Кабель 10 кв маслонаполненный: Кабель ААШв 10 кВ – Цена, Расшифровка, Характеристики и все Сечения

alexxlab | 29.06.1990 | 0 | Разное

Содержание

Силовые маслонаполненные кабели с бумажной изоляцией

Маслонаполненные кабели (МНК, OF Cables) с бумажно-масляной изоляцией в России остаются пока наиболее распространенными кабелями высокого напряжения. При этом чем выше класс номинального напряжения кабелей, тем больше удельный вес МНК среди всех кабелей высокого напряжения.

МНК в России и в странах СНГ применяются для электроснабжения городов и крупных потребителей энергии, для вывода мощности с тепловых станций и гидроэлектростанций, а также для передачи электроэнергии через труднопроходимые местности (водные пространст-ва, горные районы и др.).
Основные типы конструкций силовых МНК, выпускаемых по ГОСТ 16441-78 (производитель – завод «Камкабель») – кабели низкого давления (до 3-5 атм.) в свинцовой или алюминиевой оболочке на номинальное на-пряжение 110, 150 и 220 кВ (см. рис. 19) и кабели высокого давления (10-15 атм.) в стальном трубопроводе на номинальное напряжение 110, 220, 330, 380 и 500 кВ. Повышение давления масла приводит к увеличению электрической прочности бумажно-масляной изоляции и к возможности применения силовых МНК при более высокой рабочей напряженности электрического поля в изоляции кабелей (до 15 кВ/мм и более).

В МНК низкого давления для пропитки бумажной изоляции применяется маловязкое дегазированное масло (марки МН-3, МН-4 или их аналоги). При изготовлении кабелей сушка и пропитка изоляции производятся по технологии, исключающей появление воздушных и газовых включений в изоляции. В процессе монтажа и в эксплуатации масло в изоляции кабеля постоянно находится под избыточным давлением, которое автоматически поддерживается в заданных пределах, что исключает возможность образования газовых включений в изоляции даже при резком падении нагрузки. Давление масла поддерживается устанавливаемыми вдоль КЛ баками давления, которые принимают избыток масла при нагревании кабеля и отдают его при охлаждении. Рис. 19. Элементы конструкции маслонаполненных кабелей низкого давления.
Токопроводящие жилы кабеля сечением до 800 мм2 состоят из одного или нескольких повивов фасонных проволок. Внутренний повив жилы скручивается из z-образный проволок, образующих центральный маслопроводящий канал диаметром 12-14 мм, по которому происходит перемещение масла при изменении температуры нагрева кабеля. Жилы сечением 1000 мм2 и выше скручиваются из четырех или шести изолированных друг от друга сегментов для уменьшения сопротивления жилы переменному току за счет снижения влияния поверхностного эффекта и эффекта близости. Жилы изготавливаются из луженных медных проволок, которые являются слабым стимулятором старения масла.
Токопроводящая жила, а также изоляция кабелей высокого напряже-ния, экранируются полупроводящей бумагой для сглаживания поверхности жилы или оболочки. При этом масляные пленки между жилой и изоляцией, а также и между изоляцией и металлической оболочкой, обладающие меньшей электрической прочностью в сравнении с пропитанной бумагой, оказываются в зоне с нулевой напряженности электрического поля.
Экран по жиле имеет следующую конструкцию: три ленты бумаги марки КП-080 толщиной 0,08 мм или две ленты КП-120 толщиной 0,12 мм, одна лента двухцветной бумаги марки КПДУ-080, накладываемая полупроводящим слоем к жиле. Общая толщина экрана – 0,35 мм.
Экран по изоляции имеет следующую конструкцию: одна лента бумаги марки КПД-120 толщиной 0,12 мм, накладываемая изоляционным слоем к изоляции, одна лента бумаги КП-120, медная лента толщиной 0,1 мм, накладываемая с зазором 3–5 мм, прослоенная полупроводящей бумажной лентой марки КП-120. Общая толщина экрана – 0,45 мм.
Полупроводящие ленты экранов накладываются с зазором 0,5–2,0 мм, а двухслойные – с перекрытием 2–3 мм.
Изоляция жил выполняется из бумаги различной толщины и плотности (градирование изоляции), для чего применяются ленты кабельной бумаги (марки КВ, КВУ, КВМУ) толщиной 0,08 и 0,12 мм. При этом непосредственно у жилы слой изоляции выполняется из более тонкой уплотненной бумаги. Ленты кабельной бумаги накладываются на жилу с зазором 0,5–2,0 мм методом обмотки и пропитываются маловязким минеральным маслом МН-3 или МН-4 (или их аналогом).
Расчет толщины изоляции производится по напряжению промышленной частоты и по импульсному напряжению. Толщина изоляции для кабелей различных сечений жил равна 9,6–11 мм для кабелей 110 кВ и 18–20,8 мм для кабелей 220 кВ (рабочая напряженность – не более 8 кВ/мм).
Для защиты изоляции от увлажнения и от механических повреждений, а также для обеспечения работы под избыточным давлением поверх изоляции накладывается свинцовая или алюминиевая (гладкая или гофрированная) оболочка толщиной 2,5–4 мм.
Металлические оболочки имеют упрочняющие и защитные покровы. Упрочняющие покровы в виде нескольких синтетических лент и двух лент из немагнитного материала накладываются только поверх свинцовой оболочки. Алюминиевые оболочки упрочняющих покровов не имеют, так как алюминий не текуч и его механическая прочность в 2–2,5 раза выше по сравнению со свинцом. Защитные покровы кабелей в свинцовой оболочке состоят из чередующих слоев битума, лент поливинилхлоридного пластиката, лент предварительно пропитанной кабельной бумаги, кабельной пряжи и мелового покрытия. Для механической защиты на свинцовую оболочку может накладываться броня из стальных проволок. В случае применения алюминиевой обо-лочки используются защитные покровы повышенной влагостойкости. По существу это сплошной шланг из полиэтилена или поливинилхлоридного пластиката.
Для присоединения кабеля к линиям электропередачи, трансформаторам или элементам распределительного устройства используются концевые муфты марки МКМН с конусными фарфоровыми изоляторами и подмоткой неконденсаторного типа или с цилиндрическими фарфоровыми изоляторами и подмоткой конденсаторного типа. Для присоединения кабеля к трансформаторам используются также кабельные вводы в трансформатор марки КТНДУ, представляющие собой концевую муфту, вводимую непосредственно в промежуточную камеру трансформатора, заполненную маслом. Для соединения строительных длин кабелей используются соединительные муфты марки МСМН, состоящие из трех основных узлов (соединение токопроводящих жил, усиливающая изоляция и корпус). Для соединения строительных длин кабелей и разделения масла в двух смежных секциях фазы КЛ ис-пользуются стопорные муфты марки МСТМН.
Кабели низкого давления предназначены для прокладки в кабельных каналах и туннелях (кабели марок МНС, МНСШв, МНАШв, МНАгШв), в земле, при условии, что кабель не подвержен растягивающим усилиям и защищен от механических повреждений (кабели марок МНСШв, МНАШву), а также под водой и в болотистой местности, где кабель подвергается растягивающим усилиям и где требуется его дополнительная защита (кабель марки МНСК).
Опыт эксплуатации МНК низкого давления составляет около 80 лет и свидетельствует об их достаточно высокой надежности. Удельная повреждаемость КЛ низкого давления на напряжение 110 и 220 кВ составляет примерно 0,02 на 100 км в год. При этом большинство отказов обусловлено механическими повреждениями.
КЛ высокого давления содержит три одножильных кабеля, затянутых в стальной трубопровод. Для пропитки бумажной изоляции МНК высокого давления и заполнения трубопровода применяется вязкое масло типа С-220 (или его аналог), которое обеспечивает большую импульсную прочность кабелей. Компенсация изменения объема масла в КЛ, а также поддержание избыточного давления в заданных пределах осуществляется с помощью автоматического подпитывающего устройства (АПУ), расположенного на одном из концов КЛ.
Токопроводящие жилы кабелей высокого давления имеют круглую форму (без центрального маслопроводящего канала) и скручиваются из луженых медных проволок. Жилы сечением более 700 мм2 скручиваются из четырех секторов, изолированных слоями полупроводящей бумаги.
Экран по жиле состоит из трех полупроводящих лент бумаги КП-080 толщиной 0,08 мм или двух лент КП-120 толщиной 0,12 мм; при этом одна лента из двухцветной бумаги марки КПДУ-080.
Экран по изоляции имеет следующую конструкцию: одна лента двухцветной бумаги марки КПД-120; одна лента полупроводящей бумаги КП-120 для кабелей 110–220 кВ или три ленты для кабелей 330–500 кВ; одна полупроводящая металлизированная перфорированная лента толщиной 0,14 мм; одна медная перфорированная лента толщиной 0,15 мм с прослойкой ленты полупроводящей бумаги толщиной 0,12 мм.
Изоляция жил также выполняется из бумаги различной толщины и плотности, для чего применяются ленты кабельной бумаги толщиной 0,08 и 0,12 мм для кабелей 110 кВ и толщиной 0,08, 0,12 и 0,17 мм для кабелей на напряжение 220 кВ и выше. Ленты бумаги накладываются на жилу с зазором 0,5–2,0 мм методом обмотки и пропитываются маслом C-220.
Толщина изоляции для кабелей различных сечений равна 9,6–12,4 мм для кабелей 110 кВ, 17,5–20,7 мм для кабелей 220 кВ (рабочая напряженность – не более 9 кВ/мм) и 30–31 мм для кабелей 500 кВ (рабочая напряженность – не более 15 кВ/мм).
На экран по изоляции накладываются (с шагом 100–300 мм) не менее двух полукруглых проволок скольжения из немагнитного материала (медные луженные или бронзовые проволоки) размером 2,5?5 мм, предохраняющие его и изоляцию от повреждения при затягивании кабеля в трубопровод.
МНК высокого давления выпускаются двух марок: МВДТ – маслонаполненный кабель в свинцовой оболочке, снимаемой на месте прокладки при протягивании кабеля в трубопровод, и МВДТк – маслонаполненный кабель, доставляемый к месту прокладки в контейнере с маслом.
Для сооружения КЛ в России применяются в основном стальные катаные трубы с наружным диаметром 219 или 273 мм и толщиной стенки 10 мм. Стальной трубопровод является надежной защитой кабелей от механических повреждений.
Для присоединения кабеля к линиям электропередачи, трансформаторам или элементам распределительного устройства используются концевые муфты марки КМВДТ и кабельные вводы в трансформатор. Для соединения строительных длин кабелей используются соединительные муфты марки СМВДТ. Для соединения строительных длин кабелей в месте перехода от магистрального трубопровода к трубам разветвления, идущим к концевым муфтам или кабельным вводам в трансформаторы используются соединительно-развет-вительные муфты марки СРМВДТ. Для разводки фаз кабеля из трубопровода к концевым муфтам используются разветвительные муфты марки РМВДТ.
МНК высокого давления в стальном трубопроводе могут проклады-ваться в туннелях, в земле и под водой. Так, например, для вывода мощно-сти от Усть-Илимской ГЭС в 1975–1979 г.г. было сооружено 7 КЛ 500 кВ высокого давления длиной 1030–1100 м (проложены в двух туннелях), рассчитанных на передачу мощности 630 МВА по каждой КЛ. На Нижнекамской ГЭС в 1979–1983 г.г. было сооружено 4 КЛ 500 кВ длиной 420–840 м (проложены в двух туннелях), рассчитанных на передачу мощности до 400 МВА по каждой КЛ. На всех этих линиях использовался маслонаполненный кабель высокого давления (МВДТ) с сечением медной жилы 625 мм2 и толщиной изоляции 30 мм.
Отказы маслонаполненных КЛ высокого давления на номинальное напряжение 110-500 кВ носят единичный характер и обусловлены, в основном, предшествующими механическими повреждениями.
За рубежом к настоящему времени реализованы конструкции МНК на номинальное напряжение до 800 кВ включительно с сечением медной жилы до 2500 мм2 большой пропускной способности (до 2000 МВА и выше) для воздушной, подземной и подводной прокладки.
Одним из ведущих зарубежных производителей МНК высокого и сверхвысокого напряжения является корпорация Sumitomo Electric (Япония). Корпорацией Sumitomo Electric впервые были разработаны кабели с комбинированной изоляцией из кабельной целлюлозной бумаги и полипропиленовой пленки, пропитываемой кабельным маслом или специальной синтетической жидкостью (PPLP OF Cables). Ком-бинированная бумажно-пленочная изоляция PPLP (см. рис. 20) по сравнению с бумажной изоляцией имеет более высокую электрическую прочность при переменном и импульсном напряжении (соответственно, на 29 и 43 %), а также более низкие диэлектрические потери (фактор потерь tg в 4 раза меньше).
Рис. 20. Бумажно-пленочная изоляция PPLP.
В 1989 г. корпорацией Sumitomo Electric был изготовлен кабель на напряжение 500 кВ с изоляцией типа РРLP для линии Honshu–Shikoku, проложенной по мосту (сечение жилы кабеля – 2500 мм2, толщина изоляции кабеля – 25 мм). Длина линии–15,3 км, пропускная способность – 1200 МВА. В 1993 г. впервые был изготовлен кабель на напряжение 800 кВ с изоляцией типа РРLP (см. рис. 21) с пропускной способностью 2000 МВА (сечение жилы кабеля –2000 мм2, толщина изоляции кабеля – 30 мм). Опытный образец кабеля 800 кВ успешно прошел длительные стендовые испытания в Канаде. В перспективе пропускная способность МНК с PPLP изоляцией может быть увеличена до 3000 МВА при использовании напряжения 1100 кВ (при повышении давления масла в кабеле до 1 МПа).

