КАБЕЛИ СИЛОВЫЕ С ПРОПИТАННОЙ БУМАЖНОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ

МАСЛОНАПОЛНЕННЫЕ КАБЕЛИ

Маслонаполненными кабелями называют силовые кабели с пропитанной бумажной изоляцией, пустоты в которой заполнены маслом под постоянным избыточным давлением. В зависимости от величины избыточного давления маслонаполненные кабели делят на: кабели низкого давления, работающие под давлением 0,3— 1,5 кгс/см2; кабели среднего давления, работающие под давлением 0,8—3,0 кгс/см2 и кабели высокого давления, работающие под давлением 10—14 кгс/см2. Маслонаполненные кабели низкого давления из-за относительно низкой напряженности в изоляции в настоящее время заменяют кабелями среднего давления.

Маслонаполненные кабели среднего давления изготовляют с жилами сечением 150, 185, 240, 300, 400, 500, 625 и 800 мм2 (допускается изготовление жил сечением 270, 350, 425 и 550 мм2) из луженых Z-образных медных проволок, образующих в центре жилы канал диаметром 12 мм (рис. 4-12), и одного или двух повивов из луженых медных сегментных проволок в зависимости от сечения жилы. Поверх жилы накладывают экран, три-четыре ленты из полупроводящей бумаги и изоляцию из высоковольтной кабельной бумаги толщиной 9—11 мм в кабелях на напряжение 110 кв и толщиной 16—22 мм в кабелях на напряжение 220 кв в зависимости от сечения жил. Нижний слой изоляции выполняют из бумаги КВУ толщиной 0,08 мм (2,3—2,6 м), второй слой — из бумаги КВ тол-

щиной 0,12 мм (5,1—7,4 мм) и третий слой (в кабелях на напряжение 220 кв)—из бумаги KB толщиной 0,17 мм (10,5 мм). Поверх изоляции накладывают экран из полупроводящей бумаги толщиной 0,12 мм и перфорированной металлизированной бумаги толщиной 0,14 мм и свинцовую оболочку толщиной не менее 2,7— 3,3 мм в зависимости от диаметра кабеля. Свинцовая оболочка кабелей содержит присадку меди в количестве 0,04—0,08% или присадку меди в количестве 0,04—0,08% и сурьмы в количестве 0,15— 0,25%. Свинцовую оболочку кабелей, предназначенных для транспортирования на расстояние более 3 000 км, применяют с присадкой меди в количестве 0,04—0,08% и сурьмы в количестве 0,5—0,7% или других присадок, обеспечивающих качество не ниже, чем с присадкой меди и сурьмы. Свинцовая оболочка выдерживает давление углекислого газа или азота 5 ат и испытание на растяжение до 1,5 первоначального внутреннего диаметра оболочки, а свинцовая оболочка с присадкой сурьмы — до 1,3 первоначального внутреннего диаметра оболочки.

Бумажную изоляцию кабелей пропитывают минеральным маслом типа МН-4. Для конкретной линии масло должно быть одинакового происхождения и выработки одного завода.

Кабели среднего давления поверх свинцовой оболочки обматывают лентой из поливинилхлоридного пластиката и двумя твердыми медными или алюминиевыми лентами толщиной 0,2 мм. Кабели МСС и МССА поверх упрочняющего слоя имеют наружный покров из поливинилхлоридных или резиновых лент. Кабели МССК поверх упрочняющего слоя имеют слой битумного состава, поливинилхлоридные или резиновые ленты, ленты битуминированной крепированной или предварительно пропитанной кабельной бумаги, слой битумного состава и броню из оцинкованных стальных проволок диаметром 4 или 6 мм.

Кабели МССА поверх упрочняющего слоя и кабели МССК поверх брони имеют наружный покров толщиной не менее 4 мм, состоящей из слоя битумного состава, поливинилхлоридных или резиновых лент, ленты битуминированной крепированной или предварительно пропитанной кабельной бумаги, слоя битумного состава, предварительно пропитанной кабельной пряжи, слоя битумного состава и мелового покрытия.

В наружном покрове кабелей МССА могут быть размещены оцинкованные стальные проволоки (число и диаметр их оговариваются при заказе) для тяжения его при прокладке. Кабель МССА на напряжение 220 кв сечением 625 мм2 имеет наружный диаметр 102 мм и массу — 25 т/км.

Кабели МССК имеют броню, состоящую из оцинкованных стальных проволок диаметром 4—6 мм, разделенных на четыре — шесть групп проволокой из немагнитного металла (медь или алюминий) одинакового диаметра со стальными проволоками. Между соседними проволоками брони допускают зазор величиной не более диаметра одной проволоки.

