Конструкции проводов, кабелей и токопроводов

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Конструкции проводов, кабелей и токопроводов

Для выполнения электрических сетей на обогатительных и агломерационных фабриках применяются голые и изолированные провода, кабели и шинопроводы. В качестве материалов для токоведущих частей сетей используются медь, алюминий, их сплавы и сталь.

Рис. 1. Устройство голых проводов

Медь - один из лучших проводников электрического тока. Это дает возможность при передаче одних и тех же мощностей строить линии с медными проводами меньших сечений, чем с алюминиевыми или стальными проводами. Медь обладает большим сопротивлением на разрыв. Так, например, медь, идущая на изготовление голых проводов, имеет сопротивление на разрыв 380 - 400 н/мм и несколько меньше сопротивление (180 -220 н/мм) -идущая для изготовления кабелей и изолированных проводов. Снижение временного сопротивления объясняется тем, что для получения более гибкой проволоки медь отжигают. Медные провода на воздухе, окисляясь, покрываются тонкой пленкой окиси меди, которая хорошо защищает их от воздействия различных химических реагентов, находящихся в воздухе. Так как медь дорогой и дефицитный материал, то в настоящее время линии с медными проводами строятся сравнительно редко.

Алюминий по сравнению с медью обладает большим удельным сопротивлением. Временное сопротивление на разрыв твердотянутого алюминия 150--160 н/мм². В связи с таким относительно малым временным сопротивлением на разрыв возникает большой провес алюминиевых проводов, что вызывает необходимость увеличивать высоту опор. На воздухе алюминий покрывается тонкой оксидной пленкой, которая, надежно защищает от дальнейшего окисления и разрешения. Однако, учитывая" возможные разрушения от коррозии" вблизи морей и соляных озер, не рекомендуется сооружать линии электропередач из алюминиевых проводов по побережьям таких водоемов в полосе 5 км.

Стремясь получить провода с большим временным сопротивлением, чем алюминиевые, применяются сплавы его с магнием и кремнием Провода из сплава, называемого алдрей, имеют временное "сопротивление на разрыв 300 - 320 н/мм, т.е. больше чем алюминиевые в два раза. Для изготовления изолированных проводов и жил кабелей алдрей не применяется.

Сталь, обладает большим удельным сопротивлением, чем медь или алюминий. Большое временное сопротивление разрыву (700 - 1200 н/мм) делает стальные провода наиболее приемлемыми в тех случаях, когда сечение провода из цветного металла нельзя использовать полностью. Часто стальные провода применяются для устройства переходов воздушных линий через широкие реки, ущелья и т.п. Недостатком стальных проводов является их высокая коррозийность. Для уменьшения коррозии стальные провода оцинковывают. Провода для воздушных линий электропередачи изготавливаются нескольких конструкций: однопроволочные и многопроволочные из одного металла многопроволочные из двух металлов, биметаллические и пустотелые. Пустотелые провода на обогатительных фабриках применения не нашли.

Однопроволочные провода выполняются из одной проволоки. Они дешевле многопроволочных, но имеют недостатки:

а) резко снижается механическая прочность при наличии каких-либо дефектов в материале провода;

б) менее гибки по сравнению с многопроволочными.

В связи с отмеченными выше недостатками однопроволочные провода изготавливаются малого сечения, например, медные сечением до 10 мм, стальные диаметром не более 5 мм. Алюминиевые однопроволочные провода не изготовляют.

Многопроволочный провод свивается из отдельных круглых проволок, располагаемых вокруг одной центральной. Для более компактного их расположения первый ряд делается из шести проволок, а каждый последующий -- на шесть больше. Во избежание раскручивания проводов смежные половины делаются в различных направлениях.

Провода, изготовленные из алюминия со стальным сердечником, называются сталеалюминевыми. Такие провода используются очень часто. Изготовляются провода сталебронзовые, но они применяются сравнительно редко. кабель электрический провод бронированный

Сердечник сталеалюминиевого провода изготовляется из одной или нескольких стальных проволок, вокруг которого располагаются алюминиевые проволоки, являющиеся основной токоведущей частью. Электропроводность стального сердечника вследствие ее незначительности в электрических расчетах проводов не учитывается.

