинальное сечение -основных жил, мм2 Внутренний экран по жиле Изоляция Наружный экран по изоляции Внутренняя оболочка Наружная оболочка

Требования к электрическим параметрам

На период приемки и поставки кабели марок КГ, КГ-ХЛ, КГ-Т, КГН, КПГ, КПГС, КПГСН в течение 5 минут должны выдержать без погружения в воду, а одножильные и кабели марки КОГ-1 после пребывания в воде испытание переменным напряжением 2, 5 кВ частотой 50 Гц. Кабели марки КГЭ должны выдержать испытание напряжением 15 кВ, а кабели марки КШВГТ-10 - 20 кВ переменного тока частотой 50 Гц в течение 5 минут.

Электрическое сопротивление изоляции в нормальных климатических условиях, пересчитанное на 1 км кабеля, при приемке и поставке должно быть не менее 50 Мом, для кабелей марки КШВГТ-10 не менее 100 Мом.

Наружные диаметры кабелей, мм

Номинальное сечение основных жил, мм2 Одножильные марок КГ, КГ-ХЛ, КГ-Т С тремя основными жилами и жилой заземления марок КГ, КГ-ХЛ, КГ-Т, КГН С тремя основными жилами и жилой заземления марки КПГ С тремя основными жилами и жилой заземлениямарок КПГС, КПГСН КОГ-1 КГЭ КШВГТ - 10

Массы кабелей, кг/км

Номинальное сечение основных жил, мм2 Одножильные марок КГ, КГ-ХЛ, КГ-Т С тремя основными жилами и жилой заземления марок КГ, КГ-ХЛ, КГ-Т, КГН С тремя основными жилами и жилой заземления марки КПГ С тремя основными жилами и жилой заземления марок КПГС, КПГСН КОГ-1 КГЭ КШВГТ - 10
Размещено компанией Киловатт [26.10.2014]

www.energoportal.ru

1.5. Силовые кабели с резиновой изоляцией

Основным преимуществом кабелей с резиновой изоляцией является их гибкость, позволяющая при прокладке допускать меньшие радиусы изгибов. Однако по электрическим параметрам такие кабели значительно уступают силовым кабелям с пропитанной бумажной или пластмассовой изоляцией. Кроме того, изоляционные оболочки кабелей с течением времени теряют свои эластичные свойства; физико-механические и электрические параметры их снижаются из-за старения резины. Старение резины может происходить под воздействием различных факторов (высокая температура, наличие озона, кислорода, света и т.д.) и является следствием окислительной деструкции содержащегося в резине каучука. Все это не позволяет в настоящее время выпускать кабели с резиновой изоляцией на высокие напряжения. В частности, на практике максимальные рабочие напряжения кабелей с резиновой изоляцией не превышают 35 кВ, хотя отдельные зарубежные фирмы и выпускают кабели с изоляцией из этиленпропиленовой резины на напряжения 66 и 110 кВ.

Как показывают исследования, причиной пробоя кабелей с резиновой изоляцией является разрушение резины озоном, возникающим в кабеле при ионизации воздушных включений. Поэтому для создания кабелей высокого напряжения необходимо применять полупроводящие экраны на жиле и изоляции, а также озоностойкие резины.

Наиболее перспективными резинами для кабелей высокого напряжения являются резины на основе бутилкаучука и этиленпропиленового каучука.

Силовые кабели с резиновой изоляцией, выпускаемые в России, предназначены для неподвижной прокладки в сетях переменного напряжения 660 В или переменного и постоянного напряжения 1, 3, 6 и 10 кВ.

Кабели имеют медные или алюминиевые токопроводящие жилы круглой формы сечением от 1 до 500 мм2. Изоляция выполняется из изоляционной резины; поверх изолированных жил накладывается оболочка из свинца, поливинилхлорида или шланговой резины. При необходимости кабели имеют упрочняющие покровы и защитные покровы обычной конструкции.

В зависимости от типа применяемой резины длительная рабочая температура кабелей составляет 65 и 90°С.

В зависимости от типа применяемых материалов морозостойкость кабелей находится в пределах от –10 до –60°С.

Специфические характеристики силовых кабелей с резиновой изоляцией, особенно их повышенная гибкость обусловливают их дальнейшее совершенствование и развитие. В настоящее время вопрос о замене таких кабелей кабелями с пластмассовой изоляцией не может быть решен положительно.