Рис. 21. МНК низкого давления с PPLP-изоляциейна напряжение 800 кВ.
Среди других производителей МНК на напряжение 110 кВ и выше можно выделить крупнейших производителей кабельной продукции в Европе – компании NEXANS и Pirelli. Эти компании, например, участвовали в реализации в 1997 г. проекта кабельного перехода через Гибралтарский пролив. Длина подводного участка КЛ 400 кВ составляет 26 км, пропускная способность КЛ – 700 МВт. Для целей связи, управления и защиты были проложены также две подводные оптоволоконные линии, связанные с помощью бандажа на силовых кабелях.

Основные типы и марки кабелей

Основные типы силовых кабелей напряжением 6–10 кВ и выше приведены в табл. 3.23, стандартные сечения кабелей – в табл. 3.24– 3.26. Обозначения марок кабелей приведены ниже.

Маслонаполненные
  • Прокладываемые в трубопроводе…………………………Т
  • Шланг из поливинилхлоридного пластиката………..Шв
  • То же с усиленным защитным слоем………….……….Шву
  • Покров асфальтированный…………………………..……..А
  • То же бронированный круглыми проволоками……..К
  • Оболочка свинцовая………………………………………….…С
  • То же алюминиевая, алюминиевая гофрированная .А, Аг
  • Давление масла низкое ……………………………………….Н
  • То же высокое…………………………………………………….ВД
  • Маслонаполненный (с медной жилой)…………………М

С бумажной изоляцией и вязкой пропиткой
  • Усовершенствованный………………………………………..У
  • Без наружного покрова……………………………………….
    Г
  • Тип покрова……………………………………………………….Б, Бл, Б2л, Бн, Пн, К, ШВ, ШПС
  • Оболочка свинцовая……………………………………………С
  • То же алюминиевая…………………………………………….А
  • Изолированные жилы совместно…………………………–
  • То же отдельно……………………………………………………О
  • Жила медная………………………………………………………–
  • То же алюминиевая …………………………………………….А
  • Изоляция обыкновенная…………………………………….–
  • То же пропитанная нестекающим составом…………..Ц

С пластмассовой изоляцией
  • Шланг из поливинилхлоридного пластиката………..Шв
  • Без наружного покрова……………………………………….Г
  • Бронированный………………………………………………….Бб
  • Оболочка из полиэтилена, самозатухающего
  • и вулканизированного полиэтилена,
  • поливинилхлоридного пластика, алюминия……… П, Пс, Пв, В, А
  • Жила медная………………………………………………………–
  • То же алюминиевая …………………………………………….А

В настоящее время применяют, как правило, кабели с алюминиевыми жилами в алюминиевой оболочке. Применение кабелей с медными жилами требует специального обоснования. Для КЛ, прокладываемых в земле и воде, применяют бронированные кабели. Применение кабелей в свинцовой оболочке предусматривается для прокладки подводных ли­ний, в шахтах, опасных по газу и пыли, для прокладки в особо опасных коррозионных средах. В остальных случаях при невозможности исполь­зовать кабели в алюминиевых или пластмассовых оболочках их замена на кабели в свинцовых оболочках требует специального обоснования.

В последние годы в сетях зарубежных энергосистем получили ши­рокое распространение кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (российское обозначение СПЭ, английское – XLPE). Кабели средне­го напряжения из сшитого полиэтилена занимают 80–85 % рынка в США и Канаде, 95 % – в Германии и Дании, 100 % – в Японии, Фин­ляндии, Швеции и Франции.

Основные достоинства кабелей со СПЭ-изоляцией:

  • изготавливаются на напряжение до 500 кВ;
  • срок службы кабелей составляет не менее 30 лет;
  • пропускная способность в зависимости от условий прокладки на 15– 30 % выше, чем у кабелей с бумажной или маслонаполненной изоляци­ей, т.к. кабели со СПЭ-изоляцией рассчитаны на длительную работу При температуре жилы 90 «С, а их бумажно-масляные аналоги допуска­ют нагрев до 70 °С;
  • отвечают экологическим требованиям;
  • прокладка и монтаж меньше зависят от погоды и могут проводить­ся даже при температуре –20 °С;
  • значительно дешевле и проще становятся обслуживание и ремонт При механических повреждениях, существенно легче выполняются про­кладка и монтаж соединительных муфт и концевых заделок в полевых условиях.

Для кабелей с нормально пропитанной бумажной изоляцией наибольшая допустимая разность уровней между точками прокладки при­ведена в табл. 3.27. Разность уровней для кабелей с нестекающей про­питкой, пластмассовой и резиновой изоляцией не ограничивается. Максимальная возможная разность уровней в маслонаполненных КЛ низкого давления составляет 20–25 м. Для кабелей высокого давления (в стальных трубах) возможная разность уровней между стопорными муфтами определяется минимально допустимым снижением давления масла в трубопроводе до 1,2 МПа. Нормальное давление масла прини­мается равным (1,5±2%) МПа, максимальное – согласовывается с за­водом-изготовителем.

Максимальные строительные длины силовых кабелей приведены в табл. 3.28. Для маслонаполненных кабелей 110 кВ и выше стандартная строительная длина составляет до 800 м. Завод-изготовитель уточняет строительные длины таких кабелей в соответствии с проектом проклад­ки линии. Расчетные данные кабелей с бумажной изоляцией до 35 кВ и маслонаполненных кабелей 110 и 220 кВ с пластмассовой изоляцией приведены в табл. 3.29 и 3.30.

Основные типы кабелей

Таблица 3.23

ИзоляцияИсполнение
Резиновая и

пластмассовая

Трехжильные с пластмассовой изоляцией, облегченные для электрификации сельского хозяйства 10 кВ

Трехжильные и одножильные 6-35 кВ

Одножильные 110-220 кВ

БумажнаяС вязкой пропиткой:
  • с поясной изоляцией трехжильные 6-10 кВ
  • трехжильные с отдельно освинцованными жилами 20-35 кВ.

Маслонаполненные:

  • одножильные с центральным маслопроводящим каналом низкого и высокого давления 110–220 кВ
  • трехжильные высокого давления в стальной трубе с маслом под давлением 110–220 кВ

Стандартные сечения одножильных маслонаполненных кабелей 110-500 кВ

Таблица 3.24

Марка кабеляНапряжение, кВСечение, мм2
Низкого давления:

МНС, МНАШв, МНАгШВх МНСА, МНАШв, МНАгШву МНАШву, МНСК

110120, 150, 185, 240, (270) 300, (350), 400, 500, (550), 625, 800
МНСА, МНСШв, МНАгШву, МНАШву, МНСК220300, (350), 400, 500, (550), 625, 800
Высокого давления МВДТ110120, 150, 185, 240, (270), 300, 400, 500, (550), 625, 700
220300, 400, 500, (550), 625, 700, 1200
330400, 500, (550), 625, 700
500(550), 625, 700, 1200

Примечание: rабели с сечением, указанными в скобках, изготавливаются по согласованию с заводом-изготовителем.

Стандартные сечения кабелей с бумажной изоляцией, мм2

Таблица 3.25

Кабели с жиламиНапряжение, кВ
меднымиалюминиевыми6,102035
с нормально пропитанной изоляцией
ААГУ, ААШвУ, ААШпУ, ААШпсУ10-240120-400**
СПУ, СПлУ, СблУ, СБ2лУ, СБнУ, СБГУ, СГУ, СБУ, СКлУААБлУ, ААБ2лУ, АСПУ, АСПлУ, АСБУ, АСБГУ, АСГУ, АСКлУ, АСБлУ, АСБ2лУ10-240
СГАСГ, ААГ, ААШв, ААШп25-400*
ОСК, ОСБ, ОСБн, ОСБГАОСК, АОСБ, АОСБн, АОСБГ25-18525-185
ОСБУ, ОСБГУ, ОСКУАОСБУ, АОСБГУ, АОСКУ120-150*
пропитанные нестекающим составом
ЦСШвУЦАСШвУ120-400*
ЦААШвУ, ЦААШпсУ25-185120-400*
ЦАСБлУ, ЦСПлУ, ЦСБУ, ЦСБГУ, ЦСБлУ, ЦСПнУ
ЦААБлУ, ЦАСПлУ, ЦААБ2лУ, ЦАСБУ, ЦАСБГУ25-185
ЦОСБУ, ЦОСБГУЦАОСБУ, ЦАОСБГУ120-150*

* Кабели изготавливаются из трех изолированных жил в отдельной свинцовой оболочке.

** Кабели изготавливаются с одной жилой.

Стандартные сечения кабелей с пластмассовой изоляцией, мм2

Таблица 3.26

Кабели с жиламиНапряжение, кВ
меднымиалюминиевыми6110220
АПвП*, АПвПс*, АПвВ*270, 350, 500, 625, 800350, 500, 625, 800, 1000
ВВГ, ПВГ, ПсВГ, ПвВГ, ПБбШв, ПсБбШв, ПвБбШв, ВАШв, ПВАШвАВВГ.АПВГ, АПсВГ.АпвВГ, АВБбШв, АПБбШв, АПсБбШц, АпвБбШв, АВАШв, АПвАШв10-240

* Изготавливается с одной жилой.

Допустимая наибольшая разность уровней прокладки кабелей с нормально пропитанной изоляцией, м

Таблица 3.27

Допустимая наибольшая разность уровней прокладки кабелей, м
Алюминиевая оболочка при напряжении, кВСвинцовая оболочка при напряжении,кВ
610-356-35
201515

Строительная длина силовых кабелей, м

Таблица 3.28

КабелиНапряжение, кВ
6-1020-35110-220
С пропитанной бумажной изоляцией сечением жилы, мм2:

до 70

95-120

150 и более

450

400

350

250

250

Маслонаполненные всех сечений
200-800
С пластмассовой изоляцией сечением жилы, мм2:

до 70

95-120

150 и более

450

400

350

500

Расчетные данные кабелей с бумажной изоляцией (на 1 км)

Таблица 3.29

Сечение жилы, мм2r0, Ом6кВ10 кВ20 кВ35 кВ
Алю­минийх0,

Ом

b0, кварх0,

Ом

b0, кварх0,

Ом

b0, кварх0,

Ом

b0, квар
101,843,100,1102,3
161,151,940,1022,60,1135,9
250,741,240,0910,0998,60,13524,8
350,520,890,0874,60,09510,70,12927,6
500,370,620,0835,20,09011,70,11931,8
700,260,4430,086,60,08613,50,11635,90,13786
950,1940,3260,0788,70,08315,60,11040,00,12695
1200,1530,2580,0769,50,08116,90,10742,80,12099
1500,1220,2060,07410,40,07918,30,10447,00,116112
1850,0990,1670,07311,70,07720,00,10151,00,113115
2400,770,1290,07113,00,07521,50,09852,80,111119
3000,0610,1030.09557,60,097127
4000,0460,0770,09264,0

Расчетные данные маслонаполненных кабелей и кабелей с пластмассовой изоляцией 110–220 кВ (на 1 км)

Tаблица 3.30

Сечение жилы, мм2МаслонатпненныеС пластмассовой изоляцией
г, Ом110 кВ220 кВr0, Ом110 кВ220 кВ
х0,

Ом

b0, кварх0,

Ом

b0, кварх0,

Ом

b0, кварх0,

Ом

b0, квар
1500,1220,20011800,1603600
1850,0990,19512100,1553650
2400,0770,19012500,1523780
2700,0680,18512700,14738500,0920,1204500,1201100
3000,06110,18613000,1453930
3500,0510,17513300,14040700,0860,1167550,1161900
4000,0460,17013600,1354200
4250,0420,16513700,1324260
5000,0370,16014200,12844500,0600,1108300,1102100
5500,0320,15514500,1244600
6250,0290,15015000,12047700,0480,10010400,1002600
7000,0260,14515500,1164920
8000,0220,14016000,11250300,04012503700

Примечания.

1. Маслонаполненные кабели изготавливаются с медными жилами, кабели с пластмассовой изоляцией – с алюминиевыми жилами.

