Високонапонски енергетски каблови са оловном папирном изолацијом и кабловским уводницама

Енергетски каблови су намењени за пренос и дистрибуцију електричне енергије у простору и за њено напајање струјним колекторима.

Иако су каблови скупљи за инсталацију од надземних водова, они се све више користе као пожељно решење. Данас високонапонски каблови углавном раде на напонским нивоима од 380 кВ, 110 кВ, 35 кВ, 20 кВ, 10 кВ и 400 В.

Док се данас производе готово само каблови са пластичном изолацијом и КСЛПЕ омотач, класични високонапонски кабл је такозвани папирни кабл.

КСЛПЕ каблови су почели да се широко полажу пре 1980-их, иако је у неким земљама овај процес почео касније. Једна посебно значајна карактеристика овог нивоа напона је огромна разноликост алтернативних типова полимерних каблова.

Каблови за напајање изоловани папиром (лево) у односу на КСЛПЕ кабл

Енергетски каблови са импрегнисаном папирном изолацијом

Папирно изоловани оловни каблови имају скоро исту основну структуру за напонске нивое од 400 В до 35 кВ.Користе се за пренос енергије од увођења првих електроенергетских система крајем 19. века.

20. век оклопљен оклопни кабл за напајање

За радне напоне до укључујући 35 кВ ови каблови се израђују са изолацијом од кабловског папира импрегнираног уљем у оловном омотачу и оклопу, у зависности од услова полагања.

Каблови и жице положени на бродовима који се користе у рударској и производној индустрији иу пољопривреди се углавном израђују са гуменом или пластичном изолацијом у савитљивом цреву од гуме или ПВЦ-а.

Енергетски каблови се разликују по броју језгара: једно-, дво-, тро- и четворожилни. Проводници могу бити једножилни или вишежични, а по облику - округли, секторски, сегментни и овални.

Као што је горе поменуто, трожични кабл са напоном до 6 кВ појавио се крајем КСИКС века. У почетку је то био кабл са округлим бакарним жицама, дебелим слојем изолације импрегниране папиром на жицама и исте дебљине са заједничким (појасним) слојем изолације на изолованим жицама уврнутим заједно, односно испод олова. омотач.

Пример оловног кабла у реклами Кабелверке Бругг из 1927.

Полагање кабла од 30 кВ у Немачкој 1928. године.

Развој струјног кабла иде у правцу повећања радног напона кабла и поузданости његовог рада, али не даљим повећањем дебљине изолационог слоја, већ побољшањем квалитета и унапређењем употребе изолационог кабла. материјала у каблу.

Побољшање економских показатеља кабла, тј.пре свега, смањење његове цене је условљено уштедом основних материјала због њиховог бољег коришћења и унапређења технолошког процеса (смањење производног циклуса, смањење отпада и отпада у производњи).

Током 1920-их, округли проводници у вишежилним енергетским кабловима замењени су сегментним и секторским проводницима, пошто се ниво производње каблова до тог времена толико повећао да је постало могуће производити поуздане каблове за напајање са неокруглим проводницима до 10 кВ укључујући. .

Главни тип кабла за напајање импрегнираног папира је секторски кабл.

Овај кабл има изолациони слој на сваком језгру (фазна изолација) и заједнички изолациони слој преко три изолована жила уплетена заједно (изолација каиша).Такав кабл се назива кабл са изолацијом каиша или, према врсти електричног поља у то, кабл са нерадијалним пољем, а по врсти импрегнације - кабл са вискозном импрегнацијом.

За означавање кабла ове врсте користе се симболи (брендови) у зависности од врсте штита и спољашњег поклопца, на пример:

• СГ — кабл без оклопа и капа преко олова,
• ЦА — слој асфалта се наноси на оловни омотач,
• СБ — изнад олова је оклоп од две челичне траке и поклопац од кабловског предива импрегнисаног битуменом (јута),
• СБГ — исти као претходни дизајн, али без покривача од јуте преко браника,
• ОП и СК — кабл са оклопом од равних или округлих жица.

Прво слово бренда означава присуство шкољке, а последње означава врсту заштитних поклопаца.

У циљу уштеде олова смањењем пречника у вишежилним енергетским кабловима (двожилним, трожилним и четворожилним), проводници кабла нису округли, већ у облику сектора или сегмента.

Трожилни кабл са секторским проводницима је приближно 15% мањег пречника од кабла са округлим проводницима истог попречног пресека. Уштеда олова која је резултат увођења секторских проводника у трожилне каблове може се проценити на просечно 20%.

Проводници трофазног кабла могу бити у облику овала који се приближава елипси. Предност овог облика вена је у томе што овална вена нема тако оштре углове као секторска вена.

Употреба овалног проводника у високонапонским кабловима од 35 кВ може обезбедити одређену компензацију за термичке промене импрегнационог састава у изолационом слоју кабла и на тај начин побољшати квалитет кабла.

