Кабель с бумажной пропитанной изоляцией бпи. Кабели с бумажной изоляцией

Силовые кабели с бумажной пропитанной изоляцией БПИ нашли применение в цепях передачи и распределения электроэнергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 1 кВ, 6 кВ, 10 кВ, 20 кВ и 35 кВ частоты 50Гц.

Кабели с БПИ предназначены для эксплуатации в районах с холодным, умеренным и тропическим климатом. Кабели могут укладываться как непосредственно в грунт или подземные кабельные каналы, так и прокладываться в помещениях и на открытом воздухе.

Кабели с бумажной пропитанной изоляцией могут использоваться в сложных эксплуатационных условиях: во взрывоопасных зонах, на автомобильных эстакадах, мостах, в помещениях с высокой температурой и влажностью. Специальные виды такого материала могут применяться для монтажа электрических сетей в грунте с высокой химической и коррозийной активностью, а также в реках, озерах и болотистых почвах. А благодаря не стекающей пропитке, кабели могут прокладываться на круто наклонных и вертикальных трассах. Дополнительное преимущество трёх- и четырёхжильных кабелей с пропитанной бумажной изоляцией на напряжение до 10 кВ состоит в том, что из-за секторной формы жил кабель имеет меньший диаметр, чем кабель того же сечения с круглыми жилами с полимерной изоляцией. Этот факт позволяет экономить пространство при монтаже кабельных линий.

• жила из алюминия (реже из меди), состоящая из одной (нескольких) проволок; жил может быть от 1 до 5;
• изоляция из пропитанной бумаги (для каждой жилы);
• изоляция из пропитанной бумаги (общая);
• оболочка из свинца.

Примеры: Расшифровка АСБ Алюминиевый кабель в изоляции из пропитанной специальным составом бумаги. Может быть как многопроволочным (мп), так и одножильным (ож). Каждая жила и общая поясная изоляция покрыта слоем бумажной изоляции.
А
С – свинцовая оболочка;
Б

Расшифровка АСБл А - алюминиевая токопроводящая жила;
С – свинцовая оболочка;
Б
л - в подушке под броней имеется слой из пластмассовых лент.

Расшифровка АСБ2л А - алюминиевая токопроводящая жила;
С – свинцовая оболочка;
Б - броня из двух стальных лент;
2л - в подушке под броней имеется двойной слой из пластмассовых лент.

Расшифровка СБ
С – свинцовая оболочка;
Б - броня из двух стальных лент.

Расшифровка АСШв А - алюминиевая токопроводящая жила;
С – свинцовая оболочка;
Шв

Расшифровка СШв перед буквой «С» нет других букв, значит проводник медный;
С – свинцовая оболочка;
Шв - защитный покров в виде шланга из поливинилхлоридного пластиката;

ЦАСШв, ЦСШв, ЦАСБ, ЦСБ, СБл, ЦАСБл, ЦСБл, СБ2л, ЦАСБ2л, ЦСБ2л, АСБ2лГ, СБ2лГ, АСБГ, СБГ, ЦАСБГ, ЦСБГ, АСБШв, АСБлШв, АСБ2лШв,СБШв, СБлШв, СБ2лШв, ЦАСБШв, ЦАСБлШв, ЦСБШв, ЦСБлШв, АСП, АСПл, АСП2л, АСПГ, СП, СПл, СП2л, СПГ, ЦАСП, ЦАСПл, ЦАСПГ, ЦСП, ЦСПл, ЦСПГ, АСКл, СКл, ЦСКл, ЦАСКл

В данную группу входят кабели с алюминиевыми или медными токопроводящими жилами с бумажной изоляцией, пропитанной вязким или нестекающим составом, в алюминиевой или свинцовой оболочке, с защитными покровами или без них, предназначенные для передачи и распределения электроэнергии в стационарных установках в электрических сетях на напряжение до 10 кВ переменного тока частотой 50 Гц или в электрических сетях постоянного тока при температуре окружающей среды от -50 до +50 °С. Кабели должны соответствовать требованиям ГОСТ 18410-73.