Правила устройств электроустановок ограничивают наименьшее допустимое сечение проводов и тросов в зависимости от материала, конструкции проводов и места прохождения линии. По условиям механической прочности на воздушных линиях (ВЛ) должны при меняться многопроволочные провода сечением не менее: алюминиевые 35 мм2, сталеалюминевые и стальные 25 мм (допускается для ВЛ напряжением 35 кВ и ниже применять сталеалюминевые провода сечением 16 мм, а алюминиевые - сечением 25 мм").

Для того, чтобы совместить механическую прочность стали и хорошую проводимость меди, изготовляют биметаллические про воду. В этом случае стальная проволока покрывается слоем меди. Биметаллические и стальные провода на обогатительных фабриках в основном применяются для осветительных сетей.

Изолированные провода применяются для выполнения электрических сетей внутри помещений. Они изготовляются из меди или алюминия с однопроволочными или многопроволочными жилами. Для изоляции проводов используются резина, бумага и различные пластмассы.

Наибольшее распространение получили провода с резиновой изоляцией ПР, АПР, ПРТО, АПРТО и др. Характеристика проводов приведена в табл. 1. Устройство проводов ПР и ПРТО приведено на рис. 2-1. Изолированные провода АПР, ПВ прокладывают на роликах, изоляторах или в стальных трубах. Провод ПРТО во взрывоопасных помещениях следует прокладывать в трубах.

Один или несколько скрученных вместе изолированных проводов, заключенных в герметическую оболочку, называют кабелем. В качестве герметических оболочек применяют свинец, алюминий, резину и пластмассу.

Кабели, у которых оболочки защищены от механических повреждений стальными лентами, круглыми или плоскими стальными проволоками, называются бронированными. Защита таких кабелей от химических воздействий обычно осуществляется покрытием свинцовой оболочки и брони асфальтированным джутом. Конструкция кабеля с бумажной изоляцией, бронированного стальными лентами, приведена на рис. 2-2.

Рис. 2-1 Изолированные провода:

а) ПР

б) ПРТО

- жила;

- вулканизированная резина;

- миткалевая лента;

- оплетка из хлопчатобумажной ткани, пропитанная компаундом;

- заполнитель

По форме поперечного сечения жилы бронированных кабелей бывают круглые и секторные. С круглыми жилами изготовляются кабели на напряжение до 6 кВ и сечением жилы до 16 мм² Кабели большего сечения и на большие напряжения изготовляются с секторными жилами. Они имеют при том же сечении жил диаметр на 18-- 15% меньше, чем при круглых, дешевле последних на 10--15% и легче на 10--20%.

- медные или алюминиевые жилы

- фазная изоляция из пропитанной маслом бумаги

- заполнители из джута

- поясная изоляция из пропитанной маслом бумаги

- свинцовая оболочка

- джутовая прослойка

- броня из стальной ленты

- джутовый покров

На обогатительных фабриках бронированные кабели применяются при передаче и распределении электрической энергии между стационарными установками. В том случае, когда вблизи проложенного кабеля проходят электрифицированные железнодорожные пути, кабели должны иметь защиту от коррозии блуждающими токами. Кабели, у которых защита жил от механических повреждений и герметизация осуществляются резиновым или пластмассовым шлангом, называются гибкими. Они изготовляются с медными многопроволочными жилами круглого сечения (рис. 3) и используются для подключения к сети передвижных машин и механизмов.