2. Параметры маслонаполненных кабелей 330 и 500 кВ с сечением медных жил 500 мм2 следующие: rо = 0,032 Ом/км; хо — 0,075 и 0,044 Ом/км; bо — 9000 и 17 000 квар/км для напряжений 330 и 500 кВ соответственно.

МАСЛОНАПОЛНЕННЫЕ КАБЕЛИ

КАБЕЛИ СИЛОВЫЕ С ПРОПИТАННОЙ БУМАЖНОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ

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 kcCK/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.



Кабели силовые маслонаполненные

Силовые маслонаполненные кабели с медными токопроводящими жилами с пропитанной бумажной изоляцией в свинцовой или алюминиевой оболочке изготавливаются в соответствии с ГОСТ 16441-78 и предназначены для передачи и распределения электрической энергии при переменных номинальных линейных напряжениях 110…500 кВ.

Силовые маслонаполненные кабели классифицируются по величине избыточного давления масла: низкого давления (от 0,025…0,3 МПа, буква Н в обозначении марки), среднего давления (от 0,06…0,3 МПа, буква С), высокого давления (от 1,1…1,6 МПа, буква В).

 

Рис. 3.1. Сечение маслонаполненного кабеля марки МНСА: 1 — канал для циркуляции масла; 2 — зетобразные проволоки токопроводящей жилы; 3 — сегментные проволоки токопроводящей жилы; 4 — внутренний слой бумажной изоляции; 5 — наружный слой бумажной изоляции; 6 — экран по изоляции; 7 — свинцовая оболочка; 8 — упрочняющие покровы; 9 — защитные покровы.

 

Рис. 3.2. Сечение маслонаполненного кабеля высокого давления марки МВДТ: 1 — токопроводящая жила одной фазы; 2 —бумажная изоляция жилы одной фазы с экраном; 3 — кабельное масло; 4 — стальной трубопровод; 5 — защитный покров трубопровода.

 

В кабелях среднего давления первый внутренний повив токопроводящей жилы, образующий центральный маслопроводящий канал, скручивается из зетобразных медных луженых проволок одного и того же профиля и размера. Последующие повивы жилы накладываются из сегментных медных луженых проволок. Слой изоляции, прилегающий к жиле, изготавливают из кабельной уплотненной бумаги КВМУ, КВУ, КВСУ, следующий — из кабельной бумаги нормальной плотности КВМ, КВ или КВС. Поверх бумажной изоляции накладывается экран из электропроводящих бумажных лент, затем перфорированная металлизированная бумага. Поверх экрана кабелей среднего давления накладывают герметичную свинцовую оболочку а поверх нее упрочняющие покровы.

Кабели высокого давления МВДТ включают токопроводящую жилу фазы, изоляцию фазы с экранами для обеспечения радиальной формы электрического поля в изоляции. Три фазные жилы с изоляцией помещают в стальной трубопровод, заполненный маслом. Трубопровод имеет защитные покровы. Конструкции кабелей марок МНСА и МВДТ показаны на рис. 3.1 и 3.2. Марки, элементы конструкций и области применения кабелей приведены в таблице 3.1, а их технические данные в таблицах 3.2-3.19.

 

Таблица 3.1 Марки, элементы конструкций и области применения маслонаполненных кабелей

 

Марка

Элементы конструкции

Область применения

МНАШв

Маслонаполненный, низкого давления, в алюминиевой оболочке, в шланге из ПВХ пластиката

В каналах зданий и туннелях

МНАШву

То же с усиленным защитным слоем под шлангом

В земле (в траншеях), если кабель не подвергается растягивающим усилиям и защищен от механических повреждений

МНАгШву

То же алюминиевой гофрированной оболочке

То же

МНС

Маслонаполненный низкого давления в свинцовой оболочке с упрочняющим покровом и с защитным покровом

В каналах зданий и туннелях

МНСА

То же с защитным покровом из слоев битум­ного состава, полиэтилентерефталатных лент и пропитанной кабельной пряжи или стеклопряжи

В земле (в траншеях), если кабель не подвергается растягивающим усилиям и защищен от механических повреждений

МНСК

То же с подушкой, с броней из круглых стальных оцинкованных проволок, с наруж­ным покровом из слоев битумного состава, полиэтилентерефталатных лент и пропи­танной кабельной пряжи или стеклопряжи .

Под водой, в болотистой местности, где кабель подвергается растяги­вающим усилиям и где требуется его дополнительная механическая защита

МСС

Маслонаполненный среднего давления в свинцовой оболочке с упрочняющим покровом и с защитным покровом из ПВХ пластиката или резины

В каналах зданий и туннелях

МССК

То же с броней из круглых стальных оцинкованных проволок, с наружным покровом из слоев битумного состава, ПВХ пластиката, пропитанной кабельной пряжи или стеклопряжи

Под водой, в болотистой местности, где кабель подвергается растягиваю­щим усилиям и где требуется его дополнительная механическая защита

МССА

То же, с защитным покровом с общей толщиной 5,1 мм

В земле (в траншеях), если кабель не подвергается растягивающим усилиям и защищен от механических повреждений

МССШв

То же поверх упрочняющего покрова слой битумного состава, лента и шланг из ПВХ пластиката толщиной 4.. .4,2 мм

То же

МВДТ

Маслонаполненный кабель высокого давления, укладываемый внутри стального трубопровода, наполненного маслом

Эксплуатируется в стальном трубопрово­де с маслом под давлением, проклады­ваемом в туннелях, в земле, под водой

 

Основные геометрические размеры и массы маслонаполненных кабелей с центральным маслопроводящим каналом и медной жилой на напряжение 110…525 кВ приведены в таблицах 3.2-3.12.

 

Таблица 3.2 Основные геометрические размеры и массы маслонаполненных кабелей с центральным маслопроводящим каналом и медной жилой на напряжение 110 кВ

 

Параметры кабеля

6 алюминиевой оболочке

В свинцовой оболочке

МНШву

МНСШв

МНСК

МНСА

Сечение токопроводя­щей жилы, мм2

150

185

240

270

150

270

625

150

270

625

150

270

625

Диаметр маслопрово­дящего канала, мм

12

12

12

12

12,4

13,4

14,5

12,4

13,4

14,5

12,4

13,4

14,5

Внешний диаметр кабеля, мм

58,2

58,8

60,6

60,6

59,4

60,7

70,5

73,8

84,5

94,1

61,6

62,9

72,5

Масса масла в кабеле, кг/км

600

630

670

670

694

709

890

694

709

890

694

709

890

Масса кабеля, т/км

5,2

5,7

6,4

6,7

10,4

11,8

17,7

19,6

21,0

28,2

10,5

12,2

17,7

 

Таблица 3.3 Основные геометрические параметры и массы маслонаполненных кабелей марки МВДТ с медной жилой во временной свинцовой оболочке

 

Номинальное напряжение кабеля, кВ

110

220

380

525

Сечение жилы, мм2

270

425

700

300

550

700

550

626

Диаметр, мм: по временной свинцовой оболочке

56,5

60,8

67,7

79,3

82,1

84,9

97,4

107,4

по полукруглым проволокам

49,3

53,6

60,5

70,7

73,5

76,5

90,2

100,2

Масса, т/км: в свинцовой оболочке

10,1

13,1

17,0

17,9

20,6

22,7

25,3

29,6

при снятой свинцовой оболочке

4,4

7,0

10,0

8,5

11,0

12,6

13

15,6

Внутренний диаметр стального трубопровода, мм

150

150

199

199

199

199

253

253

 

Таблица 3.4 Номинальные сечения жил кабелей, мм2

 

Номинальное напряжение кабеля, кВ

. Низкого давления

Высокого давления

110

120, 150, 185, 240, 270, 300, 350, 400, 500, 550,625, 800

220

300, 350,400, 500,550, 625, 800

300, 400, 500, 550, 625, 700

500

550, 625, 700

 

Таблица 3.5 Параметры центрального канала

 

Номинальное сечение жилы, мм2

Диаметр канала, мм

Число проволок

120

9

9

150

12

12

185

12

12

240

12

24

270

12

24

300

12

24

350

12

24

400

12

24

500

12

39

550

12

39

625

12

39

800

14

64

 

Таблица 3.6 Число проволок в жиле

 

Номинальное сечение жилы, мм2

Число проволок

120

37

150

37

185

37

240

37

270

37

300

61

400

61

500

91

550

91

625

91

700

127

 

Таблица 3.7 Номинальные толщины изоляции кабелей, мм

 

Номинальное сечение жилы, мм2

Низкого давления на напряжение, кВ

Высокого давления на напряжение, кВ

110

220

220

500

120

11,0

15,0

11,0

185

10,6

240

10,6

270

10,0

300

10,0

20,8

20,7

350

10,0

20,0

400

9,8

20,0

19,1

500

9,8

18,8

18,1

550

9,8

18,8

18,1

31,0

625

9,6

18,0

17,5

30,0

700

17,5

30,0

800

9,6

18,0

 

Таблица 3.8 Толщины экранов кабелей, мм

 

Тип кабеля

Экран по жиле

Экран по изоляции

Низкого давления на напряжение 110 кВ

0,30

0,40

Низкого давления на напряжение 220 кВ

0,40

0,40

Высокого давления на напряжение 220 кВ

0,30

0,60

Высокого давления на напряжение 500 кВ

0,45

0,70

 

Таблица 3.9 Толщины свинцовых оболочек, мм

 

Диаметр под оболочкой, мм

Номинальная толщина оболочки

До 50

3,0

От 50 до 70

3,3

Свыше 70

3,6

 

Таблица 3.10 Наружные диаметры и масса кабелей на напряжение 110 кВ, мм

 

Сечение жил, мм2

МНАШв

МНАШву, МНАгШву

МНС

МНСА

МНСК

Диаметр,

мм

Масса.

кг/км

Диаметр,

мм

Масса.

кг/км

Диаметр,

мм

Масса,

кг/км

Диаметр,

мм

Масса,

кг/км

Диаметр,

мм

Масса,

кг/км

120

52

4400

57

4900

54

8800

57

9000

14500

150

54

5000

59

5500

57

9600

59

9800

15500

185

55

5500

60

6000

57

10100

60

10300

16000

240

57

6100

62

6600

59

10900

62

11100

17000

270

57

6400

62

6900

59

11300

62

11500

17500

300

64

7200

69

7800

60

11600

63

12000

17500

350

66

8000

70

8600

61

12600

64

12800

19000

400

67

8600

71

9200

62

13200

65

13500

19500

500

70

10000

74

10600

65

15400

68

15500

22000

550

72

10500

77

11200

68

16200

70

16500

23000

625

72

11400

77

12100

68

17100

71

17300

24000

800

81

14000

85

14700

75

20300

78

20500

28000

 

Таблица 3.11 Наружные диаметры и массы кабелей на напряжение 220 кВ, мм

 

Сечение жил, мм2

МНС

МНСА

МНСК

Диаметр, мм

Масса, кг/км

Диаметр, мм

Масса, кг/км

Диаметр, мм

Масса, кг/км

300

82

18000

85

18300

100

24500

350

82

18700

85

19000

100

25000

400

84

19500

86

20000

101

26000

500

84

20500

87

20700

101

27000

550

87

22000

89

22500

104

29000

625

87

23000

89

23500

104

29500

800

93

26000

96

27000

110

33000

 

Таблица 3.12 Наружные диаметры и масса кабелей высокого давления на напряжение 220 кВ без свинцовой оболочки

 

Сечение жил, мм2

Диаметр, мм

Масса, кг/км

Сечение жил, мм2

Диаметр, мм

Масса, кг/км

300

71

8500

550

73,5

11000

400

71

9500

625

74,5

12000

500

72

10500

700

76

13000

 

Таблица 3.13 Электрическое сопротивление жил, Ом/км

 

Сечение жил, мм2

Кабели низкого давления

Кабели высокого давления

Сечение жил, мм2

Кабели низкого давления

Кабели высокого давления

120

0,1495

0,1513

400

0,04483

0,04453

150

0,1196

0,1209

500

0,03587

0,03575

185

0,09693

0,09799

550

0,03260

0,03295

240

0,07471

0,07601

625

0,02869

0,02846

270

0,06641

0,06593

700

0,02562

300

0,05977

0,06040

800

0,02242

350

0,05123

 

Таблица 3.14 Испытательные напряжения маслонаполненных кабелей, кВ

 

Номинальное напряжение

Испытательные напряжения кабеля, кВ

Кабели низкого давления

Кабели высокого давления

110

2U0+10

220

1,67U0+10

0,7U0

500

0,5U0

 

Таблица 3.15 Значения тангенса угла диэлектрических потерь

 

Номинальное напряжение кабеля, кВ

Напряжение измерения

Кабели низкого давления

Кабели высокого давления

110

U0

0,0033

220

U0

0,0040

220

0,7U0

0,0035

500

0,5U0

0,0025

 

Таблица 3.16 Емкости кабелей, мкФ/км

 

Номинальное

сечение

жилы,

мм2

Кабели низкого давления на напряжение, кВ

Кабели высокого давления на напряжение, кВ

110

220

220

550

120

0.24

150

0.27

185

0,28

240

0,31

270

0,33

300

0,34

0,20

0,19

350

0,36

0,21

400

0,37

0,22

0,22

500

0,40

0,25

0,25

550

0,43

0,25

0,25

0,18

625

0,45

0,27

0,20

0,18

700

0,29

0,20

800

0,53

0,30

Испытание кабеля повышенным напряжением: нормы, методика, схема

Параметры современных электрических систем способны обеспечить необходимый уровень напряжения и его качество для любых потребителей. А за счет масштабной застройки больших городов, близкого расположения промышленных объектов, нагромождения их коммуникаций, большая часть линий выполняются силовыми кабелями. Из-за воздействия внешних факторов изоляция электрооборудования способна утрачивать защитные свойства, что приводит к сбоям и нарушению нормального режима работы. Для предотвращения аварийных ситуаций на кабельных линиях и своевременного выявления дефектов осуществляется испытание кабеля повышенным напряжением.