Марки,элементы конструкции

Для кабелей с однопроволочными жилами в обозначении марки кабеля после цифр, указывающих сечение жилы, добавляют в скобках буквы "ож".

Области применения

Кабели с вязким пропиточным составом без применения стопорных муфт не допускают прокладку па трассах с разностью уровней между высшей и низшей точками расположения кабеля более 15-25 метров, при этом большие значения относятся к низковольтным кабелям с алюминиевой оболочкой и к бронированным. Кабели с нестекающим пропиточным составом допускают прокладку без ограничения разности уровней.

Конструктивные параметры

Число жил в кабелях, диапазон номинальных сечений жил и номинальные напряжения указаны в таблице. Четырехжильные кабели с жилами номинальным сечением до 120 мм2 должны иметь одну жилу равного или меньшего сечения, с жилами номинальным сечением свыше 120 мм2 - одну жилу меньшего сечения.

Число и сечение жил в кабелях

Конструкция кабеля марки ААГ с секторными жилами

1. Токопроводящая жила; 2. Изоляция на жиле; 3. Поясная изоляция; 4. Заполнение из бумажных жгутов; 5. Оболочка.

Токопроводящие жилы должны соответствовать классам 1 или 2. Жилы должны быть однопроволочными или многопроволочными в соответствии с таблицей.

Токопроводящие жилы одножильных кабелей всех сечений и многожильных кабелей сечением до 16 мм2, а также многожильных кабелей с токопроводящими жилами всех сечений, имеющих отдельные оболочки, должны быть круглой формы.

Токопроводящие жилы кабелей с поясной изоляцией сечением 25 мм2 и более должны быть секторной или сегментной формы. Допускается изготовление кабелей с жилами сечением до 50 мм2 круглой формы.

Многопроволочные секторные и сегментные жилы кабелей должны быть уплотнены в процессе изготовления.

Радиус закругления однопроволочных секторных жил должен быть не менее 0,5 мм.

Номинальные сечения нулевых жил, в случае четырехжильной конструкции с неравным сечением основных и нулевой жилы, указаны в таблице.

Номинальная толщина изоляции одножильных кабелей

Номинальная толщина изоляции многожильных кабелей

Бумажная изоляция кабелей должна быть пропитана вязким или нестекающим изоляционным пропиточным составом. В пропитанной бумажной изоляции ленты не должны иметь складок, разрывов.

Изоляционный пропиточный нестекающий состав не должен вытекать при длительно допустимой температуре нагрева жил кабеля.

В бумажной изоляции кабелей на напряжение 6 кВ и более не допускается совпадение более трех лент, расположенных одна над другой, и двух лент, непосредственно прилегающих к жиле или экрану, наложенному на жилу.

Совпадение продольных складок или порезов на длине более 50 мм в двух лентах, расположенных одна над другой, считается за одно совпадение.

Изолированные жилы многожильных кабелей должны быть скручены с заполнением промежутков между жилами жгутами из бумаги.

Изолированные секторные жилы многожильных кабелей на напряжение 1 кВ могут быть скручены без заполнения.

Изолированные жилы многожильных кабелей должны иметь отличительную расцветку или обозначение цифрами.

Маркировка расцветкой должна быть устойчивой, не стираемой и различимой. Маркировка должна производиться при помощи цветных лент на жилах или лент натурального цвета с полосками, отличающимися друг от друга по цвету.

Маркировка цифрами производится печатанием или тиснением и должна быть отчетливой. Цвет цифр при маркировке печатанием должен отличаться от цвета изоляции жилы. Цифры должны иметь одинаковый цвет.

При цифровом обозначении на поверхности изоляции или верхней ленте первой жилы должна быть цифра 1, второй жилы - 2, третьей жилы - 3, четвертой жилы - 4. При этом номеру 1 соответствует белая или желтая, номеру 2 - синяя или зеленая, номеру 3 - красная или малиновая, номеру 4 - коричневая или черная расцветка.