Рис. 3. Гибкие кабели

а) КРПТ б) ШРТС

- токоведущая жила

- изоляция из резины

- обмотка из миткалевой ленты

- резиновая оболочка

2. Характеристика проводов

Таблица 1

Марка	Характеристика	Область применения
СГ	Освинцованный голый с жильной и поясной изоляцией из пропитанной кабельной бумаги	Прокладка внутри помещений при отсутствии механических повреждений, а также при отсутствии паров, газов, кислот, действующих разрушающе на свинцовую оболочку, при отсутствии опасности взрыва
СБГ	То же, что СБ, но без верхнего покрова	То же, что С Г
ЛГ	В алюминиевой оболочке голый	Прокладка внутри помещений, в туннелях и т.п. при условии отсутствия вероятности механических повреждений при монтаже и эксплуатации, а также при отсутствии паров, газов, кислот и щелочей, действующих разрушающе на алюминиевую оболочку. Прокладка по оштукатуренным и бетонным поверхностям допускается при условии покрытия поверхности слоем лака или краски, либо при наличии изолирующей прокладки или воздушного зазора
АБ	В алюминиевой оболочке, бронированный двумя стальными лентами, с наружным покровом из кабельной пряжи	Прокладка в земле, в траншеях, но стопам вне зданий при наличии возможности механических повреждений при монтаже и при эксплуатации, при отсутствии в почве значительных количеств щелочей и кислот, агрессивно действующих на алюминиевую оболочку
АБГ	В алюминиевой оболочке, бронированный двумя стальными лентами, с наружным покровом из кабельной пряжи	Прокладка в помещениях, каналах и туннелях
ВМБ	Бронированный с бумажной изоляцией в полихлорвиниловой оболочке с наружным покрытием из кабельной пряжи	То же, что СБ
ВМБГ	То же, но без наружного покрова	То же, что СБГ
ВРБ	Бронированный с резиновой изоляцией в полихлорвиниловой оболочке с наружным покровом из кабельной пряжи	То же, что СБ
ВРБГ	То же, но без наружного покрова	То же, что СБГ
ВРГ	В полихлорвиниловой оболочке	Прокладка внутри помещений, в туннелях и блоках при отсутствии вероятности механических повреждений. Нельзя прокладывать в условиях вибраций и перемещений при температуре ниже 0° С. Не разрешается монтаж при температуре ниже -10 С.
ПР	С медной (ПР) или алюминиевой (ЛГ1Р) жилой с резиновой изоляцией, с пропитанной противогнилостным составом оплеткой	Неподвижная прокладка в сетях, где не требуется гибкость провода. Провод ПР-200 прокладывается только на изоляторах в сухих помещениях
ПРТО	С резиновой изоляцией	Прокладка в металлических трубах в сырых помещениях или с проводящей пылью, с едкими газами или парами, во взрывоопасных помещениях, где требуется надежная защита от механических воздействий при прокладке в полу, па потолке, стенах и пр.
КСГ	С бумажной пропитанной изоляцией в свинцовой оболочке голый	То же, что СБГ
КСБ	То же, но бронированный с двумя стальными лентами, с наружным покровом из кабельной пряжи	Прокладка как СБ
КСБГ	То же, но без наружного покрова из кабельной пряжи	Прокладка как КСБГ
КАРГ	С резиновой изоляцией, освинцованный голый	Прокладка внутри помещения, в туннелях, блоках при отсутствии вероятности механических повреждений
КСРБ	С резиновой изоляцией освинцованный, бронированный двумя стальными лентами, с наружным покровом из кабельной пряжи	Прокладка в земле вне зданий как СБ

3. Маркировка кабелей

При маркировке кабелей приняты следующие условные буквенные обозначения. Буква "А", поставленная в начале маркировки, - кабель, с алюминиевыми жилами. Кабель с медными жилами не имеет специального обозначения, и его маркировка отличается от маркировки кабеля с алюминиевыми жилами отсутствием буквы "А" в начале маркировки. Материалы изоляции обозначаются: резина - буквой "Р", пластмасса -"В; кабельная бумага - буквенного обозначения не имеет; Ц - бумажная изоляция, пропитанная не стекающей массой на основе церезина.

Материал защитной оболочки обозначается: свинец - буквой С, алюминий- А. полихлорвинил -- В, найрит (негорючая резина) - Н.

Тип брони обозначается: две стальные полосы -буквой Б; плоские проволоки - И, круглые стальные проволоки -- буквой К.

Кабель, не имеющий защитного наружного покрова, имеет в обозначении букву Г. На наличие у каждой жилы отдельной свинцовой оболочки указывает буква О в обозначении кабеля.

