Призначення і конструкція силових кабелів
Силові кабелі призначені для передачі по ним на відстань електроенергії, яка використовується для живлення електричних установок. Вони мають одну або кілька ізольованих жив, ув'язнених у металеву або неметалічну оболонку, поверх якої залежно від умов прокладки і експлуатації може бути відповідний захисний покрив і в необхідних випадках броня.
Силові кабелі складаються з наступних основних елементів: струмопровідних жил, ізоляції, оболонок і захисних покривів. Крім основних елементів в конструкцію силових кабелів можуть входити екрани, нульові жили, жили захисного заземлення та наповнювачі. (Рис. 1)
Мал. 1 - Перетини силових кабелів.
а) - двожильні силові кабелі з круглими і сегментними жидами;
б) - трижильні силові кабелі з поясною ізоляцією і з окремими оболонками;
в) - чотирижильного силові кабелі з нульовою жилою секторної, круглої і трикутної форми
1 - струмопровідна жила
2 - нульова жила
3 - ізоляція жили
4 - екран на струмопровідної жили
5 - поясна ізоляція
6 - заповнювач
7 - екран на ізоляції жили
8 - оболонка
9 - бронепокров
10 - зовнішній захисний покрив.
Струмопровідні жили призначені для проходження електричного струму, вони бувають основними і нульовими. Основні жили застосовуються для виконання основної функції силового кабелю - передачі по ним електроенергії. Нульові жили призначені для протікання різниці струмів фаз (полюсів) при нерівномірному їх навантаженні. Вони приєднуються до нейтралі джерела струму.
Жили захисного заземлення є допоміжними жилами силового кабелю і призначені для з'єднання які не перебувають під робочою напругою металевих частин електроустановки, до якої підключений силовий кабель. з контуром захисного заземлення джерела струму.
Ізоляція служить для забезпечення необхідної електричної міцності струмопровідних жил силового кабелю по відношенню один до одного і до заземленої оболонці (землі).
Екрани використовуються для захисту зовнішніх ланцюгів від впливу електромагнітних полів струмів, що протікають по силовому кабелю. і для забезпечення симетрії електричного поля навколо жил кабелю.
Заповнювачі призначені для усунення вільних проміжків між конструктивними елементами силового кабелю з метою герметизації, надання необхідної форми і механічної стійкості конструкції кабелю.
Оболонки захищають внутрішні елементи кабелю від зволоження та інших зовнішніх впливів.
Захисні покриви призначені для захисту оболонки силового кабелю від зовнішніх впливів. Залежно від конструкції кабелю в захисні покриви входять подушка, бронепокров і зовнішній покрив.
(З довідника електромонтажника. Е. Г. Пантелєєв. Монтаж і ремонт кабельних ліній. Завантажити довідник 3,7 Mb >> Програма для читання файлів * .djvu >> 1,7 Mb)
Силовий кабель для напруги від 1 до 10 кВ
Силовий кабель для напруги від 1 до 10 кв виготовляється з секторними мідними і алюмінієвими жилами, з паперовою ізоляцією, просоченої маслоканіфольной сумішшю, в свинцевої або алюмінієвої оболонці, поверх якої накладається броня, що захищає оболонку кабелю від механічних впливів, і антикорозійні покриви.
Силовий кабель такої ж конструкції з круглими жилами, гумовою ізоляцією і в гумовому шлангу (без свинцевої оболонки) має більшу гнучкість. Однак його нестійкість в часі (старіння) та погіршення електричних характеристик за рахунок вологості обмежують термін служби; він застосовується головним чином для прокладки всередині приміщень. У всіх силових кабелях із загальною поясною ізоляцією електричне поле в ізоляції має нерадіальними характер, що веде до ослаблення електричної міцності ізоляції; тому силовий кабель з нерадіальними полем застосовується тільки для виготовлення трьохжильних кабелів на напругу до 10 кв. Радіальне поле виходить при екранування шару ізоляції на кожній жилі накладенням поверх ізоляції металевої стрічки (екрану) або металевої оболонки. Всі кабелі на напругу вище 10 кв виготовляються тільки з радіальним полем.
Силовий кабель для напруги до 30 кВ
Силові кабелі середньої напруги (до 30 кВ) з ізоляцією з шитого поліетилену (VPE) мають дуже хорошими елктріческімі, механічними і теплофізичними властивостями. Цей матеріал ідеальний за своїми хімічними властивостями при екстремальних зниженнях температури. Незмінність параметрів в широкому діапазоні робочих температур плюс водостійкість і низький коефіцієнт діалектичних втрат.
Силові кабелі середньої напруги застосовуються для установки на підстанціях, в закритих приміщеннях і в кабельних каналах, на відкритому повітрі і в землі, в виробі, а також як для установки на кабельних лотках для промисловості, так і для комутаційних вузлів і електростанцій.
Силовий кабель на напругу 110 кВ і вище
Силовий кабель на напругу 110 кВ і вище виготовляються у вигляді окремих ізольованих і освінцованних жив, які прокладаються разом в залежності від умов експлуатації. Паперова ізоляція в таких силових кабелях просочується мінеральним маслом малої в'язкості і високого ступеня очищення і дегазифікації; масло в них завжди знаходився під деяким надлишковим тиском від 1 до 15 am (кабелі маслонаполненние низького і високого тисків), що забезпечує високу надійність їх роботи і практичну можливість їх виготовлення до 600 кв змінного струму. Для напруг до 275 кв застосовуються також силові кабелі з наповненням газом (азотом) під тиском 15 am (газонаповнений кабель).
Основні характеристики силового кабелю. електрична міцність; теплові характеристики, що визначають здатність навантаження; втрати електроенергії при передачі, старіння ізоляції і корозійна стійкість захисних оболонок і покривів. Надійність роботи силового кабелю під напругою визначається величиною максимальної напруженості електричного поля.
Для сучасних сверхвисоковольтних силових кабелів робоча напруженість поля доходить до 15 - 17 кВ / мм для змінного струму і до 20 - 25 кВ / мм - для постійного.