Изоляция жилы меньшего сечения (нулевой) может быть любого цвета и может не иметь цифрового обозначения.

При обозначении изолированных жил цифрами расстояние между ними не должно быть более 35 мм.

Поверх скрученных изолированных жил многожильных кабелей должна быть наложена поясная изоляция номинальной толщиной в соответствии с таблицей

Под оболочкой кабеля на поверхности изоляции или под поясной изоляцией на специальной ленте, не более чем через каждые 300 мм, должны быть четко нанесены опознавательный индекс завода-изготовителя и год выпуска кабеля.

В кабелях с диаметром под оболочкой менее 20 мм допускается применение цветной отличительной нити.

Лента должна быть изготовлена из бумаги натурального цвета. Отсутствие ленты по длине кабеля более 1 м не допускается. Ширина ленты - не менее 10 мм. Высота шифра - не менее 6 мм.

Наружные диаметры одножильных кабелей с алюминиевыми жилами на напряжение 1 кВ, мм

Массы одножильных кабелей с алюминиевыми жилами на напряжение 1 кВ, кг/км

Наружные диаметры трехжильных кабелей с алюминиевыми жилами на напряжение 1 кВ, мм

Массы трехжильных кабелей с алюминиевыми жилами на напряжение 1 кВ, кг/км

Наружные диаметры трехжильных кабелей с алюминиевыми жилами на напряжение 6 кВ, мм (* - для диапазона сечений 25- 185 мм 2)

Массы трехжильных кабелей с алюминиевыми жилами 6 кВ, кг/км (* - для диапазона сечений 25 - 185 мм 2)

Наружные диаметры трехжильпых кабелей с алюминиевыми жилами на напряжение 10 кВ, мм (* - для диапазона сечений 25 - 185 мм 2)

Массы трехжильных кабелей с алюминиевыми жилами на напряжение 10 кВ, кг/км (* - для диапазона сечений 25-185 мм 2)

Наружные диаметры одножильных кабелей с медными жилами на напряжение 1кВ, мм

Массы одножильных кабелей с медными жилами на напряжение 1 кВ, кг/км

Наружные диаметры трехжильных кабелей с медными жилами на напряжение 1 кВ, мм

Массы трехжильных кабелей с медными жилами на напряжение 1 кВ, кг/км

Наружные диаметры трехжильных кабелей с медными жилами на напряжение 6 кВ, мм (* - для диапазона сечений 25 - 185 мм 2)

Массы трехжильных кабелей с медными жилами на напряжение 6 кВ, кг/км (* - для диапазона сечений 25 - 185 мм 2)

Наружные диаметры трехжильных кабелей на напряжение 10 кВ, мм (* - для диапазона сечений 25 - 185)

Массы трехжильных кабелей с медными жилами на напряжение 10 кВ, кг/км (* - для диапазона сечений 25 - 185 мм 2)

Для исключения повреждений кабелей, они должны наматываться на барабаны с диаметром шейки не менее, чем 18 (D+d) для одножильных кабелей в свинцовой оболочке, 15 (D+d) для многожильных кабелей в свинцовой оболочке и 25 D для кабелей в алюминиевой оболочке, где:
D - диаметр кабеля по металлической оболочке, мм;
d - диаметр круглой жилы или диаметр жилы круглой формы, имеющей ту же площадь поперечного сечения, что и секторная или сегментная жила, мм.

Требования к электрическим параметрам

Электрическое сопротивление изоляции, пересчитанное на 1 км длины и температуру 20 "С, должно быть не менее 100 МОм - для кабелей на напряжение 1 кВ и 200 МОм - для кабелей на напряжение 6 кВ и выше. На барабанах кабели должны выдержать в течение 10 мин испытание переменным напряжением частотой 50 Гц в соответствии с таблицей.

