Теоретические сведения. Кабельной называется линия (КЛ) для передачи электроэнергии, состоящая из одного или нескольких параллельных кабелей с соединительными

Кабельной называется линия (КЛ) для передачи электроэнергии, состоящая из одного или нескольких параллельных кабелей с соединительными, стопорными и концевыми муфтами.

Кабель имеет одну или несколько изолированных токо­проводящих жил, заключенных в герметичную оболочку, которая может быть защищена от механических поврежде­ний броней.

Кабельные линии по сравнению с воздушными имеют ряд преимуществ. В основном они не подвергаются атмосферным воздействиям и поэтому более надежны в эксплуатации. На ог­раниченной территории может быть проложено несколько ка­бельных линий, так как они весьма компактны. Вместе с тем, КЛ значительно дороже воздушных. Они более сложны в эксплуатации, в них труднее найти и устранить по­вреждение.

Кабели подразделяются по номинальному напряжению, виду изоляции и другим конструктивным особенностям.

По номинальному напряжению их условно делят на кабели низкого и высокого напряжения.

К кабелям низкого напряжения относят кабели, предназна­ченные для работы в сетях напряжением до 35 кВ включительно. Они выпус­каются с бумажной пропитанной, резиновой и пластмассовой изоляцией в одно-, двух-, трех-, четырёх- и пятижильном исполнении. Кабели в четырёх- и пятижильном исполнении применяют только в сетях до 1 кВ с заземлённой нейтралью.

Кабели высокого напряжения служат для работы в сетях на­пряжением 110 кВ и выше. Они выпускаются с пластмассовой или пропитанной маслом бумажной изоляцией – маслонаполненные кабели низкого и высокого давления. В маслонаполненном кабеле низкого давления бумажная изо­ляция пропитывается составом из маловязкого дегазированного масла, которое находится в кабеле под избыточным давлением.

Маслонаполненные кабели высокого давления состоят из трех одножильных кабелей, помещенных в стальную трубу, ко­торая заполнена маслом под давлением 1, 5 МПа.

Традиционными металлами для токопроводящих жил явля­ются алюминий и медь.

Кабели с бумажной пропитанной изоляцией выпускаются на напряжения до 35 кВ включительно. Их изоляция состоит из лент кабельной бумаги, пропитанной маслоканифольным составом.

Основным недостатком бумажной пропитанной изоляции является ее большая гигроскопичность. Для защиты изоляции от увлажнения кабели заключают в алюминиевую или свинцовую оболочку.

Металлические оболочки защищаются от коррозии и меха­нических повреждений с помощью брони из стальных лент или стальных оцинко­ванных круглых проволок. Поверх брони накладывают защит­ное покрытие от коррозии из кабельной пряжи, пропитанной битумом.

Трехжильный кабель с бумажной изоляцией на напряжение 10 кВ (рис.2.1) включает: 1 – токопроводящие жилы; 2 – фазную изоляцию; 3 – поясную изоляцию; 4 – защитную оболочку; 5 – подушку под броней; 6 – стальную броню; 7 – защитное покрытие; 8 – заполнения.

Рис. 2.1. Трёхжильный кабель с бумажной пропитанной изоляцией на напряжение 10 кВ

Кабели с резиновой изоляцией выпускаются на напряжение до 10 кВ, причем при напряжении более 1 кВ изготовляются только одножильными. Основным преимуществом данных кабелей явля­ется их гибкость.

Кабели с пластмассовой изоляцией считаются наиболее пер­спективными среди других кабелей при напряжении до 110 кВ. Применение пластмасс позволяет облегчить конструкцию кабе­ля, упростить их прокладку, монтаж и технологию изготовления. Поэтому при проектировании новых кабельных линий вместо кабелей с пропитанной бумажной изоляцией следует предусматривать прокладку кабелей различной конструкции с пластмассовой изоляцией и изоляцией из сшитого полиэтилена.

На напряжение до 1 кВ широкое применение находят кабели с поливинилхлоридной изоляцией и оболочкой. В качестве примера на рис.2.2 показан кабель марки АВВГ.

		1 – токоведущие жилы; 2 – поливинилхлоридная изоляция; 3 – обмотка из нетканого полотна; 4 – поливинилхлоридная оболочка

Рис. 2.2. Кабель марки АВВГ с изоляцией и оболочкой из ПВХ-пластиката.

Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ-кабели) в последнее время получили распространение как альтернатива кабелям с бумажной пропитанной изоляцией на напряжения 6-35 кВ. Преимущества СПЭ-кабелей заключаются в следующем:

• пропускная способность, ограниченная по условию рабо­ты изоляции допустимой температурой +90°С, на 15-30% выше по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляци­ей того же сечения;

• небольшая масса и меньший диаметр делают прокладку, монтаж, ремонт таких кабелей, соединительных муфт и кон­цевых заделок дешевле и проще, чем кабелей традиционного исполнения;

• отсутствие жидких компонентов в изоляции дает воз­можность прокладки кабелей вертикально и на трассах с большой разницей уровней;

• низкая повреждаемость по сравнению с кабелями с бу­мажной изоляцией;

• применение одножильных кабелей исключает двух- и трехфазные короткие замыкания, хотя при этом увеличивается ширина трассы кабельной линии.

На рис.2.3 представлен одножильный СПЭ-кабель марки АПвП (ПвП) на напряжение 10 кВ: 1 – круглая многопроволочная уплотненная жила (алюминиевая у АПвП или медная у ПвП); 2 – полупроводящий слой из сшитого полиэтилена поверх жилы; 3 – изоляция из сшитого полиэтилена; 4 – полупроводящий слой из сшитого полиэтилена поверх изоляции; 5 – слой электропроводящей бумаги или электропроводящей полимерной ленты; 6 – экран из медных проволок; 7 – медная лента поверх экрана из медных проволок; 8 – разделительный слой из кабельной бумаги или прорезиненной ткани; 9 – оболочка из полиэтилена.

Зарубежной промышленностью вместе с одножильными производятся также и трёхжильные СПЭ-кабели.

			6

Рис. 2.3. Одножильный кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ-кабель) типа АПвП (ПвП) на напряжение 10 кВ

В отечественной практике используют следующие индексы при маркировке СПЭ-кабелей:

1-я позиция: А – алюминиевые жилы; отсутствие буквы А – медные жилы;

2-я позиция: Пв – изоляция из сшитого полиэтилена;

3-я позиция: П – оболочка из полиэтилена; Пу – усиленная оболочка из полиэтилена; В – оболочка из ПВХ-пластиката; Внг – оболочка из ПВХ-пластиката пониженной горючести;

4-я позиция: г – водоблокирующая лента для герметизации металлического экрана; 2г – алюмополимерная лента поверх водоблокирующей ленты.

Пример обозначения СПЭ-кабеля: АПвП 1× 150/25-10 – одножильный кабель на напряжение 10 кВ, алюминиевая жила сечением 150 мм², изоляция из сшитого полиэтилена, сечение медного экрана 25 мм², полиэтиленовая оболочка.

Муфты предназначены для соединения отдельных кабелей при прокладке КЛ, а также оконцевания кабелей в местах присоеди­нения к источнику питания или потребителю.

По назначению муфты кабельных линий подразделяются на соединительные, стопорные и концевые.

Соединительные муфты служат для соединения отдельных строительных кабелей при сооружении линий. Стопорные муфты предназначены для соединения строи­тельных длин и одновременного секционирования кабельных линий в целях предотвращения перетекания масла или другого пропиточного состава из секции в секцию. Концевые муфты применяются для оконцевания кабельных линий.

Конструкции муфт разнообразны и определяются типом ка­белей, номинальным напряжением, условиями прокладки кабе­лей и размещения муфт, типом изоляции кабелей.

Конструкция чугунной муфты для кабелей с бумажной изоляцией до 1 кВ (рис.2.4, а) такова: 1 – корпус; 2 – трехфазный кабель; 3 – фарфоровая распорка; 4 – соединительный зажим. Свинцовая муфта для таких же кабелей, но на напряжение 6-10 кВ, состоит из следующих элементов (рис.2.4, б): 1 – бандаж; 2 – провод заземления; 3 – корпус муфты; 4 – заливочное отверстие; 5 – изоляция кабеля; 6 – подмотка из бумажных лент; 7 – жила; 3 – соединительная гильза.