Главни изолациони материјали од којих се израђује изолациони слој енергетског кабла у фабрици каблова су кабловски папир и маса за читање.

Импрегнација папирног слоја кабла врши се да би се ваздух у папиру и између слојева папирних трака заменио минералним уљем или неком другом импрегнационом масом која је јача у електричној вези.

Улога папира није само да држи импрегнациону масу. Присуство папира у изолационом слоју кабла омогућава добијање изолационог слоја чија је прекидна чврстоћа приближно 3 пута већа од ломне чврстоће импрегнационе смеше.

Кабловски папир који се користи за израду изолационог слоја енергетских каблова мора имати одређена механичка својства која обезбеђују чврсто преклапање папирних трака на језгру кабла, физичка својства неопходна за правилно спровођење процеса импрегнације, и не сме да садржи нечистоће, који смањују електрична својства папира након импрегнације.

Конструкција кабла од 20 и 35 кВ са појасном изолацијом не може да обезбеди довољну поузданост у раду, углавном због присуства тангенцијалних градијентних компоненти у изолацији кабла узрокованих нерадијалношћу електричног поља.

На овај напон се примењује структура са три оловне вене увијене у заједнички тракасти оклоп, конвенционално означен брендом ОСБ. Овај дизајн су први предложили 1923. године А. Иаковлев и С. М. Брагин.

Високонапонски каблови за напоне изнад 20 кВ одувек су се производили као једножилни, тј. са радијалним електричним пољем, пошто је у овом случају поузданост кабла на високом напону од посебног значаја.

Углавном се користе за 110 и 220 кВ каблови пуњени уљем чија је главна карактеристика да је папирна изолација овог кабла импрегнирана минералним уљем ниског вискозитета, које се лако може кретати дуж кабла дуж централног шупљег језгра под утицајем вишка притиска који се ствара у каблу.

Када се температура кабла промени, уље које се слободно креће омогућава да се уз помоћ енергетске опреме компензују температурне промене запремине у изолационом слоју, које у каблу са вискозном импрегнацијом доводе до стварања шупљина и уништења.

Присуство шупљег језгра омогућава сушење и напајање кабла у производњи тако да у њему практично не остају мехурићи и гасне инклузије.

У производњи, кабл је намотан на бубањ и повезан са посебним резервоаром за уље под одређеним позитивним притиском. Захваљујући овом уређају, гасне инклузије се не формирају у каблу, чак и са значајним променама температуре.

Савремени кабл ОСБ-35 3×120 за напон 35 кВ

Заптивке за каблове

Кабловске папучице и конектори су обезбеђени да би омогућили повезивање каблова са другом опремом или један са другим.

С обзиром да се каблови израђују ограничене дужине, потребни су спојни комади - такозване кабловске уводнице. Задатак кабловске кутије је да повеже два краја кабла један са другим.

Демонстрација кабловске везе 30 кВ из Лајпцишког музеја која, када је отворена, показује како таква кабловска веза функционише:

Директна веза алуминијумске жице је заварена и обрађена алуминијумском турпијом. Код бакарних жица постављају се такозване навлаке за лемљење, жила каблова и лемљују.

Огољени метални проводници су ручно омотани уљним папиром ширине 10 до 30 мм све док дебљина изолације не буде 2,5 пута већа од дебљине изолације кабла.

Пре намотавања, мешавина каблова и папира морају се загрејати на 130 степени како би влага могла да прокључа. За то су коришћене отворене пећи на угаљ. Наравно, ово је било могуће само на отвореном.

Да би се спречило продирање влаге у чауре, за спајање оловних омотача и њихово чврсто лемљење користи се фабрички направљена унутрашња чаура од олова или поцинкованог челика.

Непосредно пре краја процеса лемљења, кабловска маса се сипа у рупу како би се избегли ваздушни џепови.

Приликом процеса импрегнације кабла за напајање морају се предузети све мере да се пре импрегнације испари влага која је остала у изолационом слоју. и импрегнирајте цео изолациони слој кабла што је могуће потпуније, минимизирајући инклузије ваздуха које се могу формирати у изолационом слоју током НС шаптања.

Импрегнациона маса мора да се подвргне периодичном чишћењу од механичких нечистоћа, вакуумском третману како би се уклонила влага накупљена током импрегнације кабла и дегазацији да би се уклонио гас (ваздух) растворен у њему.

Пре него што се такозвана "оловна унутрашња чаура" затвори у кућиште од ливеног челика и напуни изолацијом од смоле, морају се направити металне везе између арматуре челичне траке и оловног омотача.

Након хлађења од најмање 3 сата, уграђена утичница може се користити веома дуго (30 година или више).

За више информација о уређају и технологији уградње кабловских заптивки за струјне каблове погледајте овде:Конектори каблова за напајање