Значения испытательного напряжения

Значения тангенса угла диэлектрических потерь для кабелей на напряжение 10 кВ нормируется на уровне 0,008 при измерении при напряжении 5 кВ.

Условия эксплуатации

Срок службы кабелей составляет 30 лет.

Срок хранения кабелей на открытых площадках - не более 2 лет, под навесом - не более 5 лет, в закрытых помещениях - не более 10 лет.

Длительно допустимая температура жил кабелей при эксплуатации и максимально допустимая температура жил при коротком замыкании не должны превышать значений, указанных в таблице.

Допустимые температуры кабелей

В случае, если Вы не нашли информации по интересующей Вас продукции, обращайтесь на форум и Вы непременно получите ответ на поставленный вопрос. Либо воспользуйтесь формой для обращения к администрации портала.

Для справки: Раздел «Справочник» на сайте сайт предназначен исключительно для ознакомительных целей. Справочник составлен путём выборки данных из открытых источников, а также благодаря информации, поступающей от заводов-изготовителей кабельной продукции. Раздел постоянно наполняется новыми данными, а также совершенствуется для удобства в использовании.

Список использованной литературы:

Электрические кабели, провода и шнуры.
Справочник. 5-е издание, переработанное и дополненное. Авторы: Н.И.Белоруссов, А.Е.Саакян, А.И.Яковлева. Под редакцией Н.И.Белоруссова.
(М.: Энергоатомиздат, 1987, 1988)

«Кабели оптические. Заводы-изготовители. Общие сведения. Конструкции, оборудование, техническая документация, сертификаты»
Авторы: Ларин Юрий Тимофеевич, Ильин Анатолий Александрович, Нестерко Виктория Александровна
Год издания 2007. Издательство ООО «Престиж».

Справочник «Кабели, провода и шнуры».
Издательство ВНИИКП в семи томах 2002 год.

Кабели, провода и материалы для кабельной индустрии: Технический справочник.
Сост. и редактирование: Кузенев В.Ю., Крехова О.В.
М.: Издательство "Нефть и газ", 1999

Кабельные изделия. Справочник

Монтаж и ремонт кабельных линий. Справочник электромонтажника
Под редакцией А.Д. Смирнова, Б.А. Соколова, А.Н. Трифонова
2-е издание, переработанное и дополненное, Москва, Энергоатомиздат, 1990

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-3 содержит 5-10 % канифоли, 1-5 % полиэтиленового воска и нефтяное пропиточное масло марки КМ-25 .

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. Кабели 1 и 3 кВ с обедненной пропитанной изоляцией могут проклады­ваться на трассах с разностью уровней до 100 м при наличии свинцовой оболочки и без ограничений разности уровней при наличии алюминиевой оболочки. Кабели 6 кВ при любой оболочке имеют допустимую разность уровней 100 м. 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. Так, например, толщина изоляции кабеля 6 кВ с обедненной пропиткой такая же, как и у кабеля 10 кВ с нормальной пропиткой. В связи с этим кабели с обедненной пропитанной изоляцией изготовляют на напряжения не выше 6 кВ.

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 (монокристал­лический воск). 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.

Кабели с пропитанной бумажной изоляцией изготовляются с медными или алюминиевыми жилами в свинцовой или алюминиевой оболочке с различными защитными покровами в зависимости от назначения и усло­вий эксплуатации.

Одножильные кабели площадью сечения более 16 мм 2 имеют круглую многопроволочную жилу. Основной конструкцией трехжильных кабелей на напряжение до 10 кВ являются кабели с поясной (общей) изоляцией в общей свинцовой или алюминиевой оболочке. Поперечное сечение кабеля такого типа показано на рис. 10.16.

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 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 про-

слойка (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.

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 замыкании на землю 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 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. Этому условию отвечают стандартизованные у нас значения толщин фазной и поясной нормально пропитанной изоляции. Так, например, для кабелей с = 10 кВ = 2,75 мм, а = 1,25 мм.