Для соединения кабелей с пластмассовой изоляцией на напря­жение 10 кВ применяются муфты из самосклеивающихся лент (рис.2.4, в): 1 – соединительная гильза; 2 – адгезионный слой; 3 – изоляция из самосклеивающихся лент; 4 – полупроводящий экран; 5 – металлический экран; 6 – подмотка лентой из ПВХ-пластиката; 7 – наружный покров (термоусаживающаяся трубка). Для таких же кабелей на напряжение до 1 кВ используют со­единительные муфты из термоусаживаемых изоляционных тру­бок, число которых соответствует количеству жил кабеля, и од­ной шланговой термоусаживаемой трубки, восстанавливающей оболочку в месте соединения (рис.2.4, г).

Рис. 2.4. Соединительные муфты: а – чугунная для кабелей до 1 кВ с бумажной изоляцией; б – свинцовая для кабелей 6-10 кВ с бумажной изоляцией; в – из самосклеивающихся лент для кабелей 10 кВ с пластмассовой изоляцией; г – из термоусаживаемых изоляционных тру­бок для кабеля до 1 кВ с пластмассовой изоляцией

Для защиты изоляции кабеля и дополнительной изоляции муфты наружной установки от влаги конец кабеля с подмоткой помещается в фарфоровый изолятор (рис.2.5, а). Оконцевание кабелей на напряжение до 10 кВ в закрытых помещениях осуще­ствляется с помощью концевых заделок (рис.2.5, б): 1 – кабельный наконечник; 2 – подмотка из поливинилхлоридной ленты; 3 – конусная подмотка; 4 – эпоксидный корпус; 5 – провод заземления.

Для кабелей с пластмассовой изоляцией на напряжение 10 кВ используется концевая муфта наружной установки, представленная на рис.2.5, в. Она состоит из термоусаживаемой перчатки 1, стойкой к воздействию окружающей среды, и полупроводящих термоусаживаемых трубок 2, с помощью которых на конце трехжильного кабеля создаются три одножильных кабеля. На них надеваются изоляционные термоусаживаемые трубки 3, поверх которых монтируется нужное количество термоусаживаемых изолято­ров 4.

Способ прокладки КЛ выбираются в зависимости от числа кабелей, условий прохождения трассы, наличия или отсутствия взрывоопасных газов тяжелее воздуха, степени загрязненности почвы, требова­ний эксплуатации и экономических факторов.

Прокладка кабелей может осуществляться в траншеях и спе­циальных кабельных сооружениях.

Кабельным сооружением называется сооружение, специаль­но предназначенное для размещения в нем кабелей и кабельных муфт. К ним относятся: кабельные туннели, каналы, короба, блоки, шахты, этажи, двойные полы, эстакады, галереи, камеры. Внутри кабельных сооружений и производственных поме­щений кабели прокладывают на стальных конструкциях раз­личного исполнения (рис.2.6): на настенных конструкциях, лотках, в коробах.

Рис. 2.5. Концевая муфта наружной установки с фар­форовым изолятором на на­пряжение 10 кВ (а); концевая заделка для кабелей 10 кВ с пла­стмассовой изоляцией (б); концевая муфта наружной установки для кабелей 10 кВ с пластмассовой изоляцией (в)

Рис. 2.6. Конструктивное выполнение кабельных прокладок: а – на настенных конструкциях; б – в коробах; в – на лотках

Наиболее простой является прокладка кабелей в траншеях (рис.2.7, а). Земляная траншея для укладки кабелей имеет глу­бину не менее 800 мм. На ее дне создают мягкую подушку из просеянной земли. Ширина траншеи зависит от числа прокла­дываемых в ней кабелей. Расстояние между кабелями на напря­жение до 10 кВ должно быть не менее 100 мм. Кабели укладывают на дне траншеи в один ряд, а их количество в одной тран­шее не должно превышать шести. Для защиты от механических повреждений кабельную линию на напряжение выше 1 кВ по всей длине сверху слоя засыпки покрывают бетонными плитами или кирпичом.

Кабельный туннель – закрытое сооружение с расположен­ными в нем опорными конструкциями для размещения на них кабелей и кабельных муфт, со свободным проходом по всей длине, позволяющим производить прокладку, ремонты и осмотр кабелей.

Кабельным блоком называется кабельное сооружение с тру­бами для прокладки кабелей с относящимися к нему колодцами.

Кабельная эстакада – надземное или наземное открытое про­тяженное кабельное сооружение.

Кабельная галерея – надземное или наземное закрытое полностью или частично протяженное проходное кабельное сооружение.

Рис. 2.7. Способы прокладки кá белей: а – в траншее; б – в канале; в – в туннеле; г – в блоке