Подготовка к испытанию

В связи с тем, что повышенное напряжение несет потенциальную угрозу как самому оборудованию, так и персоналу, существует методика испытаний, регламентирующая определенную последовательность действий. Первым этапом является оформление работ, подготовка места работы, оборудования и самого кабеля.

Следует оговориться, что к электрическим испытаниям допускаются лишь те лица, которые достигли совершеннолетия, прошли медосмотр, периодическую проверку знаний по электробезопасности. Испытания, в обязательном порядке, оформляются нарядом, а бригаде проводится инструктаж по охране труда.

По отношению к испытуемой электроустановке предъявляются такие требования:

  • Перед испытанием с кабеля обязательно снимается напряжение, все металлические элементы (экраны, броня), на которые подача напряжения не производится, должны заземляться.
  • Предварительно с кабеля удаляется остаточный заряд, для этого провода и металлические части заземляются на 2 минуты.
  • До подачи повышенного напряжения на жилы кабеля, осмотрите его на наличие загрязнителей на видимых участках или в воронках. При обнаружении таковых поверхность очищается, после чего могут производиться высоковольтные процедуры.
  • При отрицательной температуре испытания не проводятся. Это обусловлено тем, что лед выступает в роли диэлектрика и сопротивление изоляции будет значительно больше реальной величины. Помимо этого, разработка траншеи и откопка кабеля в замерзшем грунте значительно усложняется. В связи с чем, при нулевых или более низких температурах, испытание целесообразно только в случае аварии.
  • До начала испытания посредством мегомметра обязательно проверяется сопротивление от каждой жилы к  металлической оболочке кабеля и между фазами.
  • Величину тока утечки, напряжение на киловольтметре можно начинать фиксировать только спустя минуту, с момента установки испытательного напряжения на нужной отметке.

Причины и физика испытания

Профиспытания повышенным напряжением используются для выявления слабых мест в изоляции кабеля. Не зависимо от материала диэлектрика: пластмассовый, резиновый, полиэтиленовый или маслонаполненный кабель воспринимает нагрузку от испытательной установки на одну жилу, а остальные металлические части подключаются к земле. В результате чего изоляция находится под потенциалом, в разы превышающим номинальный.

От подачи на жилы повышенного потенциала в изоляции возникает ионизация, а в местах нахождения каких-либо дефектов, неоднородностей или включений инородных материалов скапливается достаточное для протекания малых токов количество заряженных частиц. Такие включения и дефекты могли образоваться в результате неудовлетворительных условий эксплуатации, аварийных режимов или из-за естественного старения материала.

Все изъяны, из-за малого сопротивления, начинают ионизироваться и пропускать электрический ток все большей величины по микроскопическим каналам в диэлектрике. Из-за этого сопротивление изоляции уменьшается вплоть до пробоя. Если пробой не наступает, а дефект оказывает существенное влияние, его можно зафиксировать по изменению величины тока утечки.

Данная методика дает уверенность, что при номинальном токе изоляция кабеля выдержит нагрузку до следующих испытаний.

Схемы испытаний

Для проверки прочности изоляции кабеля могут использоваться различные устройства, обеспечивающие на выходе повышенное напряжение. Но, независимо от конкретной модели, схема  измерений и работы строится по такому принципу.

Рисунок 1. Схема измерений

Посмотрите на схему (рис. 1.), здесь изображено:

1 – обмотки трансформатора с функцией регулировки уровня напряжения (автотрансформатор),

2 – высоковольтный трансформатор для подачи напряжения на испытуемый объект,

3 – панель управления,

4 – испытуемый кабель,

5 – трансформатор питания катодной цепи кенотрона.

На схеме  рассматривается метод испытания, когда к одной из жил кабеля подведено повышенное напряжение, а остальные заземлены.

С началом испытаний от автотрансформатора  через киловольтметр подается напряжение на первичную обмотку испытательного агрегата. Вторичная обмотка которого заземляется через амперметр, именно он и показывает значение тока утечки. Испытуемая обмотка, помимо амперметра, содержит резистор R для ограничения  величины переменного тока, в случае пробоя. Вторым выводом резистор подключается к аноду кенотрона, катод которого запитывается от преобразователя накала.

Нормы испытаний

В ходе испытаний высоковольтный провод получает нагрузку повышенным напряжением, но поднимается оно плавно от нулевой отметки до установленной величины. Продолжительность воздействия составляет 5 минут для периодических и 10 минут во время приемо-сдаточных испытаний для кабелей с пластмассовой и бумажной изоляцией. После каких-либо ремонтных работ или при изменениях в схеме время испытания кабеля составляет 10 – 15 минут. Кабель с резиновой изоляцией испытывается повышенным напряжением  5 минут во всех случаях.

Все данные устанавливаются государственными документами – ПУЭ и ПТЭЭП. В зависимости от параметров сети и технических характеристик кабеля существуют такие пределы  подачи повышенного напряжения (см. таблицу ниже):

Тип кабеляНоминальное напряжение кабеля, кВИспытательное напряжение, кВПродолжительность испытания, мин
С бумажной изоляцией3—106 Uв10
20—355 Uв10
11030015
22045015
С резиновой изоляцией3615
6125

Посмотрите, в таблице вы можете увидеть значение выпрямленного напряжения, подаваемого непосредственно на сам кабель. Оно отличается от номинального напряжения, выдаваемого испытательным трансформатором и по величине и по роду. UВ обозначает номинальное напряжение кабеля, а цифры указывают во сколько раз испытательное напряжение должно превышать номинальное.

Ток утечки не является параметром для контроля или выбраковки. Но в случае его скачков, колебаний во время испытания повышенным напряжением, можно смело утверждать о наличии дефектов. В таком случае подачу напряжения на кабель необходимо осуществлять до пробоя, но не больше 15 минут. Вместе с током рассчитывают и коэффициент асимметрии,  их нормы вы можете увидеть в таблице:

Кабели напряжением, кВИспытательное напряжение, кВДопустимые значения токов утечки, мАДопустимые значения коэффициента асимметрии,
636

45

0,2

0,3

8

8

1050

60

0,5

0,5

8

8

201001,510
35140

150

175

1,8

2,0

2,5

10
110285не нормируетсяне нормируется
150347не нормируетсяне нормируется
220510не нормируетсяне нормируется
330670не нормируетсяне нормируется
500865не нормируетсяне нормируется

Отклонение от значений, приведенных в таблице, может свидетельствовать о серьезных изменениях в изоляции кабельной линии. В случае, когда не было  пробоя, отсутствовали электрические разряды, хлопки, внезапное нарастание или колебания постоянного тока во время испытания, кабель считается годным. В частных случаях, лицо ответственное за электрохозяйство может самостоятельно устанавливать испытательные сроки и параметры в разрез заводских норм.

Аппараты для испытаний

  • АИИ – 70 – одна из наиболее популярных стационарных установок, применяемых в испытании и фазировке силовых кабелей, вводов, проверке прочности жидких диэлектриков на пробой и т.д. Может обеспечивать как постоянное напряжение на выходе (максимально 70 кВ), так и переменное (50 кВ).
  • АИД-70 – является диодным аналогом предыдущей модели. Наиболее широко применяется для испытания как постоянным, так и переменным напряжением в передвижках или переносных агрегатах, в лабораториях.
  • ИВК-5, АИ-2000, КУ-65 и прочие – установки с диодной схемой. Применяется для продавливания вторичных электрических цепей.
Принципиальная схема ИВК

Как и в других схемах, здесь используется трансформатор (АТ), диодные выпрямители (В), резисторы (Р), трансформатор тока (Т) сигнальные светодиоды и устройства для съема показаний (v, mA). На том же принципе основан ряд других портативных устройств.

Методика испытания кабеля повышенным напряжением

Возьмите кабель с несколькими жилами, и соедините вывод установки с одной из фаз, остальные заземлите, для одножильных кабелей ничего кроме брони или экрана заземлять не нужно. Если к одному проводнику подводится напряжение, а другие заземляются, то оголенные концы разводятся на расстояние не менее 15 см. В случае проведения профилактических испытаний, подключение испытательной установки осуществляется на концевых муфтах. В аварийных ситуациях присоединение может выполняться в местах раздела, как более целесообразных точках для измерений.

Схема подключения кабеля

Силовой трансформатор преобразует напряжение и ток промышленной частоты до нужного уровня, затем подает через выпрямитель на кабель. Методика измерений требует плавного наращивания напряжения со скоростью около 1 – 2кВ в течении одной секунды до получения необходимой величины. После того, как стрелка киловольтметра установится в нужную позицию, начинается отсчет времени. По результатам снимаются данные с приборов на установке и фиксируются в соответствующих документах – протоколах и кабельных журналах.

Для завершения  измерений  ручка автотрансформатора выводится в ноль. Отключается кнопка питания, устанавливается блокировка от случайной подачи напряжения. Обратите внимание, на высоковольтный вывод  обязательно завешивается заземление. После чего можно приступать к разборке схемы.

В случае если изоляция выполнена из сшитого полиэтилена, кабель не допускается испытывать выпрямленным током из-за возможности скопления  локальных объемных зарядов. По причине дороговизны таких кабелей, их порча чревата большими затратами. Поэтому следует прибегать к принципиально иной технологии проверки.

Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена

К кабелям таких марок целесообразно подводить переменное напряжение низкой частоты, с целью планомерного и полного рассеивания местных зарядов при переходе синусоиды через ноль. При этом удаляются даже те заряды, которые могли возникнуть в процессе эксплуатации из-за режима питания.

В завершение, для кабелей, продавленных повышенным напряжением, в обязательном порядке выполняется проверка электрической прочности их изоляции. Так как воздействие такого напряжения могло нарушить ее диэлектрические свойства.

Периодичность

Для кабелей, рассчитанных на напряжение от 2 до 35 кВ с пластмассовой и бумажной оболочкой, в течении первых 2 лет с момента запуска в работу устанавливается периодичность испытания повышенным напряжением раз в год. В случае отсутствия аварий, реконструкций, которые могли быть причиной каких-либо изменений, за первые два года, испытания разрешается проводить реже – раз в 2 года. В противном случае, сроки остаются теми же. Если такой кабель эксплуатируется на территориях подстанций, заводов и прочих промышленных объектов, где доступ к ним затруднен, разрешается проводить испытание не реже, чем раз в 3 года.

Кабели, рассчитанные на напряжение 110  — 500кВ подлежат проверке через 3 года с момента их ввода в эксплуатацию. После чего,  в случае отсутствия аварийных ситуаций или реконструкций, испытание может производиться с периодичностью раз в 5 лет.

Для кабелей, оснащенных резиновой изоляцией, в случае питания стационарных устройств электроустановок, периодичность высоковольтных испытаний составляет 1 раз в год. Для сезонных электроустановок испытания должны проводиться перед началом сезона. Такую же процедуру необходимо выполнять при пуске в эксплуатацию электроустановок после их длительного отключения.

Допускается не производить испытания кабелей с бумажной и пластмассовой изоляцией в случае если:

  • используется в качестве питающих вводов и длина кабеля менее 100 м;
  • срок их службы уже более 15 лет, а удельное количество отказов не менее 30 раз на 100 км в год;
  • в ближайшие 5 лет планируется их реконструкция или полный демонтаж.

Оформление результатов испытаний в виде протокола (пример)

После проведения испытаний, все данные заполняются в соответствующие графы протокола. Пример заполнения которого можно увидеть на рисунке.

Пример заполнения протокола

В графе о лицах, проводивших испытания, ставятся фамилии и подписи работников, участвовавших в соответствующих процедурах. После чего протокол визируется начальником лаборатории и хранится в установленном порядке.