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, 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 = 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. Более целесообразна конструкция кабеля с бумажной изоляцией, в которой электрическое поле имеет радиально направленные силовые линии. 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. Общий вид такого кабеля показан на рис. 10.17 (см. цветную вклейку).

При маркировке кабелей 6-35 кВ с бумажной пропитанной изоля­цией используется последовательность русских букв, каждая из которых характеризует ту или иную конструктивную особенность или материал элементов соответствующего кабеля.

Так, буква Ц в начале марки 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, что значит «предна­значенный для вертикальной прокладки».

Буква А на втором (после Ц) месте обозначает алюминиевую жилу, медные жилы специально не маркируются. Буква О присутствует в обо­значении кабелей 20-35 кВ с отдельно свинцовыми оболочками поверх каждой фазы. Далее следует обозначение свинцовой (С) или алюминие­вой (А) оболочки.

Следующие три буквы характеризуют 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. Далее, за обо­значением типа брони могут идти буквы, которые отражают способ уси­ления подушки под броней: л (2 л) - в подушке имеется слой (два слоя) из пластмассовых лент, в (п) - в подушке имеется выпрессованный шланг из поливинилхлорида (полиэтилена).

В конце марки содержатся 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.

В марках кабелей, выпущенных после 1.04.1985 г., на последнем месте имеется буква У, что означает «усовершенствованный», т.е. с изоляцией, допускающей эксплуатацию кабеля при повышенных температурах нагрева (65-80 °С).

на напряжение 1 –35кВ

Силовые кабели с поясной изоляцией. Основная масса силовых кабелей на напряжение до 10 кВ выпускается трехжильными с секторными жилами, так называемые кабели с поясной изоляцией (рис. 1.5). Такие кабели выпускаются с медными и алюминиевыми жилами сечением от 6 до 240 мм 2 .

Рис. 1.5. Трехжильный кабель с поясной изоляцией:

1 – Жила; 2 – фазная изоляция; 3 – поясная изоляция;

4 – Металлическая оболочка; 5,6 – защитные и упрочняющие покровы

В последние годы медь стала остродефицитной, поэтому в кабельной промышленности наиболее широко применяется алюминий, как для токопроводящих жил, так и для оболочек.

Электропроводность алюминия в 1,65 раза меньше, чем у меди, однако и плотность его в 3,3 раза меньше плотности меди, что позволяет получить алюминиевые жилы с одинаковым электрическим сопротивлением в 2 раза легче медных. В настоящее время 85 % силовых кабелей с пропитанной бумажной и пластмассовой изоляцией на напряжение 1 кВ и выше изготавливаются с алюминиевыми токопроводящими жилами. Изготовление однопроволочных алюминиевых жил в виде сплошного сектора дает большой экономический эффект в кабельной промышленности. Применение таких жил позволяет уменьшить диаметр кабеля, кроме того, при изготовлении таких жил повышается производительность труда, так как по сравнению с изготовлением многопроволочных жил сокращается объем волочильных операций и исключается операция скрутки жил. Сплошные секторные жилы имеют большую жесткость, чем скрученные, кроме того, несколько повышается трудоемкость монтажа кабелей с такими жилами. Однако, как показали исследования, жесткость кабеля в основном определяется не токопроводящими жилами, а, прежде всего материалом и конструкцией оболочки.

Изоляция кабелей состоит из лент кабельной бумаги, пропитанной маслоканифольным составом. В кабелях на напряжения 1–10 кВ каждая фаза изолируется отдельно, а затем поверх скрученных изолированных жил накладывается общая – поясная изоляция. Промежутки между изолированными жилами заполняются жгутами из сульфатной бумаги. 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.

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 равной 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 выпускаются в свинцовой и алюминиевой оболочках.

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. Применение гофрированной оболочки увеличивает гибкость кабелей, однако при прокладке таких кабелей на наклонных трассах возможно стекание 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.