Например, обозначение марки кабеля АСБГ расшифровывается следующим образом-- А - с алюминиевыми жилами и бумажной изоляцией; С - в свинцовой оболочке; Б -бронированный двумя стальными лептами; Г- без наружного защитного покрова. Для прокладки в горизонтальных и наклонных горных выработках ранее применялись Трехжильные кабели со свинцовой оболочкой и броней из двух стальных лент марки СБН освинцованные и бронированные двумя стальными лептами (и СПИ освинцованные и бронированные плоскими стальными освинцованными проволоками). В настоящее время для горизонтальных и наклонных выработок разработана новая конструкция полугибкого кабеля марки ЭВТ на напряжение 6000 и 660 В.

Кабели марки ЭВТ (экранированные с изоляцией из поливинилхлорида, для тяжелых условий работы) снабжены гибкой проволочной броней, выполненной из многопроволочного канатика.

Кабели изготовляются четырех и восьмижильными сечением от 16 до 50 мм2 -для напряжения 6000 в и сечением от 10 до 95 мм2 - для напряжения 660 В. Изоляция рабочих жил покрыта экраном из медной фольги.

Кабели ЭВТ на 6кВ предназначены дня подвода энергии к передвижным подстанциям, а кабели ЭВТ на 660 В - для магистральной прокладки от станции до распредпунктов лав.

В настоящее время ТомНИКИ разработал новую конструкцию полу гибких, кабелей марки ПВШЭ, которая должна заменить кабели марки СБН при напряжении 660 В.

Изоляция силовых жил и оболочек выполнена, из негорючего поливинилхлоридного пластиката, а индивидуальные экраны вокруг жил -- из электропроводного пластика. Испытания показали явное преимущество этих кабелей перед кабелями СБН в отношении прочности, гибкости, стабильности электрического сопротивления изоляции и удобства эксплуатации.

Кабели, проложенные в вертикальных и наклонных стволах, находятся в чрезвычайно сложных и тяжелых условиях. Вследствие капежа кабель обычно находится в воде, часто содержащей кислоты, которые разъедают броню и оболочки. При неправильной прокладке кабеля в стволе (отклонение от вертикального положения) арматуре приходится нести на себе em вес. Наблюдается также отекание вниз изоляционной массы, которой пропитана бумажная изоляция кабеля, что, ухудшает давление в нижней части, в результате чего может произойти авария.

Поэтому к конструкции кабеля прокладываемого по стволу, предъявляют следующие требования:

1. Кабель должен иметь прочную броню, предохраняющую жилы от механических повреждений и растягивающих усилий.

2.Конструкция кабеля должна препятствовать образованию гидростатических давлений внутри кабеля, вследствие отекания изоляционной пропиточной массы.

3. Изоляция и армировка кабеля должны быть устойчивы против сырости, окисления, разъединения

4.Конструкция кабеля должна противостоять вибрационным нагрузкам. Для прокладки в вертикальных выработках применяется бронированный кабель марки ЦСКН.СП (проволочная броня); СПГ тоже, но со снятым верхним защитным покровом.

Для прокладки в стволах глубиной свыше 200 м ПБ предписывают применение бронированные кабелей с осушенной изоляцией. Наиболее подходящими являются кабели марки СПВ и СПГВ (то же, что и СП, и СПГ, но с осушенной изоляцией).

4. Бронированные кабели

Бронированные кабели состоят из токоведущих жил, изоляционных и защитных оболочек Токоведущие жилы кабеля скручивают из отдельных проволок из отожженной меди или алюминия.

У кабелей малого сечения токоведущие жилы круглые, а у кабелей большого сечения для уменьшения внешнего диаметра кабеля токоведущие жилы секторные.

Изолинию токоведущих жил кабеля выполняют из пропитанной маслоканифольным компаундом бумаги. После нанесения изоляции на жилы, последние скручивают. На скрученный кабель с изоляцией из пропитанной бумаги накладывают бумажную ленту - так называемую поясную изоляцию.

Преимуществами изоляции из пропитанной бумаги являются: большой срок службы и высокая допустимая температура нагрева /до 60-80%/ при напряжении до Кабели марки ГРШЭ с экранированными жилами /буква Э /выпускаются, четырехжильными /сечением от 3x1,5 + 1x1,6 до 3x70+1x10 мм и семижильными сечением 3x4+1x2,5+3x1,6 до 3x70+1x10+3x4 мм²/.