Срок службы гибких силовых кабелей по сравнению со сроком службы кабелей для стационарной прокладки (20–25 лет) значительно меньше (3–5 лет).

1.6. Силовые кабели на напряжение 110 кВ и выше с бумажной пропитанной изоляцией

Кабели с бумажной изоляцией, пропитанной вязким маслоканифольным составом, имеют сравнительно невысокую электрическую прочность, что ограничивает их применение в сетях напряжением выше 35 кВ. Это объясняется наличием в изоляции воздушных включений, которые появляются в процессе эксплуатации кабельных линий.

В процессе эксплуатации кабель подвергается периодическому нагреванию и охлаждению (включение и отключение нагрузки). При нагревании все элементы кабеля (в том числе и пропитывающий состав) увеличиваются в объеме. После охлаждения оболочка кабеля вследствие остаточных деформаций не в состоянии оказывать давление на пропитывающий состав, необходимое для возвращения его в прежнее положение. В результате после нескольких циклов нагрева и охлаждения в кабелях появляются пустоты.

Для увеличения электрической прочности бумажной пропитанной изоляции необходимо либо создать условия, исключающие появление в ней газовых включений, либо повысить электрическую прочность имеющихся пустот, например, путем увеличения в них давления или путем заполнения этих пустот газом, обладающим повышенной электрической прочностью.

Первая возможность реализована при создании так называемых маслонаполненных кабелей, вторая – при создании газонаполненных кабелей.

Маслонаполненные кабели низкого давления. Первые кабели на напряжение 110 кВ, появившиеся в 1923–1931 гг., были одножильными кабелями маслонаполненного типа. Эта конструкция кабелей высокого напряжения является одной из распространенных и в настоящее время.

В маслонаполненных кабелях возможность образования газовых включений при изготовлении, а также при эксплуатации исключается тем, что для пропитки их изоляции применяется маловязкое дегазированное масло. В процессе эксплуатации пропиточный состав находится в кабеле под избыточным давлением, поэтому даже при резком падении нагрузки в кабеле не могут образовываться газовые включения.

Давление масла в кабеле для обеспечения надежности его работы должно поддерживаться в определенных пределах (для этих кабелей, как правило, до 0,5 МПа). Для этого в конструкции кабеля предусматриваются маслопроводящие каналы, а вдоль кабельной линии устанавливаются специальные компенсаторы (баки питания и давления), которые принимают избыток масла при нагревании кабеля и отдают – при его охлаждении.

Токопроводящая жила маслонаполненного кабеля обычно имеет в центре канал, по которому происходит перемещение масла при изменении температуры кабеля. Канал внутри жилы образуется либо с помощью поддерживающей металлической плоской спирали, поверх которой накладываются повивы круглых проволок, либо применением для первого повива проволок специальной конфигурации (рис. 1.7).

а) б)

Рис. 1.7. Конструкция жил одножильных маслонаполненных кабелей.

На рис. 1.7, а приведена конструкция токопроводящей жилы маслонаполненного кабеля, канал в которой образован проволоками, имеющими z-образную форму, что обеспечивает устойчивую конструкцию жилы. Последующие повивы накладываются из проволок сегментообразной формы. Использование сегментных проволок для второго повива необходимо для создания гладкой наружной поверхности жилы. Это обстоятельство весьма существенно для кабелей высокого напряжения, так как любая неровность на поверхности жилы вызывает значительное местное увеличение напряженности электрического поля.

Для токопроводящих жил сечением свыше 600 мм2 целесообразно применять секционированную жилу. Конструкция показана на рис. 1.7, б. Жила скручивается из четырех или шести изолированных друг от друга сегментов, что уменьшает ее сопротивление переменному току за счет снижения поверхностного эффекта и эффекта близости.

Поверхностный эффект проявляется в том, что под действием магнитного поля кабеля ток, протекающий по жиле, вытесняется ближе к ее поверхности. Таким образом, плотность тока в слоях жилы, прилегающих к поверхности, несколько выше, чем в центре жилы, что приводит к увеличению общего сопротивления жилы.