Кабели с радиальным электрическим полем на напря жения 20 и 35 кВ. С увеличением рабочего напряжения возрастают напряженности электрического поля в изоляции кабеля, и при напряжениях больше 20 кВ значения тангенциальной составляющей напряженности поля в кабелях с поясной изоляцией близки к значениям, при которых возможен пробой изоляции. В связи с этим кабели на напряжения 20 и 35 кВ изготовляются либо в одножильном исполнении с круглыми алюминиевыми или медными жилами в свинцовой и алюминиевой оболочке, либо в трехжильном исполнении, при этом кабель скручивается из трех круглых изолированных жил, каждая из которых имеет свинцовую оболочку. В изоляции этих кабелей электрическое поле радиальное, при этом продольная составляющая напряженности поля практически отсутствует, что позволяет изготовлять кабели с бумажной изоляцией, пропитанной вязким маслоканифольным составом, на напряжения 20 и 35 кВ.

Выпускаемые в России трехжильные кабели с радиальным электрическим полем (так называемые кабели с отдельно освинцованными жилами) имеют марки ОСБ, АОСБ (рис. 1.6).

Основная масса силовых кабелей с бумажной изоляцией на напряжение до 10 кВ выпускается трехжильными с секторными жилами, так называемые кабели с поясной изоля­цией (рис. 1). На­пряжение между фазами равно линейному, а между фазой и оболочкой - фазному, поэтому толщина электрической изоляции между жилами больше, чем между жилой и оболочкой. Междуфаз­ные заполнения находятся в электрическом поле, поэтому они выполняются из сульфатной бумаги.

Рис. 1. Сечение силового кабеля с бумажной изоляцией с секторными жилами:

1 - токопроводящая жила;

2 - междуфазное заполнение;

3 - жильная электрическая изоля­ция;

4 - поясная электрическая изоляция;

5 - экран по изоляции;

6 - герметизирующая оболоч­ка;

7 - подушка под броню;

8 - броня из двух стальных лент;

9 - наружный защитный покров.

Такие кабели с бумажной изоляцией выпускаются с медными и алюми­ниевыми токопроводящими жилами сечением от 6 до 240 мм 2 . Алюминиевые жилы могут быть однопроволочными во всем диапазоне сечений, кроме того, в диапазоне 70-240 мм 2 выпускаются также кабели с бумажной изоляцией с многопроволочными уплотненными жилами. Медные жилы изготавливаются в основном многопроволочными, однако в диа­пазоне сечений от 6 до 50 мм 2 применяются однопроволочные жилы.

Изготовление токопроводящих жил в виде сплошного сектора дает большой экономический эффект в промышленности. Применение таких жил позволяет уменьшить диаметр, кроме того, при изготовлении таких жил повышается производительность труда, так как по сравнению с изготовлением многопроволочных жил сокращается объем волочильных операций и исключается операция скрутки жил. Но сплошные секторные жилы имеют большую жесткость, чем скрученные, кроме того, несколько повышается трудоемкость монтажа кабелей с такими жилами. Однако, как показали исследования, жесткость в основном определяется не токопроводящими жилами, а прежде всего материалом и конструкцией оболочки. Монтажные свойства кабелей с отожженными алюминиевыми жилами вполне удовлетворительны.

Электрическая изоляция состоит из лент кабельной бумаги, пропи­танной маслоканифольным составом. В кабелях на напряжение 1-10 кВ каждая фаза изолируется отдельно, а затем поверх скру­ченных изолированных жил накладывается общая - поясная изо­ляция. Промежутки между изолированными жилами заполняют­ся жгутами из сульфатной бумаги. Для рабочих режимов средние напряженности электрического поля в фазной и поясной изоляции будут примерно одинаковыми, если толщина изоляции между жилами будет примерно на 70% больше, чем между жилой и оболочкой.

В силовых кабелях с бумажной изоляцией на напряжения 1 и 3 кВ толщина изоляции выбира­ется 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 0,75-0,95 и 0,5-0,6 мм, а на напряжение 3 кВ соответственно 1,35 и 0,7 мм.