Интересное видео

Переходные кабельные муфты с кабеля с бумажной изоляцией на кабель из сшитого полиэтилена на напряжение 10 кВ

Переходные муфты “Прогресс”

Для соединения одножильных кабелей с пластмассовой изоляцией и кабелей с бумажной изоляцией на напряжение 6 и 10 кВ

Кабель: например АСБ, и АПвПг

Переходные муфты следует применять для соединения экранированных одножильных силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена и 3-х жильных кабелей с пропитанной бумажной изоляцией и общим экраном на напряжение 6 и 10 кВ.

Назначение:

Муфты “Прогресс” СПтп10 следует применять для установки в земле, тоннелях, каналах и других кабельных сооружениях без ограничения разности высот.

Конструкция переходной муфты “Прогресс”.

Бумажная изоляция жил закрывается термоусаживаемыми маслостойкими трубками. Корешок разделки заполняется желтой мастикой, выравнивающей напряженность электрического поля, и герметизируется перчаткой с клеем. Таким образом, кабель с бумажной изоляцией трансформируется в кабель с пластмассовой изоляцией, и дальнейшее соединение выполняется, как для пластмассовых кабелей. На жилы пластмассовых кабелей усаживаются трубки выравнивания напряженности электрического поля. Жилы кабелей соединяются с помощью болтовых соединителей. Термоусаживаемые двухслойные трубки обеспечивают равномерную толщину изоляции и экранируют место соединения. Наружная толстостенная термоусаживаемая трубка с клеем защищает и герметизирует муфту.

Таблица выбора муфт

Сечение кабеля

Обозначение

70/120

Прогресс СПтп10-70/120

150/240

Прогресс СПтп10-150/240

Стандартная комплектация: В стандартную комплектацию муфты входят термоусаживаемые перчатки, набор термоусаживаемых трубок, двухслойная трубка, герметики, мастика, межфазная распорка, металлическая сетка, лента бандажная, салфетка, непаянная система заземления, салфетки и болтовые соединители со срывными головками, инструкция.

АСБл-10 3х120, АСБ 120, высоковольтный кабель, гипермаркет VSE-E

КАБЕЛЬ ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ АСБл-10 3х120

Кабель высоковольтный АСБл-10 3х120, видео


Описание высоковольтного кабеля АСБл-10 3х120

Параметр

 Описание асб 10 3х120

Количество жил

Испонение

Класс

Материал

 3 

 Однопроволочная; Многопроволочная 

 Первый; Второй (для многопроволочного кабеля)

 Алюминий

Материал изоляции

 Бумага, свинец, сталь

Материал оболочки

 Битумный слой, стеклопряжа

Габаритные размеры аабл 10 3х120:

R (Ом/м), сопротивление жил

 0,253

 
D провода (мм)

 1.49,30

 2.51,30 (для многопроволочного кабеля)

Сечение (мм кв.)

 120,00

 
Вес кабеля/алюминия/свинца (кг/км)

 1.5150,00/923,00/1999,20

 2.5509,00/944,00/2190,60 (для многопроволочного  кабеля)

Кабель АСБ 10 3х120 применение


Кабели АСБл-10 используются для передачи и распределения электрического тока в неперемещаемых автоматах и  установках, в сетях с максимальным напряжением до 10 кВ частотой 50 Гц. Кабели АСБл-10 прокладываются в земле, в траншеях, где умеренная коррозийная активность, так же прокладываются на трассах. Кабели предназначаются для прокладки в районах с умеренным или холодным климатом.

Выполнение АСБл 10 3 х 120

Кабель АСБл-10 сделан из алюминиевой токопроводящей однопроволочной или многопроволочной жилы. Изоляция кабеля выполнена из бумаги, пропитанной изоляционным нестекающим составом. Маркировка жил: цифровая (от 1до 4) или  цветовая (белая,/желтая, синяя,/зеленая, красная,/малиновая, коричневая,/черная). Экран выполнен из электропроводящей бумаги. Оболочка кабеля сделана из свинцового материала, подушка – из битума, пленки ПВХ, бумаги, броня – из стальных лент, наружный слой – из волокнистого материала.

Характеристики высоковольтного алюминиевого кабеля АСБл-10 3х120

Срок полезного использования аабл-10 – не менее 30 лет. Температура эксплуатации кабеля варьируется от – 50 градусов С до + 50 градусов С. Максимально длительно допустимая температура нагрева жил при использовании кабеля + 70 градусов С. Кабель устойчив к горению при одиночной прокладке. Кабель АСБл-10 имеет высокую прочность и выдерживает высокую температуру.

Кабель АСБл-10 других сечений здесь! <<<

Самый большой ассортимент кабелей и проводов по низким ценам в интернет-магазине “Vse-e.com” (Киев). Доставка производится по всей Украине. Звоните, пишите, обращайтесь. Бесплатно проконсультируем.

Автор: МЕГА КАБЕЛЬ

Эту страничку дополнительно ищут в сети по запросу: АСБ 120, аабл 10 3х120, маслонаполненный кабель 10 кв, высоковольтный кабель это…

Заполненный кабель – обзор

3.3.1 Общая информация

Кабели обычно классифицируются как подземные, подводные и воздушные. Подземные кабели могут быть зарыты непосредственно в землю, проложены в траншеях, трубах или в подземных тоннелях. Кабели также классифицируют в зависимости от типа изоляции жил, например, промасленная бумага, этиленпропиленовый каучук (ЭПР) или сшитый полиэтилен (XLPE) и т. д. Некоторые кабели могут иметь защитную броню в дополнение к металлической оболочке или экран.Другая классификация основывается на количестве жил, например, одножильные, двухжильные, трехжильные и т.д. -пропитанная бумага. Автономные заполненные жидкостью кабели состоят из трех одножильных кабелей, каждый из которых имеет полую медную жилу, пропускающую поток диэлектрика под давлением. Кабели высокого напряжения всегда проектируются с проводником в металлической оболочке, которая может быть из меди, гофрированного алюминия или свинца.

Трехжильные кабели состоят из трех одножильных кабелей, содержащихся в общей оболочке, которая может быть изоляционной оболочкой или стальной трубой. Существует большое количество различных типов, конструкций и компоновок кабелей, используемых для передачи и распределения электрической энергии, работающих на напряжение от 0,4 до 500 кВ. Поэтому невозможно охватить лишь несколько кабелей, сосредоточив внимание на тех конструкциях и схемах, которые используются чаще всего.

В некоторых странах, например, в Великобритании, распределительные сети в крупных городах почти полностью представляют собой подземные кабельные сети.Даже при уровнях напряжения передачи растущие экологические, урбанизированные и визуальные соображения обуславливают возрастающее давление на прокладку кабелей под землей в дополнение к некоторым обычным требованиям, предъявляемым широкими реками и переходами через море. На нижнем конце распределительного напряжения использовались кабели с поясным типом, и это трехжильные кабели, обычно с изоляцией из пропитанной твердым маслом бумаги с тремя жилами, покрытыми единой металлической оболочкой.

При рабочем напряжении от 10 до 36 кВ трехжильные кабели в настоящее время в основном экранированные, с полимерной изоляцией и внешней оболочкой, нанесенной на каждую жилу.Кабели на напряжение выше 36 кВ исторически имели заполненную жидкостью бумажную изоляцию, но в настоящее время такие кабели в основном используются на напряжение выше 132 кВ. Однако с начала 21 века кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена все чаще используются при напряжении до 500 кВ. Кабели, используемые для передачи напряжения, в основном представляют собой одножильные кабели, которые можно прокладывать в различных конфигурациях в земле, желобах, туннелях или трубах.

Подводные кабели переменного тока аналогичны подземным кабелям, за исключением того, что они неизменно имеют стальную броню для механической защиты, которая состоит из ряда стальных проволок или лент.Подводные кабели могут представлять собой трехжильные кабели, проложенные под морским дном на глубине от 1 до 2 м, чтобы избежать повреждения судовыми якорями, рыболовными траулерами или, возможно, физического перемещения в районах сильных морских течений. Подводные кабели также могут быть одножильными и прокладываться под морским дном, но там, где это не так, например, в глубоководных установках, отдельные фазы могут быть проложены на значительном расстоянии друг от друга, чтобы свести к минимуму риск повреждения якорей. чем одна фаза.

Кабели трубчатого типа состоят из трех одножильных кабелей, каждый из которых обычно имеет многожильный медный проводник, изоляцию из пропитанной бумаги и металлическую оболочку.Три кабеля могут быть установлены асимметрично или в форме трилистника внутри стальной трубы, заполненной маловязкой нефтью или газом под давлением. Три оболочки соприкасаются с внутренней стенкой трубы и могут касаться друг друга. Стальная труба обычно покрыта снаружи для предотвращения коррозии.

В США более 90% подземных кабелей от 69 до 345 кВ имеют трубчатую конструкцию, но во многих современных заменах и новых установках используются безмасляные кабели из сшитого полиэтилена с принудительным водяным охлаждением внутри трубы.В Англии и Уэльсе почти все кабели электропередач имеют автономную одножильную конструкцию, проложенную либо непосредственно в траншеях под землей, либо в туннелях. На момент написания использовались одножильные кабели из сшитого полиэтилена до 500 кВ и трехжильные кабели из сшитого полиэтилена до 245 кВ.

На рис. 3.19 показаны сечения кабеля с маслонаполненной бумажной изоляцией на напряжение 275 кВ и кабеля из сшитого полиэтилена на напряжение 400 кВ.

Рисунок 3.19. (A) Кабель с маслонаполненной бумажной изоляцией на 275 кВ и (B) кабель из сшитого полиэтилена (XLPE) на 400 кВ.

Маслонаполненные кабельные муфты и комплекты для сращивания

hvGrid-tech твердо привержен защите конфиденциальности вас, своих клиентов и пользователей этого веб-сайта. В свете этого обязательства hvGrid-tech придерживается приведенных ниже методов.

hvGrid-tech не раскрывает и не продает никакую личную информацию о вас без вашего предварительного согласия, за исключением случаев, когда это требуется по закону и по требованию регулирующих органов и государственных органов.

hvGrid-tech использует информацию, собранную на этом веб-сайте, только для лучшего предоставления вам своих услуг. Время от времени hvGrid-tech может изменять свою политику конфиденциальности и приложит разумные усилия для публикации таких изменений. Кроме того, hvGrid-tech придерживается строгих процедур безопасности для более полной защиты вашей информации.

Сбор и использование личной информации Когда вы отправляете личную информацию в hvGrid-tech, вы соглашаетесь разрешить hvGrid-tech и ее дочерним и аффилированным компаниям доступ, хранение и использование информации в любой точке мира hvGrid-tech и ее дочерние и аффилированные компании вести бизнес как внутри, так и за пределами США.В частности, hvGrid-tech может использовать вашу личную информацию для различных деловых целей, таких как статистический анализ, создание опросов, проведение маркетинговых исследований, улучшение своих услуг и уведомление вас об услугах и изменениях, которые могут повлиять на вас, среди других деловых целей, все в усилия, чтобы лучше обслуживать и предоставлять вам лучший доступный сервис.

В некоторых случаях веб-сайт hvGrid-tech ссылается на другие сайты, которые собирают личную информацию другими сторонами и для них.В этих случаях личная информация, которую вы предоставляете на этих сайтах, регулируется политикой конфиденциальности этого сайта. hvGrid-tech не несет ответственности за действия других сторон. Тем не менее, hvGrid-tech приложит разумные усилия для поддержания безопасного соединения с вами и ограничит доступ к базам данных, содержащим вашу личную информацию, уполномоченными сторонами, включая наших собственных сотрудников, чей доступ к вашей информации осуществляется по принципу служебной необходимости.

Таким образом, наши сотрудники обучены защищать вашу конфиденциальность.Контроль использования личной информации hvGrid-tech Веб-сайт hvGrid-tech в первую очередь предназначен для взрослых, а не для детей младше 18 лет. или раскрывать личную информацию, полученную от детей, для любых целей. Использование «Cookie» «Cookies» — это небольшие текстовые файлы, которые сохраняются на жестком диске вашего компьютера веб-сайтом через ваш браузер. «Cookies» позволяют веб-сайту, такому как веб-сайт hvGrid-tech, отслеживать ваши действия на этом веб-сайте и улучшать использование вами сайта, например, путем отслеживания ваших предпочтений.«Cookies» не содержат никакой личной информации.

Кроме того, вы можете изменить настройки браузера на своем персональном компьютере, чтобы «куки» не сохранялись на вашем жестком диске. Раскрытие информации правительству hvGrid-tech оставляет за собой право отслеживать и раскрывать без вашего согласия любые сообщения или личную информацию, когда об этом потребуют суды, государственные учреждения или правоохранительные органы. hvGrid-tech приложит разумные усилия для решения проблем, которые могут возникнуть у вас в отношении вашей личной информации.Вы можете связаться с hvGrid-tech, используя раздел сайта «Контакты».

Структура маслонаполненного подводного кабеля 500 кВ. 1. Масляный канал; 2….