Кабели МССШв поверх упрочняющего слоя имеют слой битумного состава, обмотку лентой из поливинилхлоридного пластиката и защитный покров из поливинилхлоридного пластиката толщиной 2,5—5,0 мм, покрытый графитом. Допускают замену поливинилхлоридных и резиновых лент в подушке и наружном покрове кабеля лентами прорезиненной ткани. Битумный состав не вытекает из упрочняющего и защитного покровов кабеля при 55° С. Защитный покров из поливинилхлоридного пластиката кабеля МССШв выдерживает испытание напряжением постоянного тока 2,5Δ + 5 кв в течение 1 мин.

'Проба масла, взятая из канала кабеля через 5—10 суток после окончания пропитки изоляции и из бака давления, присоединенного к кабелю, через 5—10 суток после заполнения его маслом имеет пробивную прочность на переменном токе при 20±10°С не ниже 180 кв/см; tg δ при 100±l°C и напряженности электрического поля 10 кв/см не выше 0,01.

Кабель среднего давления в готовом виде выдерживает без пробоя испытание переменным током напряжением (1,73E0+1 О) кв или постоянным током напряжением в 2,4 раза большим, чем при переменном токе в течение 15 мин. Величина tg б изоляции, измеренная на строительных длинах кабеля при температуре окружающей среды и приведенная к 20° С при напряжении Ео, не превышает 0,005.

Емкость маслонаполненного кабеля между жилой и экраном при напряжении £ о и температуре окружающего воздуха, измеренная на отдельных строительных длинах, не различается более чем на 8%. По согласованию заинтересованных сторон допущена сдача отдельных строительных длин кабелей на напряжение ПО и 220 кв с tg б не выше 0,006, измеренным при напряжении 0,5 Ео, Ео, 1,5 Ео и 1,73 Ео +10 кв. Для кабелей емкостью до 0,2 мкф/км A tg δ при повышении напряжения от 0,5 Ео до 1,73 Ео +10 кв не превышает 0,0004 на каждую ступень 0,5 Ео; общая величина не превышает 0,001. Для кабелей емкостью более 0,2 мкф/км допустимые значения tg δ и Δ tg δ умножаются на kc — CK/0,2, где Ск — емкость испытуемого кабеля, мкф/км. Величина tg δ изоляции кабеля не превышает 0,005 при напряжении Ео при температуре окружающей среды, при 85° С и после охлаждения кабеля до температуры окружающей среды. В процессе охлаждения кабеля измеряют tg δ при напряжении Ео и температурах 60 и 40° С. При температуре окружающей среды и 85° С измеряют tg δ при напряжениях 0,5 Ео, Ео, 1,5 Ео и 2 Е0. Для кабелей емкостью до 0,2 мкф/км Δ tg δ при повышении напряжения от 0,5 Ео до 2,0 Ео не превышает 0,0004 на ступень напряжения 0,5 Ео, общая величина Δ tg δ не превышает 0,001. Для кабелей емкостью более 0,2 мкф/км величины tg δ и A tg δ умножаются на kc.

Образец кабеля длиной не менее 5 м после трехкратного изгибания на цилиндре диаметром 25(D + d) выдерживает без пробоя: испытание напряжением 2,5 Ео непрерывно в течение 24 ч и напряжением 4 Ео в течение 1 мин, испытание импульсным напряжением 8,5 Ео с волной l/5/40/50 мкс, 10 ударов при отрицательной и 10 ударов при положительной полярности при 85° С; испытание напряжением переменного тока 1,73 Ео +10 кв в течение 15 мин после охлаждения образца с 85° С до температуры окружающей среды.

Толщина изоляции маслонаполненного кабеля после изгибания, измеренная в направлении наименьшего диаметра, не уменьшается более чем до 90% номинальной толщины. Свинцовая оболочка после изгибания и снятия наружного покрова выдерживает без разрыва внутреннее давление масла 15 ат в течение 2 ч.

Перед вводом в эксплуатацию каждая фаза кабельной линии выдерживает без перекрытия и пробоя испытание напряжением постоянного тока, равным 4 Ео, или переменного тока, равным 1,73 Ео в течение 15 мин.