Таблица 1

Номинальная толщина изоляции многожильных кабелей с поясной изоляцией

* Бумажная изоляция пропитана нестекающим составом.

Другим вариантом конструкции являются силовые кабели с бумажной изоляцией с отдельно освинцованными жилами. В такой конструкции каждая изолированная токопроводящая жила круглого сечения заключена в дополнительную свинцовую оболочку.

Таблица 2

Номинальная толщина изоляции одножильных и трехжильных и кабелей с

отдельными оболочками

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 – алюминиевую или свинцовую. Если ранее основным металлом для кабельных оболочек являлся свинец, то в настоящее время подавляющее большинство изготовляется в алюминиевой оболочке.

Высокая электропроводность алюминия дает возможность использовать алюминиевые оболочки в качестве четвертой жилы, что обеспечивает значительную экономию алюминия, изоляционных и защитных покровов. Однако алюминиевые оболочки нельзя применять в условиях воздействия на них агрессивных сред (пары щелочи, концентрированные щелочные растворы). В таких условиях необходимо применять свинцовые оболочки.

Применение гофрированной оболочки увеличивает гибкость, однако при прокладке на наклонных трассах возможны стекание по гофрам пропиточного состава и обра­зование воздушных включений в изоляции. 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.

Кабели для вертикальных прокладок.

При прокладке кабелей с бумажной пропитанной изоляцией на трассах с большим перепадом уровней существует опасность стекания пропиточного состава в нижнюю часть трассы. Стекание состава происходит в основном по промежуткам между проволоками в скрученных многопроволочных жилах, а также в зазоре между металлической оболочкой и изоляцией и в меньшей степени внутри самой бу­мажной изоляции. В верхних участках трассы таким образом уменьшается электрическая прочность изоляции вследствие возникновения воздушных зазоров. В нижних участках трассы из-за повышенного давления пропиточного состава возможна разгерметизация. Поэтому кабели с бумажной пропитанной изоляцией обычной конструкции можно прокладывать на трассах с разностью уровней между высшей и низшей точками не более 15-25 м. Уменьшения эффекта стекания пропиточного состава можно добиться следующими мероприятиями: применением стопорных муфт при соединении строительных длин; уменьшением объема пропиточного состава в изоляции; увеличением вязкости пропиточного состава.

Стопорные муфты ограничивают перемещение пропиточного состава из одной секции кабельной линии в другую, что позволя­ет увеличить разность уровней прокладки, однако для крутонаклонных и вертикальных трасс применение стопорных муфт не всегда является эффективным.

Значительно увеличивается допустимое значение разности уровней прокладки при использовании кабелей с обедненной пропитанной изоля­цией. В них после пропитки проводятся технологическая операция обеднения изоляции, при которой удаляется пропиточный состав, находящийся в жиле и в зазорах между бумажными лентами. Кабель с обедненной пропитанной изоляцией можно прокладывать на трассах с разностью уровней 100 м, если он имеет свинцовую оболочку; ограничения на разность прокладки снимаются полностью, если он имеет алюминиевую оболочку. Однако электрическая прочность изоляции таких кабелей ниже, по сравнению с обычной конструкцией, поэтому они выпускаются на напряжение не выше 6 кВ.

Для прокладки на вертикальных и крутонаклонных трассах без ограничения разности уровней предназначена специальная груп­па кабелей с бумажной изоляцией, пропитанной нестекающим составом. Нестекающий пропиточный состав имеет большую вяз­кость, что практически исключает его перемещение вдоль длины. Кабели с изоляцией, пропитанной нестекающим составом, выпускаются на напряжения 6, 10 и 35 кВ в одножильном и трехжильном исполнениях, причем их конструкции принципиально не отличаются от конструкций обычных кабелей.

Длительно допустимая температура жил кабелей на напряже­ние 1-35 кВ (рабочая температура) приведена в табл. 3.

Таблица 3.

Длительно допустимая температура жил кабелей на напряжение1-35 кВ