Эффект близости также увеличивает сопротивление жил из-за неравномерного распределения плотности тока по сечению жилы. Наибольшая концентрация тока наблюдается в областях, обращенных к соседним кабелям, или в противоположно расположенных областях.

Токопроводящая жила, а также изоляция кабелей высокого напряжения экранируются полупроводящей бумагой. При этом масляные пленки, находящиеся между жилой и изоляцией, а также между изоляцией и металлической оболочкой, обладающие меньшей электрической прочностью по сравнению с пропитанной бумагой, оказываются в зоне с нулевой напряженностью электрического поля. Кроме того, электрическая прочность изоляции кабеля возрастает за счет сглаживания поверхности жилы слоями полупроводящей бумаги.

Для экранирования, в принципе, можно использовать, кроме полупроводящих бумаг, металлизированную бумагу, медную или алюминиевую фольгу, однако при применении полупроводящих бумаг дополнительно положительный эффект получается за счет того, что полупроводящая (сажевая) бумага обладает адсорбционными свойствами.

При изменении температуры кабеля происходит движение масла сквозь слои изоляции, прилегающие к жиле и оболочке. Контакт с металлами отрицательно сказывается на свойствах изоляционного масла, способствует увеличению диэлектрических потерь в изоляции.

Наличие у жилы и оболочки кабеля экранов из полупроводящих бумаг, обладающих адсорбционными свойствами, способствует стабилизации электрических свойств изоляции. Очевидно, что стабилизирующее действие экранов ограниченно. С течением времени, когда полупроводящая бумага начинает насыщаться продуктами старения фильтрующегося масла, адсорбционные свойства экранов начинают теряться.

Изоляция маслонаполненных кабелей состоит из лент кабельной бумаги, пропитанных дегазированным минеральным или синтетическим маслом. Такая изоляция обладает целым рядом ценных свойств: высокая электрическая прочность, малые диэлектрические потери, высокие механические параметры, причем стабильность перечисленных свойств сохраняется в процессе эксплуатации. Однако неуклонная тенденция к повышению напряжения при передаче электрической энергии выдвинула дополнительные требования к изоляции силовых кабелей, которым традиционная кабельная бумага из сульфатной целлюлозы, пропитанная изоляционными маслами, не всегда может соответствовать.

Для создания конструкций кабеля на напряжение свыше 500 кВ необходимо использовать материалы с более низкими диэлектрическими потерями. Это возможно лишь при полной или частичной замене целлюлозной бумаги на синтетические электроизоляционные материалы. Однако на сегодняшний день сделать это не удалось.

В настоящее время во всем мире наибольшее внимание уделяется усовершенствованию бумаги или созданию новых бумагоподобных материалов, обладающих соответствующими свойствами. Известны следующие основные направления в этой области:

1. Применение кабельной бумаги повышенного качества. Она получается путем отбора особо чистой целлюлозы, использования при производстве бумаги воды, прошедшей специальную очистку, а также путем усовершенствования отделки кабельной бумаги. Эти бумаги обеспечивают минимальное значение tg δ = 5×10 -3.

2. Использование специальных кабельных бумаг, изготовляемых из древесной целлюлозы с добавками волокон синтетических материалов (лавсан, полиэтилен и т. д.). В этом случае можно получить изоляцию кабелей, имеющую tg δ < 4×10 -3. Однако электрическая прочность такой изоляции пока несколько ниже изоляции, выполненной из обычной кабельной бумаги.

3. Создание изоляционных бумаг путем добавления к целлюлозе слюды в виде мелких чешуек (tg δ < 5×10 -3). Стоимость таких бумаг значительно выше обычных.

4. Разработка новых видов бумаг из синтетических волокон.

5. Создание многослойной комбинированной бумаги в виде чередующихся слоев бумаги и синтетической пленки.

Наиболее перспективны последние два направления.

Для пропитки изоляции маслонаполненных кабелей используется маловязкое нефтяное изоляционное масло марки МН-4. Для кабелей низкого давления в России и за рубежом синтезированы маловязкие пропиточные составы на основе додецилбензолов, алкилбензолов и т. п., обладающие высокой стойкостью к разложению в электрическом поле, а также способностью к газопоглощению.