Перед вводом в эксплуатацию производят: испытание каждой секции кабельной линии на свободное течение масла для проверки отсутствия пробок в маслопроводящем канале кабеля и арматуре; определение объема нерастворенного газа, характеризуемого коэффициентом пропитки, который не должен превышать величины 6*10–4, электрической прочности масла, взятого из линии, которая должна быть не ниже 180 кв/см при 20±10°С, tg δ при напряженности 10 кв/см и температуре l00±l0 С, который не должен превышать 0,01.

Длительно допустимая рабочая температура на жиле кабелей на напряжение 110 кв, проложенных в земле, — 70° С, в воздухе — 80° С, кабелей на напряжение 220 кв — 70° С. Температура жилы во время эксплуатации не более 80° С допустима при продолжительности непрерывной работы не более 100 ч. В течение года допускается общая продолжительность перегрузок не. более 500 ч с перерывами между перегрузками не менее 10 суток.

Длительно допустимое избыточное давление масла в кабеле должно быть в пределах 0,25 — 3,0 ат. Избыточное давление масла в кабеле при переходных тепловых процессах должно быть в пределах 0,15—6 ат.

Маслонаполненные кабели высокого давления на напряжение 110 и 220 кв (МВДТ) для прокладки в стальных трубах изготовляют с жилами сечением 150, 185, 240, 300, 400, 500 и 625 мм2. По согласованию между потребителем и предприятием-поставщиком могут быть изготовлены кабели с жилами сечением 270, 425, 550 и 700 мм2. Жилы маслонаполненных кабелей высокого давления изготовляют круглыми неуплотненными из отожженных медных проволок. Поверх жилы накладывают экран из полупроводящей бумаги толщиной 0,12 и 0,08 мм в кабелях на напряжение 110 кв и 16— 22 мм — в кабелях на напряжение 220 кв. Допустимое отклонение от выбранной толщины изоляции не более —0,2 мм в кабелях на напряжение 110 О кв и —0,3 мм — в кабелях на напряжение 220 кв. Нижний слой изоляции (по жиле) в кабелях на 220 кв выполняют из уплотненной бумаги КВУ080 (толщиной 5,2 мм), промежуточный слой — из бумаги КВ120 (толщина слоя 2,7 мм) и наружный слой — из бумаги КВ170 (общей толщиной 10,1 мм). Поверх изоляции накладывают экран из трех лент полупроводящей бумаги толщиной 0,12 мм, одну ленту перфорированной металлизированной бумаги толщиной 0,14 мм, медную неотожженную перфорированную ленту толщиной 0,15 мм, полу проводящую бумагу толщиной 0,12 мм, две полукруглые проволоки скольжения из немагнитного металла (медь, алюминий, бронза, латунь) радиусом 2,5 мм и временную свинцовую оболочку толщиной не менее 2,3—3,0 мм в зависимости от диаметра кабеля. Допускают поставку кабеля высокого давления в специальной герметичной таре взамен временной свинцовой оболочки. Кабель МВДТ поставляют с изоляцией, пропитанной минеральным маслом С-220.

Толщина изоляции кабеля после изгибания на цилиндре диаметром 25D+d, измеренная в направлении наименьшего диаметра, не выходит за пределы 90% номинальных значений. В изоляции трех отрезков кабеля общей длиной 0,9 м суммарное количество поврежденных лент и совпадений соседних лент не превышает 2 в каждых последовательных 10 лентах. В одной и той же точке допускают разрыв или совпадение не более двух соседних лент. Кабель МВДТ сечением 550 мм2 на напряжение 220 кв имеет наружный диаметр 80,6 мм и массу 19,3 т/км.

Кабели на напряжение 220 кв при атмосферном давлении масла под свинцовой оболочкой выдерживают без пробоя испытание напряжением 0,7E, а кабели на напряжение 110 кв — напряжением 0,9 E0 или постоянным током в 2,4 раза большим, чем при переменном токе в течение 15 мин.

Образец кабеля после изгибания на цилиндре диаметром 25D + d выдерживает: испытание переменным током напряжением 2,5 E0 в течение 1 мин; испытание импульсным напряжением 8,5E0 с волной 1/5/40/50 мкс, 10 ударов при отрицательной и 10 ударов при положительной полярности при 85° С; испытание переменным током напряжением 1,73 E0+10 кв в течение 15 мин после охлаждения образца кабеля до температуры окружающей среды.

Значение tg δ изоляции на производственных длинах кабеля при температуре окружающей среды, приведенной к 20° С, при напряжении 0,7 Е в кабелях на напряжение 220 кв и 0,9E0— в кабелях на напряжение 110 кв не превышает 0,005.