Контекст 1

… разлагающийся газ впоследствии растворяется в кабельном масле, что приводит к колебаниям давления в кабельном масле. На рис. 1 показана структура маслонаполненного подводного кабеля на 500 кВ. …

Контекст 2

… 2020, 13, x ДЛЯ ПРОВЕРКИ 2 из 14 разлагающийся газ впоследствии растворяется в кабельном масле, что приводит к колебаниям давления в кабельном масле. На рис. 1 показана структура маслонаполненного подводного кабеля на 500 кВ. Клемма высоковольтная [6][7][8] является незаменимым аксессуаром для подключения другого электрооборудования при прокладке высоковольтных кабелей. …

Контекст 3

… смоделировал царапину на полупроводниковом слое кабельной муфты 10 кВ с термоусадочной трубкой с воздушным зазором с шестью типами дефектов, одновременно используя импульсный ток и ультразвуковые методы для измерения частичных разрядов и метод акустического обнаружения, использующий рисунок 1.Конструкция маслонаполненного подводного кабеля 500 кВ. …

Контекст 4

… и они длятся примерно 4700 мкс. Как показано на рисунках 9 и 10, формы ультразвуковых сигналов с длительностью 2200 и 260 микрон во временной и частотной областях, соответственно, перекрывают друг друга, как и формы волн во временной и частотной областях ультразвукового сигнала с несколькими импульсные сигналы, показанные на рисунке 11. для одновременного обнаружения сигнала разряда в этих системах.При постепенном повышении напряжения начальным локальным напряжением разряда испытательной системы должно быть напряжение, при котором сигнал разряда был зарегистрирован ранее. …

Контекст 5

… и они длятся примерно 4700 мкс. Как показано на рисунках 9 и 10, формы ультразвуковых сигналов с длительностью 2200 и 260 микрон во временной и частотной областях, соответственно, перекрывают друг друга, как и формы волн во временной и частотной областях ультразвукового сигнала с несколькими импульсные сигналы, показанные на рисунке 11.для одновременного обнаружения сигнала разряда в этих системах. При постепенном повышении напряжения начальным локальным напряжением разряда испытательной системы должно быть напряжение, при котором сигнал разряда был зарегистрирован ранее. …

Context 6

… и они длятся примерно 4700 мкс. Как показано на рисунках 9 и 10, формы ультразвуковых сигналов с длительностью 2200 и 260 микрон во временной и частотной областях, соответственно, перекрывают друг друга, как и формы волн во временной и частотной областях ультразвукового сигнала с несколькими импульсные сигналы, показанные на рисунке 11.начальным локальным напряжением разряда испытательной системы должно быть напряжение, при котором сигнал разряда был зарегистрирован ранее. 3. Процесс наддува должен быть медленным и равномерным, а время наддува не должно превышать 30 мин. …

Context 7

… и они длятся примерно 4700 мкс. Как показано на рисунках 9 и 10, формы ультразвуковых сигналов с длительностью 2200 и 260 микрон во временной и частотной областях, соответственно, перекрывают друг друга, как и формы волн во временной и частотной областях ультразвукового сигнала с несколькими импульсные сигналы, показанные на рисунке 11.начальным локальным напряжением разряда испытательной системы должно быть напряжение, при котором сигнал разряда был зарегистрирован ранее. …

Context 8

… и они длятся примерно 4700 мкс. Как показано на рисунках 9 и 10, формы ультразвуковых сигналов с длительностью 2200 и 260 микрон во временной и частотной областях, соответственно, перекрывают друг друга, как и формы волн во временной и частотной областях ультразвукового сигнала с несколькими импульсные сигналы, показанные на рисунке 11.При сравнении можно обнаружить, что форма ультразвукового сигнала в частотной области и длительность сигнала не зависят друг от друга. …

Context 9

… и они длятся примерно 4700 мкс. Как показано на рисунках 9 и 10, формы ультразвуковых сигналов с длительностью 2200 и 260 микрон во временной и частотной областях, соответственно, перекрывают друг друга, как и формы волн во временной и частотной областях ультразвукового сигнала с несколькими импульсные сигналы, показанные на рисунке 11.При сравнении можно обнаружить, что форма ультразвукового сигнала в частотной области и длительность сигнала не зависят друг от друга. …

Контекст 10

… Испытания частичного разряда и анализ сигналов были выполнены для остальных четырех моделей разряда. Рисунок Рисунок 10. Форма волны ультразвукового сигнала 260 мкс. …

Контекст 11

… Испытания частичного разряда и анализ сигналов были выполнены для остальных четырех моделей разряда. На рис. 12 показана типичная форма волны во временной области и форма волны в частотной области ультразвукового сигнала для модели разряда в воздушном зазоре.На рис. 13 показаны типичные формы сигналов во временной и частотной областях. При сравнении можно обнаружить, что форма волны в частотной области ультразвукового сигнала и длительность сигнала не зависят друг от друга. …

Контекст 12

… 12 показаны типичная форма волны во временной области и форма волны в частотной области ультразвукового сигнала для модели разряда в воздушном зазоре. На рис. 13 показаны типичные формы сигналов во временной и частотной областях. При сравнении можно обнаружить, что форма волны в частотной области ультразвукового сигнала и длительность сигнала не зависят друг от друга.Поэтому мы заключаем, что это согласуется как для одиночных, так и для множественных ультразвуковых сигналов. …

Контекст 13

… Тесты частичного разряда и анализ сигналов были выполнены для остальных четырех моделей разряда. На рис. 12 показана типичная форма волны во временной области и форма волны в частотной области ультразвукового сигнала для модели разряда в воздушном зазоре. На рис. 13 показаны типичные временные и частотные формы ультразвуковых сигналов для модели разряда с подвешенным электродом….

Контекст 14

… 12 показаны типичная форма волны во временной области и форма волны в частотной области ультразвукового сигнала для модели разряда в воздушном зазоре. На рис. 13 показаны типичные временные и частотные формы ультразвуковых сигналов для модели разряда с подвешенным электродом. На рис. 14 показаны типичные временные и частотные формы ультразвукового сигнала для модели поверхностного разряда. …

Контекст 15

… 13 показаны типичные временные и частотные формы ультразвуковых сигналов для модели разряда с подвешенным электродом.На рис. 14 показаны типичные временные и частотные формы ультразвукового сигнала для модели поверхностного разряда. На рис. 15 показаны типичные формы ультразвукового сигнала во временной и частотной областях для модели скользящего импульсного разряда. …

Контекст 16

… 14 показаны типичные временные и частотные формы ультразвукового сигнала для модели поверхностного разряда. На рис. 15 показаны типичные формы ультразвукового сигнала во временной и частотной областях для модели скользящего импульсного разряда….

Контекст 17

… Тесты частичного разряда и анализ сигналов были выполнены для остальных четырех моделей разряда. На рис. 12 показана типичная форма волны во временной области и форма волны в частотной области ультразвукового сигнала для модели разряда в воздушном зазоре. На рис. 13 показаны типичные временные и частотные формы ультразвуковых сигналов для модели разряда с подвешенным электродом. …

Контекст 18

… 12 показаны типичная форма волны во временной области и форма волны в частотной области ультразвукового сигнала для модели разряда в воздушном зазоре.На рис. 13 показаны типичные временные и частотные формы ультразвуковых сигналов для модели разряда с подвешенным электродом. На рис. 14 показаны типичные временные и частотные формы ультразвукового сигнала для модели поверхностного разряда. …

Контекст 19

… 13 показаны типичные временные и частотные формы ультразвуковых сигналов для модели разряда с подвешенным электродом. На рис. 14 показаны типичные временные и частотные формы ультразвукового сигнала для модели поверхностного разряда.На рис. 15 показаны типичные формы ультразвукового сигнала во временной и частотной областях для модели скользящего импульсного разряда. …

Контекст 20

… 14 показаны типичные временные и частотные формы ультразвукового сигнала для модели поверхностного разряда. На рис. 15 показаны типичные формы ультразвукового сигнала во временной и частотной областях для модели скользящего импульсного разряда. Согласно приведенному выше анализу различных моделей разряда, мы заключаем, что ультразвуковые спектры разных моделей разряда существенно различаются….

Контекст 21

… Когда испытательное напряжение достигает начального напряжения разряда, ультразвуковой сигнал показывает картину затухания импульсных колебаний с большой амплитудой и быстрым затуханием, формируя картину сигнала со значительно более низким f max чем другие модели разряда и значительно выше M, как показано на рисунках 8-10. (2) Когда приложенное напряжение значительно превышает начальное напряжение разряда, электрическое поле разряда с игольчатой ​​пластиной концентрируется и принимает форму повторяющегося и накопленного разряда, что приводит к быстрому и непрерывному разряду….

Контекст 22

… высокоамплитудная область (головка волны) вновь генерируемого сигнала накладывается на низкоамплитудное колебание (хвост волны) предыдущего сигнала. Кроме того, наложение значений M увеличивается, а общий непрерывный сигнал f max снижается, как показано на рис. 11. …

Характеристики термической деградации маслонаполненной кабельной муфты с чрезвычайно ухудшенным tan δ маслом – Ide – 2012 – Электротехника в Японии

1.Введение

Кабели OF (маслонаполненные) – это самые старые силовые кабели, в которых в качестве изоляции используется пропитанная маслом бумага. Благодаря отличным характеристикам изоляции такие кабели по-прежнему широко используются в диапазоне напряжений от 66 до 550 кВ. Многие из существующих волоконно-оптических кабелей находятся в эксплуатации в течение длительного времени, и масляный тангенс угла потерь δ (тангенс угла потерь) в соединительных коробках в некоторых случаях стал чрезвычайно высоким (десятки процентов). В простой модели промасленной бумаги соотношение между tan δ масла и tan δ промасленной бумаги определяется уравнением(1) [1]; таким образом, тангенс δ бумаги, пропитанной маслом, увеличивается с увеличением тангенса δ масла (например, при плотности бумаги около 0,7 г/см 3 тангенс δ бумаги, пропитанной маслом, достигает 30%, когда тангенс δ масла составляет 50%). ): (1) Здесь θ — объемная доля, ϵ — диэлектрическая проницаемость, К = ; –0,5 для изоляционной бумаги, а индексы f и o обозначают соответственно бумажное волокно и масло.

Согласно отчету ETRA [2], предел тангенса δ для термического пробоя равен 3.95 % для кабелей 66 кВ, 0,6 % для кабелей 154 кВ и 0,38 % для кабелей 275 кВ (трубная прокладка, нормальная нагрузка: 80 % допустимого тока). Эти значения значительно меньше, чем упомянутый выше тангенс δ промасленной бумаги, рассчитанный по тангенсу δ разложившегося масла в соединительных коробках; тем не менее, неизвестны случаи теплового пробоя, вызванного диэлектрическими потерями.

Это свидетельствует о некоторых механизмах подавления тангенса δ пропитанной бумаги и своеобразном распределении тангенса δ изоляции в соединительной коробке.В этом исследовании мы использовали образцы листа, модельные кабели и настоящие кабельные соединительные муфты для исследования характеристик сильно деградировавшей бумаги, пропитанной тангенсом δ, и для выяснения следующих явлений (см. разделы 2–4).
  • Высокий тангенс δ в масле вызван ионными источниками, и происходят некоторые явления, которые не влияют непосредственно на тангенс δ пропитанной бумаги (подавление тангенса δ пропитанной маслом бумаги — эффект Гартона — и поглощение ионов бумажными волокнами, как описано в разделе 2).

  • Ухудшение тангенса δ в изоляции соединения ограничено определенными местами (граница между кабелем и армирующей изоляционной бумагой, поверхностный слой армирующей изоляционной бумаги, прямо над проводником).

  • Характеристика термической деградации увеличения тангенса δ в сильно деградировавшей пропитанной бумаге.

Кроме того, в разделе 5 мы предлагаем метод моделирования тепловыделения за счет диэлектрических потерь в поврежденных кабельных соединениях.

2. Особые явления, связанные с тангенсом δ в разложившейся бумаге, пропитанной маслом [3–5]

2.1 Зависимость от температуры и электрического напряжения в разложившейся бумаге, пропитанной маслом tan δ

На рис. 1 представлена ​​зависимость тангенса δ от температуры (от комнатной температуры до 120 °С) и от электрического напряжения (0,0.от 1 до 30 кВ/мм). Данные получены с пластинчатых электродов сразу после пропитки деградировавшим кабельным маслом (алкилбензольным маслом, тип 2-1) изоляционной бумаги для кабеля ОВ, промытой деионизированной водой (толщина 200 мкм, плотность около 0,7 г/см 3 ). согласно JIS C2320) с тангенсом δ около 50%. Масло с разложением по тангенсу δ получали термическим окислением в присутствии медной ленты, покрытой органическим веществом. Тангенс δ масла измеряли при 80 °C в соответствии с JIS C2101.

Зависимость от температуры и электрического напряжения для сильно разложившейся бумаги, пропитанной маслом (тангенс δ равен; 50% алкилбензольного масла).