Практика эксплуатации маслонаполненных кабелей низкого давления показала, что наиболее экономичными являются кабели с давлением масла, находящимся в пределах 0,024–0,29 МПа для кабелей в свинцовой оболочке и 0,024–0,5 МПа – для кабелей в алюминиевой оболочке.

Для защиты от увлажнения поверх изоляции накладывается металлическая (свинцовая или алюминиевая) оболочка. Конструкции кабелей на напряжение свыше 220 кВ иногда предусматривают два маслонаполненных канала. Один – в центре жилы, другой – под металлической оболочкой. Оболочка таких кабелей на внутренней стороне имеет продольные канавки.

Наличие каналов под металлической оболочкой необходимо для уменьшения перепада давления масла в изоляции при нагревании и охлаждении кабеля. Металлические оболочки имеют упрочняющие и защитные покровы.

Примеры выпускаемых в России маслонаполненных кабелей низкого давления:

МНС – кабель в свинцовой оболочке с упрочняющими и защитными покровами;

МНСК – то же, но защитные покровы включают слой оцинкованных круглых стальных проволок (рис. 1.8);

МНСШв – то же, но защитные покровы выполнены в виде шланга из ПВХ пластиката.

Рис. 1.8. Кабель марки МНСК на напряжение 220 кВ

Маслонаполненные кабели высокого давления (в стальных трубопроводах). Большое распространение в России получили маслонаполненные кабели высокого давления (рис. 1.9). Эти кабели выпускаются на переменные напряжения 110, 220 и 550 кВ.

Рис. 1.9. Кабель в стальном трубопроводе с маслом под давлением

Линия содержит три одножильных кабеля, затянутых в стальной трубопровод, который заполняется маслом под давлением 1,5 МПа. Эти кабели имеют ряд преимуществ по сравнению с кабелями низкого давления. Во-первых, электрическая прочность таких кабелей выше, так как изоляция кабеля находится под более высоким давлением. Кроме того, для пропитки изоляции и для заполнения трубопровода применяется более вязкое масло, которое обеспечивает большую импульсную прочность кабелей. Во-вторых, стальной трубопровод является надежной защитой кабеля от механических повреждений, благодаря чему кабельные линии высокого давления являются исключительно надежными.

Однако монтаж указанных линий несколько сложнее, а стоимость выше, чем монтаж и стоимость линий с одножильными маслонаполненными кабелями низкого давления.

Токопроводящие жилы кабелей в стальном трубопроводе с маслом под давлением имеют круглую форму и скручиваются из медных луженых проволок. Если сечение жилы превышает 700 мм2, жила скручивается из четырех секторов, два из которых изолированы бумажными лентами. Поверх накладывается экран из полупроводящей бумаги. Изоляция кабеля состоит из бумажных лент, пропитанных изоляционным маслом повышенной вязкости. Заполнение трубопровода производится этим же маслом. Применение вязкого пропиточного масла облегчает монтаж кабельной линии, так как уменьшается вытекание его из изоляции. На изоляцию кабеля накладывается экран из лент полупроводящей бумаги, поверх которого размещаются медные перфорированные ленты для образования металлического экрана. Назначение последнего – создание равномерного радиального поля в изоляции кабеля.

Для облегчения затягивания изолированных жил кабеля в трубопровод поверх медных перфорированных лент накладываются с шагом 100–300 мм две-три медные или бронзовые полукруглые проволоки скольжения. Благодаря проволокам скольжения кабели в трубопроводе расположены на некотором расстоянии друг от друга, что несколько улучшает охлаждение области внутри треугольника, образованного центрами изолированных жил кабелей.

Компенсация изменения объема масла в кабельной линии при ее нагревании или охлаждении, а также поддержание давления в линии в определенных пределах осуществляются с помощью автоматического подпитывающего устройства, расположенного на одном из концов линии.

В России выпускаются кабели в стальных трубах следующих марок: МВДТ – маслонаполненный кабель высокого давления в свинцовой оболочке, снимаемой на месте прокладки при протягивании кабеля в трубопровод; МВДТк – маслонаполненный кабель высокого давления в контейнере с маслом.

Такие кабели могут прокладываться в туннелях, в земле и под водой.

Газонаполненные кабели. Газонаполненные кабели устроены таким образом, что непосредственно в кабель подводится чистый сухой газ под давлением. Значение давления определяется особенностями конструкции кабеля и условиями прокладки и находится в пределах 0,7–3,0 МПа.