Величина Δ tg δ при повышении напряжения от 20 кв до 0,7 E0 в кабелях на напряжение 220 кв и до 0,9 E0 — в кабелях на напряжение 110 кв не превышает: 0,0006 при 30° С; 0,001 при 25° С; 0,0015 при 20° С; 0,002 при 15° С и 0,0025 при 10° С.

Значение tg о изоляции образцов кабеля при напряжении E0, при температуре окружающей среды, при 85° С и непосредственно после охлаждения до температуры окружающей среды не превышает 0,005. В процессе охлаждения образцов кабеля измеряют tg δ при напряжении E0, температуре окружающей среды и 85° С при напряжениях 0,5 E0, E0, 1,5 E0 и 2 E0. Для кабелей емкостью до 0,2 мкф/км Δ tg δ при повышении напряжения от 0,5E0 до 2 E0 не превышает 0,0004 на ступень напряжения 0,5 E0, а общая величина Δ tg δ не превышает 0,001. Для кабелей емкостью более 0,2 мкф/км значения tgδ и Δ tgδ умножают на коэффициент kс = Ск/0,2. Емкости кабеля при напряжении Ео и температуре окружающей среды, измеренные на отдельных строительных длинах, не различаются более чем на 8%. Три изолированные жилы (с экраном и спиралью из проволоки) затягивают в предварительно проложенную стальную трубу диаметром 219 мм со стенками толщиной 10 мм и заполняют маслом С-220

с избыточным давлением. В зависимости от условий прокладки трубопровод снабжают соответствующими антикоррозионными покровами. Разрез маслонаполненного кабеля в стальной трубе приведен на рис. 4–13.

В отличие от линий маслонаполненных кабелей, пропитанных жидким минеральным маслом, кабельные линии в стальных трубах с маслом под давлением не нуждаются в стопорных муфтах и подпитывающей аппаратуре, распределенной по трассе. Подпитку маслом осуществляют от автоматического насосного устройства, располагаемого на одном или обоих концах линии в зависимости от ее длины.

Перед вводом в эксплуатацию каждая фаза кабельной линии должна 'выдержать без перекрытий и пробоя испытание постоянным током напряжением 4 Е или переменным током напряжением 1,73 Ео в течение 15 мин (давление масла в линии при испытании должно быть 14±2 ат). Проба масла, взятая из кабеля, должна иметь электрическую прочность при переменном токе при 20±10°С не ниже 180 кв/см, tg δ при температуре 100±1,0°С и напряженности электрического поля 10 кв/см не выше 0,01.

Зависимость tg δ от температуры маслонаполненных кабелей на напряжение 110 и 220 кв (низкого, среднего и высокого давления) приведена на рис. 4-l4, a зависимость tg δ от напряжения — на рис. 4–15.

Длительно допустимая рабочая температура на жиле кабелей на напряжение 110 кв, проложенных в земле, должна быть 70° С, проложенных в воздухе— 80° С и кабелей на напряжение 220 кв — 70° С. Допустимая температура на жиле во время эксплуатации должна быть не более 80° С при продолжительности непрерывной работы кабеля в условиях перегрузки не более 100 ч. В течение года допускается общая продолжительность перегрузок не более 500 ч с перерывами между перегрузками не менее 10 суток. Номинальное давление масла в линии должно быть 14±2 ат. В аварийных режимах допускается работа кабельных линий при давлении масла 10 ат общей продолжительностью до 24 ч в течение года.

Прокладку кабеля рекомендуется производить при температуре не ниже —5° С во избежание повреждения изоляции и не выше

+ 35 С для ограничения вытекания из изоляции пропитывающего масла. Радиус изгиба кабеля (по свинцовой оболочке) вне стального трубопровода не должен быть менее 40 D. Усилия, прикладываемые к кабелю при затягивании его в трубопровод, не должны превышать длительно 3 кгс/мм2 и кратковременно — 5 кгс/мм2. Температура стального трубопровода с кабелем во время эксплуатации линии должна быть не ниже —5° С во избежание возникновения больших перепадов давления масла вдоль линии и больших растягивающих усилий в трубопроводе.

Маслонаполненный кабель высокого давления МВДТ на напряжение 380 кв для прокладки в стальных трубах имеет круглую многопроволочную жилу сечением 550 мм2, изоляцию бумажными лентами различной плотности общей толщиной 26 мм. Первый слой изоляции выполняют бумагой КВУ-080 (1,1 мм), второй — бумагой КВУЛ20 (2,1 мм), третий — бумагой КВ-120 (6,7 мм) и наружный — бумагой KB-170 (16,1 мм). Поверх жилы и изоляции применен экран из полупроводящей бумаги толщиной 0,12 и 0,08 мм, а поверх изоляции— экран из медной перфорированной ленты толщиной 0,15 мм и полупооводящей бумаги и две полукруглые проволоки скольжения

радиусом 2,5 мм. Временную свинцовую оболочку накладывают толщиной не менее 3,1 мм.