Как показано на рис. 1, некоторые благоприятные явления приводят к подавлению тангенса δ при высоких электрических нагрузках, в том числе при рабочих электрических нагрузках оптоволоконных кабелей (от 5 до 15 кВ/мм). Уменьшение тангенса δ при сильном электрическом напряжении известно как так называемый эффект Гартона, который возникает из-за того, что ионы масла проходят расстояние между бумажными волокнами (несколько микрометров) за период, меньший, чем полупериод переменного тока [6].Уменьшение тангенса δ из-за этого эффекта становится заметным при более высоких электрических напряжениях, когда скорость миграции ионов равна v ; μ E (μ: подвижность ионов, E : электрическое напряжение) увеличивается. Поскольку подвижность ионов масла μ увеличивается с более высокой температурой (более низкой вязкостью), электрическое напряжение, при котором тангенс δ начинает уменьшаться (тангенс δ уменьшается, начиная с электрического напряжения), смещается ниже с более высокой температурой; в результате температурная зависимость тангенса δ становится ниже при рабочем напряжении ВОВ кабелей (от 5 до 15 кВ/мм).При более высоком электрическом напряжении (∼10 кВ/мм и выше) тангенс δ, вероятно, немного увеличивается из-за увеличения числа переносчиков ионов, вызванного диссоциацией при высоком электрическом напряжении.

Механизм эффекта Гартона показан на рис. 2. Когда путь прохождения ионов масла за полупериод переменного тока превышает расстояние l между бумажными волокнами, ионы могут достичь бумажных волокон за полупериод переменного тока. Миграция ионов во время полупериода переменного тока соответствует синфазному току с напряжением, пропорциональным диэлектрическим потерям, и, таким образом, тангенс δ уменьшается тем больше, чем короче время прохождения между бумажными волокнами, что объясняет эффект Гартона.Скорость миграции ионов v экв.; μ E 0 (μ: подвижность ионов, E 0 : электрическое напряжение в масляном зазоре между бумажными волокнами). Обозначив электрическое напряжение переменного тока в масляном зазоре через E 0 равно; E p sin ωt , расстояние перемещения d за полупериод (время равно; π/ω) равно (2)

Механизм эффекта Гартона.

При наличии эффекта Гартона уменьшение тангенса δ начала электрического напряжения E S можно оценить как эффективное электрическое напряжение промасленной бумаги, при котором d (расстояние пробега за полупериод) принимает вид равно l (длина масляного промежутка между бумажными волокнами в направлении электрического напряжения): (3) Здесь ϵ i — относительная диэлектрическая проницаемость промасленной бумаги (около 3.4 при плотности 0,7 г/см 3 ), а ϵ нефти — относительная диэлектрическая проницаемость нефти (около 2,2).

Ионная подвижность μ сильно деградированного тангенциального δ масла (алкилбензол), оцененная методом обращения полярности постоянного тока [7], равна μ равна; 3,2 × 10 –6 см 2 /В-с при 80 °С [3]. Изоляционная бумага состоит из бумажных волокон, и расстояние между волокнами имеет некоторую изменчивость. Предположим, что среднее расстояние l равно ; 2 мкм [1] и указанной выше величине μ получаем тангенс δ уменьшения начала электрического напряжения E S равен; 0.47 кВ/мм. Это почти совпадает с областью электрического напряжения, в которой уменьшение тангенса δ становится заметным при 80 °C, как показано на рис. 1. Этот результат предполагает, что уменьшение тангенса δ из-за эффекта Гартона становится заметным при сильном область напряжений свыше нескольких киловольт на миллиметр, включая область рабочих электрических напряжений.

В области низкого электрического напряжения с высоким тангенсом δ рис. 1 должен согласовываться с расчетами по уравнению. (1) используя простую модель бумаги/масла.Однако измеренные значения оказываются значительно меньшими. Это может быть связано с поглощением изоляционной бумагой ионов масла, как описано ниже в разделе 2.2.

Аналогичная оценка была проведена и для минерального масла, используемого для изоляции кабелей, и эффект подавления тангенса δ (эффект Гартона, эффект поглощения) оказался даже сильнее, чем в алкилбензольном масле [3–5].

2.2 Поглощение разложившихся компонентов изоляционной бумагой и равновесие тангенса δ [3, 4, 8]

Предполагая, что деградированные компоненты масла (ионы) поглощаются изоляционной бумагой, мы поместили 25 г изоляционной бумаги, разрезанной на куски (около 1 кв. см) и 125 см 3 деградированного масла (алкилбензольное масло и минеральное масло с тангенсом около 50%) в шприц и измерили изменение во времени тангенса δ масла при 80°C.Как видно из рис. 3, тангенс δ масла значительно уменьшается со временем, что подтверждает поглощение бумажными волокнами деградированных компонентов масла.

Изменение tan δ масла во времени, когда масло сосуществует с бумагой.

Рассматривая поглощение разложившихся компонентов (ионов масла) изоляционной бумагой, мы можем предположить следующие состояния изоляционной бумаги до и после равновесия поглощения (см.4).

Явление адсорбции ионного вещества в масле изоляционной бумагой.

(1) Перед равновесным поглощением Значение tan δ масла вне изолирующей бумаги постепенно уменьшается из-за поглощения ионов масла бумагой. С другой стороны, абсорбция становится заметной между бумажными волокнами, потому что плотность мест абсорбции очень велика по сравнению с количеством масла, и tan δ масла внутри становится намного ниже, чем снаружи.В результате тангенс δ бумаги, пропитанной маслом, также становится низким.

(2) После равновесия абсорбции Места абсорбции заполняются, и тангенс δ масла становится равным вне бумаги и между волокнами. Этот тангенс δ масла вместе с эффектом Гартона определяет тангенс δ пропитанной маслом бумаги.

Таким образом, можно предположить, что тангенс δ промасленной бумаги мал сразу после пропитки деградированным маслом, но затем постепенно увеличивается и достигает равновесного значения, когда внешнее и внутреннее (между бумажными волокнами) значения тангенса масла δ становятся равными .

3. Характеристики тангенса дельта кабельных муфт OF с деградировавшим тангенсом дельта масла

3.1 Распределение масла и изоляции tan δ в соединительной коробке [3, 4, 9]

Мы провели эксперимент с принудительным течением разложившейся нефти, используя соединительную коробку 800-мм кабеля 154 кВ 2 OF, чтобы проверить уменьшение тангенса δ из-за эффекта Гартона и эффекта поглощения, как описано в Разделе 2. В качестве масла для коробки передач использовалось алкилбензольное масло с тангенсом δ около 50% (25 л).Как показано на рис. 5, со стороны кондуктора был установлен поршневой цилиндр, через который 4 раза в день в течение 280 дней (1120 раз) пропускалось 800 см 3 деградированного масла (около 3% вместимости коробки). .

Экспериментальная установка с ухудшенным потоком масла через соединительную коробку.

На рис. 6 показано, как тангенс δ изоляционного масла (масла для распределительных коробок, проводникового масла) менялся со временем.Поскольку продукты разложения масла вызываются ионами, можно предположить, что тангенс δ напрямую зависит от плотности ионов в масле, и, таким образом, (количество масла × тангенс δ) почти пропорционален количеству продуктов разложения. В таблице 1 показано соотношение продуктов разложения, обнаруженных таким образом. После принудительной подачи масла около 80% продуктов разложения концентрируются в изоляционном слое, что свидетельствует о сильном поглощении этих продуктов изоляционной бумагой. Кроме того, в этом эксперименте значения тангенса δ масла для проводника и масла в коробке установились почти на одном уровне, что можно интерпретировать как равновесие потока.

Изменение во времени tan δ масла во время эксперимента по течению масла.

Таблица 1. Соотношение продуктов разложения тангенса δ

На рис. 7 показан тангенс δ в каждой части изоляции соединительной коробки после эксперимента с потоком масла. Поток масла между слоями изоляции варьируется в зависимости от комбинации ламинарного потока (вдоль бумажных слоев) и сквозного потока (радиально к изоляционной бумаге).Часть увеличения тангенса δ происходит там, где протекает больше масла, а проникновение разложившегося масла имеет тенденцию к смещению в определенных местах, как показано стрелками на рис. 8. Наибольшее проникновение разложившегося масла происходит на границе раздела кабельной бумаги и армирующей изоляционной бумаги, и второе по величине проникновение находится вблизи поверхности откоса армирующей изоляционной бумаги. Поверхность раздела между кабельной бумагой и армирующей изоляционной бумагой более рыхлая, чем у других изоляционных частей, и поток масла между коробочным маслом и проводящим маслом является самым сильным вдоль пограничного слоя.Следовательно, мы можем ожидать здесь самый высокий тангенс δ.

Радиальное распределение тангенса δ в распределительной коробке (RT, прибл. 10 кВ/мм).

Проникновение масла в соединительную коробку.

Участок А (начальная точка стыкового уклона) на рис. 8 представляет собой точку поступления разложившегося масла коробки передач, и тангенс изоляции δ в этой части наибольший.При моделировании тепловыделения при диэлектрических потерях (раздел 5) распределение тангенса δ в изоляции соединения определялось с учетом этой точки. На рис. 9 показаны средние характеристики проникновения разложившегося масла (в радиальном направлении кабельной бумаги, радиальном направлении армирующей изоляционной бумаги и в направлении вдоль слоев бумаги), полученные на основе стандартизированного тангенса δ в каждой части изоляции соединения. На рис. 9 стандартизированный тангенс δ определяется как тангенс δ равен; [тангенс δ( t ) – 0.2]/[tan δ(0) – 0,2], где t обозначает толщину проникновения, а тангенс δ равен; 0,2% принято за начальное значение. Эта зависимость экспоненциально аппроксимируется следующим образом: (4) Здесь α – коэффициент проницаемости.

Характеристика проникновения тангенса δ в изоляции швов.

Коэффициент проницаемости равен α; 0,67 в радиальном направлении кабельной бумаги, α равно; 0.27 в радиальном направлении армирующей изоляционной бумаги, и α равно; 20.4 в направлении вдоль слоев бумаги. Таким образом, проникновение разложившегося масла происходит в следующем порядке: ламинарное направление > радиальное направление кабельной бумаги > радиальное направление армирующей изоляционной бумаги. Это отражено в отображении тангенса δ, полученном при моделировании (раздел 5).

3.2 Равновесие поглощения

Предполагается, что тангенс δ разложившегося масла, наблюдаемый при равновесии потока в эксперименте, и тангенс δ промасленной бумаги в областях прямого контакта (поверхностный слой соединения, непосредственно над проводником) соответствуют тангенсу δ при равновесии поглощения между изоляционное масло и пропитанную бумагу, как описано в разделе 2.2. На рис. 10 представлены результаты экспериментов по течению нефти для различных уровней tan δ [4], [9] и данные о равновесии поглощения, полученные в экспериментах с модельным кабелем (раздел 4).

Соотношение между тангенсом δ масла и тангенсом δ пропитанной бумаги.

Учитывая сильный эффект Гартона в бумаге, пропитанной разложившимся маслом, на рис. 10 показан тангенс δ бумаги, пропитанной маслом, около 10 кВ/мм (соответствующий почти значению максимального электрического напряжения оптоволоконного кабеля).При таком электрическом напряжении зависимость тангенса δ промасленной бумаги от температуры пренебрежимо мала (см. рис. 1). На рис. 10 теоретические значения рассчитаны по уравнению. (1), а измеренные значения значительно меньше из-за эффекта Гартона и эффекта поглощения. Это соответствует меньшему значению tan δ масла; tan δ o в уравнении (1). Таким образом, если предположить, что (5) где k — коэффициент подавления тангенса δ ( k k равно; 0.25 при равновесии поглощения. Применение того же подхода к неравновесным данным, полученным сразу после пропитки деградировавшим маслом (например, данные на рис. 1), дает гораздо меньшие значения k равняется; 0,03, что подтверждает предполагаемый на рис. 4 механизм.

4. Термическая деградация тангенса δ []

Мы исследовали, как тангенс δ изменяется в зависимости от термического разложения масла и пропитанной бумаги при равновесии поглощения. Как показано на рис. 11, мы изготовили модель кабеля, используя перфорированную медную трубу в качестве проводника и кабельную бумагу толщиной 1 мм в качестве изоляции.В испытании на термическое старение эта модель кабеля была заполнена разложившимся маслом (алкилбензольным маслом, тангенс δ около 50%), и разложившееся масло протекало через изоляционный слой между проводниками до достижения равновесия поглощения.

Структура модельного кабеля.

При испытании на термическое старение по схеме, показанной на рис. 12, модельный кабель был помещен в контейнер, заполненный деградированным алкилбензольным маслом (тангенс δ около 50 %), при электрическом напряжении 5 кВ/мм и температуре 70, 85 и 100 °C, периодически измеряли изменение tanδ модельного кабеля во времени.