В зависимости от конструкции кабеля сжатый газ может либо поступать непосредственно в изоляцию кабеля (зазоры между лентами, пространство между проволоками внутри жилы), либо не иметь непосредственного соприкосновения с изоляцией, а передавать давление на изоляцию через специальную мембрану. Если газ под давлением подается в изоляцию кабеля, то кабель может изолироваться двумя способами. Во-первых, может применяться обедненно-пропитанная бумажная изоляция. В этом случае на жилу накладываются бумажные ленты, затем после сушки и пропитки изоляции излишки пропиточного состава удаляются. Пропиточный состав остается лишь в капиллярах бумажных лент. Промежутки между бумажными лентами заполняются газом под давлением. Во-вторых, для изолирования кабеля могут использоваться ленты кабельной бумаги, подвергнутые предварительной сушке и пропитке. В кабеле с изоляцией из предварительно пропитанных бумажных лент пространство между бумажными лентами также заполняется сжатым газом. Если сжатый газ не имеет доступа в изоляцию, то кабель изолируется бумажными лентами с последующей пропиткой вязким составом или жидким маслом. Поверх изоляции на кабель наносят пластмассовую оболочку, играющую роль мембраны.

Для заполнения газонаполненных кабелей применяется осушенный, очищенный от примесей азот. Наиболее перспективным является применение для этих целей азота в смеси с электрически более прочным газом – элегазом (SF6).

Электрическая прочность газонаполненных кабелей значительно ниже, чем маслонаполненных. Кроме того, электрические параметры этих кабелей весьма нестабильны, так как сильно зависят от давления газа и температуры.

Но они имеют свои преимущества: эти кабели значительно дешевле маслонаполненных, так как в их конструкции отсутствует дорогостоящее дегазированное масло; пропитка изоляции может производиться обычным маслоканифольным составом; для поддержания давления внутри кабеля используется простая подпитывающая аппаратура; возможна установка пунктов подпитки на значительном расстоянии друг от друга, а также прокладка кабеля по трассе различной сложности.

Элементы конструкции газонаполненного кабеля те же, что и у маслонаполненного. На рис. 1.10 приводится конструкция кабеля в трубопроводе с газом под давлением. Эти кабели получили большое распространение за рубежом.

Рис. 1.10. Кабель в стальной трубе с газом под давлением

Кабели с газовой изоляцией. В настоящее время нашла практическое применение идея создания кабелей высокого напряжения с основной изоляцией из сжатого газа. В таких кабелях элегаз находится под давлением до 0,25 МПа (кабели низкого давления) или до 1,5 МПа (кабели высокого давления). Основными элементами кабеля являются алюминиевые трубчатые токопроводящая жила и оболочка. Соосное расположение жилы и оболочки обеспечивается изоляционными распорками, расположенными на определенном расстоянии друг от друга вдоль секции.

Кабели с газовой изоляцией имеют ряд преимуществ по сравнению с маслонаполненными:

1) они могут передать значительно большие мощности, что достигается за счет малых диэлектрических потерь в изоляции и хорошими условиями отвода теплоты от токопроводящей жилы;

2) они имеют малую электрическую емкость благодаря тому, что диэлектрическая проницаемость газа близка к единице (при определенных условиях, возможно добиться работы элегазовых кабелей в режиме равенства нулю реактивной мощности);

3) они могут быть созданы для работы в системах самого высокого уровня напряжения.

Однако кабели с газовой изоляцией имеют и некоторые недостатки, например, существуют определенные технологические трудности при изготовлении, транспортировке, прокладке и монтаже секций, ремонтные работы в случае отказа сложны и занимают много времени.

Кабели в одножильном исполнении разработаны на классы напряжения до 500 кВ переменного тока. В разработке конструкции на напряжения до 1200 кВ. Трехжильные кабели разрабатывают в основном Япония и США – до 500 кВ.

Один из вариантов кабеля с газовой изоляцией, разработанный в Великобритании, представлен на рис. 1.11.

Рис. 1.11. Гибкий кабель с элегазовой изоляцией:

1 – жила; 2 – оболочка; 3 – изоляционная распорка

studfiles.net


Смотрите также