Заземляющая неизолированная жила у семижильного кабеля располагается в центре между основными жилами, покрытыми индивидуальными полупроводящими экранами и пучком вспомогательных жил, которые для удобства монтажа выполняются разноцветными. Для наружного шланга применяется негорючая резина. Кабели марки ГРШЭ можно использовать при напряжении сети до 700 В. Кабели ГРШЭП имеют шланговую оболочку повышенной прочности /буква II/. Эти кабели нашли применение для питания токоприемников выемочных машин, работающих на пластах крупного и наклонного падения в комплексе с барабанным кабелеподборщиком.

Для питания ручных и коланковых сверл применяются пятижильные кабели марок ШРБ /шланговый с резиновой изоляцией, бурильный/ и ШРБЭ, у которых в отличие ел кабеля марки ШРБ четыре жилы экранированы. Все пять жил имеют одинаковое сечение - от 1,5 до 6 мм. Кабели марок ШРБ и ШРБЭ обладают высокой механической прочностью и гибкостью, которая обеспечивается в основном за счет применения более тонких проволочек и малого шага навивки. Эти кабели можно использовать в сетях напряжением не свыше 220 В.

Гибкие шахтные экранированные кабели марки ГВШЭ с медными жилами с изоляцией и шлангом из поливинилхлоридного пластиката служат для присоединения забойных машин и механизмов к сети переменного тока напряжением 660 В при температуре окружающей среды от до 40°С. Гибкие высоковольтные кабели, применяются для питания электроэнергией передвижных трансформаторных подстанций. Для этой цели используются кабели марок КШПН, КШЭМ и ГТШ.

Кабель ГТШ - трехжильный, но он имеет специальную заземляющую оплетку из медных луженых проволок, расположенную над верхней резиновой шланговой оболочкой.

Гибкие кабели и шнуры, применяемые для питания передвижных электроустановок на углеобогатительных фабриках большое распространение, получили шахматные кабели 10 кВ; недостатками ее являются: относительно малая механическая прочность, недопустимость изгибов малого радиуса и прокладки по вертикальным трассам из-за отекания пропиточного состава.

Таблица 2

Марка	Характеристика	Область применения
КРПТ	Кабель с резиновой изоляцией, переносный, тяжелый	Для передвижных электроустановок при напряжении до 500 В
ШРПС	Шпур с резиновой изоляцией, переносный средний	То же
ШРГШ	То же, легкий	Тоже
кшлн	Кабель с медными жилами, с резиновой изоляцией в резиновом шланге	Для лифтов при высоте подъема до 25 м.

Поясная изоляция увеличивает электрическую прочность кабеля по отношению к заземляющей оболочке, а также повышает его механическую прочность.

Пространство между изолированными жилами и поясной изоляцией заполняется бумажным корделем для придания кабелю круглой формы.

Для защиты изоляции кабеля от влаги, а также от вытекания пропиточного состава и высушивания изоляции кабель заключают в свинцовую оболочку или алюминиевую.

Для зашиты свинцовой или алюминиевой оболочки от действия почвенных вод, едких газов или паров кабель, поверх оболочки, покрывают промасленной бумагой, а затем пропитанной асфальтовым составом пряжей.

Для получения надежной защиты от механических повреждений кабели дополнительно снабжают броней, выполненной обычно двумя стальными лептами. Каждую ленту на кабель накладывают с пропусками, причем так, что вторая лента перекрывает пропуски первой ленты. Кабели, предназначенные для восприятия растягивающих усилий, снабжают вместо ленточной брони броней из плоских или круглых стальных проволок.

Для защиты брони кабеля от коррозии последнюю покрывают слоем антикоррозийного лака, масляной краской, слоем твердого лака или обмоткой из промасленной пряжи, обмазанной слоем мелового раствора для предотвращения слипания витков кабеля на барабане. Кабель, не имеющий защитного наружного покрова, называют голым.