Схема измерения тангенса δ при термической деградации.

На рис. 13 приведен пример данных, полученных после 6-месячного старения, для зависимости от электрического напряжения tan δ модельного кабеля (на диаграмме образцы А и Б, С и D, Е и F представляют собой термическое старение при 70, 85 и 100 °С соответственно). Как объяснялось выше, образцы были предварительно обработаны для достижения состояния равновесия поглощения.Даже при равновесии поглощения уменьшение тангенса δ из-за эффекта Гартона наблюдалось при рабочем электрическом напряжении оптоволоконных кабелей (от нескольких до 15 кВ/мм), как и на рис. 1. В этом диапазоне электрических напряжений тангенс δ изменяется примерно обратно пропорционально с электрическим напряжением E . Используя 10 кВ/мм в качестве эталонного электрического напряжения, тангенс δ ( E ) можно аппроксимировать следующим образом: (6) Это соотношение использовалось при моделировании (раздел 5).

Зависимость tan δ модельного кабеля от электрического напряжения в испытании на термическое старение.

В испытании на термическое старение начальный тангенс δ до термического старения показал относительно большую разницу. Однако небольшая температурная зависимость (70, 85, 100 °С) наблюдалась при высоком электрическом напряжении, как на рис. 1, и тангенс δ составлял от 5 до 8 % при 10 кВ/мм. Таким образом, мы стандартизировали тангенс δ (10 кВ/мм) к начальному значению, как показано на рис. 14. Как видно из диаграммы, тангенс δ увеличивается с температурой, но имеет тенденцию к насыщению за относительно короткий период (в течение 1 года). ).Здесь коэффициент увеличения тангенса δ β определяется как (тангенс δ насыщения – начальный тангенс δ)/(начальный тангенс δ). Поскольку мы можем предположить термически активируемое изменение коэффициента увеличения β, мы предполагаем температурную зависимость в соответствии с уравнением Аррениуса: (7) Здесь Δ E – энергия активации (ккал/моль), R – газовая постоянная (1,986 × 10 –3 ккал/моль-К), T – абсолютная температура (К).

Характеристики термического старения тангенса δ бумаги, пропитанной маслом (10 кВ/мм).

Поскольку фактический диапазон рабочих температур составляет от комнатной до 85 °C, мы построили график Аррениуса для ln β и 1/T, используя данные, полученные при 70, 85 и 100 °C (рис. 15). Согласно этому графику константы равны β 0 ; 8,08 × 10 9 и Δ E равно; 15,4 ккал/моль. Эти значения использовались при моделировании (раздел 5).

График Аррениуса для коэффициента увеличения тангенса δ при тепловом старении.

5. Моделирование тепловыделения за счет диэлектрических потерь в кабельном соединении ВЛ с деградировавшим маслом

5.1 Схема моделирования

На основании характерных явлений, связанных с тангенсом δ сильно разложившегося масла, и распределения тангенса δ в изоляции соединений, описанных в разделах 2–4, мы провели моделирование тепловыделения за счет диэлектрических потерь, используя кабельную муфту 154 кВ в качестве модель.Учитывая, что тангенс δ изоляции соединений в оборудовании, эксплуатируемом нашими предприятиями, достигает нескольких десятков процентов, мы приняли за тяжелый случай тангенса δ 50 %.

При моделировании мы рассчитали распределение температуры в кабельных соединениях после термической деструкции с помощью анализа статического электрического напряжения и анализа теплопроводности с использованием программы нелинейного структурного анализа Marc. Условия анализа приведены в таблице 2, а граничные условия показаны на рис.16.

Граничные условия для моделирования tan δ соединительной коробки.

Таблица 2. Условия ВЭД

5.2 Процедура моделирования

Единственным элементом данных, который может быть получен для используемого кабеля OF, является tan δ масла соединительной коробки. Таким образом, мы начинаем моделирование с этим значением.Поскольку волоконно-оптические кабели во многих случаях используются более 10 лет, мы предполагаем абсорбционное равновесие изоляционного масла и изоляции соединений, вызванное потоком разложившегося масла. Кроме того, тангенс δ бумаги, пропитанной деградировавшим маслом, сильно зависит от электрического напряжения из-за эффекта Гартона, поэтому мы используем 10 кВ/мм в качестве эталонного электрического напряжения для картирования тангенса δ, предполагая, что начальный (без разложения) тангенс δ составляет 0,2% и не зависит от электрического напряжения). Кроме того, температурная зависимость тангенса δ в бумаге, пропитанной разложившимся маслом, мала при высоком электрическом напряжении (электрическом напряжении при работе кабеля), как показано на рис.1, и поэтому игнорируется при моделировании. Процедура моделирования описана ниже.
  • (1)

    Задано значение тангенса δ масла в коробке передач (в данном моделировании тангенс δ равен 50%).

  • (2)

    Равновесие поглощения tan δ между пропитанной маслом бумагой и маслом рассчитывается [коэффициент подавления tan δ k равен; 0.25 в уравнении. (5) и рис. 10]. Это значение принимается за максимальное при изоляции стыка (точка А на рис. 8).

  • (3)

    Типичные максимальные значения тангенса δ определяются в каждой области изоляции (поверхность армирующей изоляционной бумаги, непосредственно над проводником, поверхность раздела кабельной бумаги/армирующей изоляционной бумаги: см. рис. 8) на основе значения в точке A (самый высокий максимальный тангенс δ в каждой области). определяется по распределению тангенса δ на рис.7 отношением к точке А; детали здесь опущены из-за ограничения места).

  • (4)

    Распределение тангенса δ в радиальном и ламинарном направлениях определяется путем применения коэффициента проницаемости в уравнении. (4) к максимальному тангенсу δ в каждой области (см. рис. 9). Значение тангенса δ при 10 кВ/мм определяется для каждой части изоляции.

  • (5)

    Tan δ для электрического напряжения в каждой суставной области получают из значения при 10 кВ/мм, используя уравнение.(6).

  • (6)

    При граничных условиях, показанных на рис. 16, диэлектрическое тепловыделение [уравнение. (8)] и диффузия тепла рассчитываются по тангенсу δ в каждой области, определяемой на шаге (5), и определяется температура в каждой области:

    (8) Здесь Вт (ватт/см 3 ) — тепловыделение диэлектрика, ω (рад/с) — угловая частота (равно; 314 при 50 Гц), ϵ 0 равно; 8.854 × 10 –14 Ф/см, ϵ с – относительная диэлектрическая проницаемость промасленной бумаги (равна; 3.4), tanδ – тангенс угла диэлектрических потерь промасленной бумаги, E – электрическое напряжение (В/см).
  • (7)

    Расчет температуры после термического старения: для температуры в каждой области, определенной на шаге (6), тангенс δ после термического старения определяется с использованием повышающего коэффициента по уравнению.(7), а температура рассчитывается, как на этапе (6). Эти расчеты повторяются до тех пор, пока температура не сойдется.

5.3 Результаты моделирования

Распределение тангенса δ в изоляции распределительной коробки при стандартном электрическом напряжении (10 кВ/мм) и рабочем электрическом напряжении показано на рис. 17(а), (б). Как показано на диаграммах, участки с высоким тангенсом δ концентрируются на поверхности контакта с маслом коробки и на границе раздела кабельной бумаги/армирующей изоляционной бумаги.Используя тангенс δ и электрическое напряжение на рис. 17 (b), температуру в каждой части можно рассчитать с помощью шага (6) в разделе 5.2. На рис. 18 представлено окончательное распределение температуры после термического старения [сведенные значения в повторяющихся расчетах на этапе (7) в разделе 5.2].

Распределение тангенса δ

в изоляции распределительной коробки. [Цветной рисунок можно посмотреть в онлайн-выпуске, который доступен на сайте wileyonlinelibrary.com.]

Распределение температуры в соединительной коробке после термического старения.[Цветной рисунок можно посмотреть в онлайн-выпуске, который доступен на сайте wileyonlinelibrary.com.]

Как видно из рис. 18, проводник имеет наибольшую температуру, в основном обусловленную током в проводнике. С другой стороны, повышение температуры, вызванное тепловыделением за счет тангенса δ, пренебрежимо мало (0,08 °С) даже после термического старения при равенстве тангенса δ масла коробки передач; 50%. Столь слабое влияние тепловыделения за счет диэлектрических потерь можно объяснить следующим образом.
  • (1)

    В то время как выделение тепла за счет диэлектрических потерь пропорционально тангенсу δ × E 2 ( E : электрическое напряжение), наибольшие части тангенса δ распределены в области низкого электрического напряжения, как показано на рис. 17.

  • (2)

    В соединениях люков с большой тепловой диффузией повышение температуры, вызванное током проводника, невелико, и увеличение тангенса δ из-за термической деградации также невелико, в дополнение к большой тепловой диффузии для выделения тепла из-за диэлектрических потерь.

Таким образом, приведенные выше результаты могут объяснить тот факт, что в реальных соединениях не обнаружено аномальной температуры, хотя тангенс δ масла для суставов иногда достигает нескольких десятков процентов в некоторых соединениях.

6. Выводы

Мы исследовали тепловыделение за счет диэлектрических потерь изоляции кабельных муфт ОВ с маслом, имеющим сильно ухудшенный тангенс δ. С этой целью мы использовали листовые образцы, модель кабеля и соединительную коробку реального кабеля ОВ для изучения основных характеристик тангенса угла наклона δ бумаги, пропитанной деградировавшим маслом.Кроме того, мы разработали процедуру моделирования термического разложения и применили ее к тяжелому случаю, когда тангенс δ равен; 50% на масло для коробки передач. Основные результаты, полученные в этом исследовании, приведены ниже.

(1) Следующие специфические явления приводят к значительному снижению тангенса δ в бумаге, пропитанной разложившимся маслом.

— В диапазоне электрических напряжений оптоволоконного кабеля тангенс δ значительно уменьшается из-за эффекта Гартона, связанного с миграцией ионов под действием электрического напряжения в масле между бумажными волокнами.

— Кроме того, тангенс δ значительно уменьшается из-за поглощения ионов маслом бумагой.

(2) Из-за структуры изоляции стыков участки с поврежденным тангенсом δ ограничены определенными областями, а именно границей раздела кабель/армирующая изоляционная бумага, поверхностью армирующей изоляционной бумаги и непосредственно над проводником.

(3) Увеличение тангенса δ при термическом старении бумаги, пропитанной разложившимся маслом, следует закону Аррениуса в зависимости от температуры и имеет тенденцию к насыщению с течением времени.

(4) Моделирование при тангенсе δ равно; 50% для масла соединительной коробки показывают, что повышение температуры, вызванное диэлектрическим выделением тепла, пренебрежимо мало (0,08 °C), что объясняет фактическую особенность кабельных муфт ОВ.

(5) Такой небольшой эффект тепловыделения за счет диэлектрических потерь можно объяснить следующими причинами.

— В то время как выделение тепла за счет диэлектрических потерь пропорционально тангенсу δ × E 2 ( E : электрическое напряжение), самые большие части тангенса δ распределены в области низкого электрического напряжения, как показано на рис. .17.

— В соединениях люка с большой тепловой диффузией повышение температуры проводника невелико, а эффект тепловой диффузии для выделения тепла за счет диэлектрических потерь велик.

В дальнейшем мы планируем исследовать тепловыделение диэлектрических потерь в кабеле трубопроводной прокладки, где деградация тангенса масла δ предполагается значительно слабее, чем в соединениях, но повышение температуры проводника высокое из-за высокого термического сопротивления.

АВТОРЫ (слева направо)

Кеничи Идэ (член) получил степень бакалавра в Университете Токай (прикладная физика) в 1992 году и присоединился к Tokyo Electric Power Co., Ltd. силовых кабелей.

Масахико Накаде (член) закончил программу ME в Токийском технологическом институте (энергетика) в 1987 году и присоединился к Tokyo Electric Power Co.В настоящее время он работает в группе технологий передачи и подстанций Центра исследований и разработок и занимается разработкой подземных силовых кабелей. В 2007 году он получил награду IEEJ Awards (премия «Прогресс», премия за выдающуюся техническую работу) и имеет степень доктора технических наук. степень.

Тору Такахаси (член) закончил программу ME в Университете Хоккайдо (Высшая школа естественных наук) в 1974 году и присоединился к Fujikura Electric Wire Corp. (теперь Fujikura Ltd.). Он был связан с VISCAS Corp.с 2005 года и занимается разработкой изоляционных материалов для высоковольтных силовых кабелей в научно-исследовательском отделе. Он был адъюнкт-инструктором в Университете Тиба с 1996 по 1999 год. Он имеет степень доктора технических наук. степень.

Такенори Накадзима (участник) закончил программу ME в Токийском университете сельского хозяйства и технологий (электротехника) в 1992 году и присоединился к Fujikura Ltd. В 2004 году он перешел в VISCAS Corp. при проектировании подземных силовых кабельных систем.

ССЫЛКИ