Три кабеля (без временной свинцовой оболочки) затягивают в стальную трубу диаметром 245 мм со стенками толщиной 10 мм. Трубу защищают от коррозии.

Кабель МВДТ при нормальном давлении испытывают переменным током напряжением 130 кв в течение 15 мин. Величина tg δ при напряжении 130 кв не превышает 0,005, Д tg δ при изменении испытательного напряжения от 50 до 130 кв не превышает 0,0015. Образцы кабеля при напряжении 110, 220, 330 и 440 кв имеют tg δ не более 0,005, a Δ tg δ при изменении испытательного напряжения от 110 до 440 кв не превышает 0,0008. Емкость кабеля равна 0,194 мкф/км+8%. Рабочее давление в кабеле 14±2 ат.

Маслонаполненный кабель высокого давления на напряжение 500 кв сечением 550 мм2 изготовляют с круглыми, неуплотненными жилами из медных отожженных проволок диаметром 2,78 мм. Поверх жилы накладывают три ленты полупроводящей бумаги толщиной 0,12 мм и две ленты толщиной 0,08 мм. Первый слой изоляции выполняют бумагой КВУ-080 толщиной 1,3 мм, второй слой —бумагой КВУ-120 толщиной 2,4 мм, третий слой —бумагой КВ-120 толщиной 1,8 мм, четвертый слой —бумагой КВ-170 толщиной 22,6 мм и пятый (наружный) слой – бумагой КВ-300 толщиной 3 мм. Общая толщина изоляции кабеля не напряжение 500 кв составляет 30,1 мм. Поверх изоляции накладывают три ленты полупроводящей бумаги толщиной 0,12 мм, перфорированною металлизированную бумагу толщиной 0,14 мм, перфорированную медную неотожженную ленту тол щиной 0,15 мм и полупроводящую бумагу толщиной 0,12 мм. Затем накладывают две медные полукруглые проволоки скольжения (2,5 X5,0 мм) и временную свинцовую оболочку толщиной не менее 3,2 мм. Наружный диаметр кабеля равен 108,8 мм, масса кабеля, пропитанного маслом С-220, — 30,3 т/км.

Кабель в состоянии поставки при нормальном давлении испытывают напряжением 150 кв в течение 15 мин. Величина tg δ при напряжении 150 кв не превышает 0,004, а Д tg δ при повышении напряжения от 20 до 150 кв не превышает 0,0006 при 30° С; 0,0010 при 25° С; 0,0015 при 20° С; 0,002 при 10—15° С. Величина tg δ образцов кабеля при давлении 12 ат и температуре 50—75° С не превышает 0,004, величина Δ tgδ при повышении напряжения от 100 до 450 кв при давлении 12 ат, при 20° С не превышает 0,004. После изгибания образцов кабеля при 20±10°С и давлении 12 ат они выдерживают испытание напряжением 700 кв в течение 24 ч с последующим повышением напряжения до 800 кв в течение 10 мин. Образцы кабеля выдерживают испытание импульсным напряжением 1 500 кв (10 при положительной и 10 при отрицательной полярности) и импульсным напряжением со срезанной волной — 1 800 кв (3 при положительной и 3 при отрицательной полярности), после чего образцы выдерживают испытание переменным током при напряжении 580 кв.

После прокладки кабельную линию под давлением 14±2 ат испытывают постоянным током напряжением 1000 кв в течение 15 мин или переменным током при напряжении 500 кв в течение 5 мин.

Сравнительные кривые жизни кабелей с вязкой пропиткой, мас-лонаполненных, газонаполненных и кабелей давления приведены на рис. 4–16. Маслонаполненные кабели низкого, среднего и высокого давления поставляют по техническим проектам для каждой конкретной линии (в зависимости от передаваемой мощности и профиля трассы) комплектно с концевыми, соединительными, стопорными и разветвительными муфтами, трубами, маслом и автоматическими подпитывающими устройствами.

← Предыдущая | Следующая →
... содержание ...

Авторизация

Регистрация

После несложной процедуры регистрации Вы сможете пользоваться всеми сервисами и создать свой веб-сайт.