При вводе бронированных кабелей в камеры наружный покров с них снимается, а броня во избежание коррозии покрывается лаком. Это делается по условиям пожарной безопасности,

В кабелях, предназначенных для работы при напряжениях 20 и 35кВ, свинцовую заземленную оболочку имеет каждая жила, благодаря чему обеспечивается равномерное распределение электрического поля и лучшее использование изоляции кабеля. В Советском Союзе приняли следующий стандартный ряд сечений для кабелей всех типов: 1,5; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240мм².



5. Гибкие кабели

Гибкие кабели применяются для подвода электроэнергии к передвижным электроприемникам. Большая протяженность гибких кабелей, малая механическая прочность, опасности, которым они подвергаются во время эксплуатации, делают гибкие кабели наиболее уязвимыми и опасными элементами шахтного оборудования. Срок службы гибких кабелей па участке, вследствие механического износа и повреждений, не превышает одного года.

Отечественной промышленностью в настоящее время выпускаются гибкие низковольтные кабели марок ГРШ, ГРШЭ, ШРБ. ГРШЭП и другие.

Таблица 3

КШЛНЭ	То же. экранированный	То же. с защитой от радиоомех
КШЛВ	Кабель с медными жилами, с резиновой изоляцией в резиновом шланге	Для лифтов при высоте подъема до 40 м
КШЛВЭ	То же. экранированный	То же. с защитой от радиоомех
КРЛО	Кабель с медными жилами, с резиновой изоляцией в обшей оплетке из хлопчатобумажной пряжи	Для лифтов при высоте подъема до 40 м
ГРИ	Кабель с медными жилами, с резиновой изоляцией в резиновой оболочке	Для питания передвижных машин и шахтных инструментов на рабочее напряжение до 500 В
ГВШЭ	Кабель гибкий с винилитовой изоляцией жил, шланговый, экранированный	Для питания передвижных машин и инструментов на рабочее напряжение до 1000 В

Кабели, марки ГРШ (Г - гибкий, Р - с резиновой изоляцией, Ш - в общем резиновом шланге) выпускаются четырехжильными с сечением жил от 3x2,5+1x1,5 до 3x70+ 1х 10) мм; пятижильными с сечением 3x4+3x2.5 до 3x70+3x10 мм. Кабели марки ГРШ предназначены для работы в сетях напряжением до 550 В.



Таблица 4

Марка	Характеристика	Область применения
ПР	С медной жилой и резиновой изоляцией в оплётке из хлопчатобумажной пряжи, пропитанной противогнилостным составом	Осветительные и силовые сети внутри и вне помещений, вторичные цепи до500 В переменного и 1 ООО В постоянного тока
ПРГ	То же, гибкий	Для соединения подвижных частей электрических машин, аппаратов и приборов внутри и вне помещений при 500 В переменного и 1000 В постоянного тока
ПРД	С медной жилой и резиновой изоляцией в оплетке из х/б пряжи	Осветительные сети и в сухих и отапливаемых помещениях при напряжении между жилами до 220 В
ПРЛ	То же, в оплетке покрытой лаком.	Вторичные пени, релейные пульты и щиты, распредшкафы и шиты при 500 В переменного и 1000 В постоянного тока
АПР	То же, что и ПР, но с алюминиевой жилой	То же, что и ПР
ПВ	С медной жилой и поливинилхлоридной изоляцией	Осветительные и силовые сети внутри помещений при температуре не выше +40 С. Осветительные шиты, пусковые ящики, вторичные цепи до 500 В переменного и 1000 В постоянного тока
АПВ	То же, но алюминиевой жилой	То же, что ПВ
ПРВ	С медной жилой и резиновой изоляцией в поливинилхлоридной оболочке	То же, что ПР
ПРВД	То же, но двужильный	То же, что ПРД
АПРВ	С алюминиевой жилой и резиновой изоляцией в поливинилхлоридной оболочке	То же, что ПР
ППВ	С медной жилой и поливинилхлоридной изоляцией, плоский с раздельным основанием	Осветительные сечи сухих и сырых помещений при напряжении до 500 В
АППВ	То же, но алюминиевыми жилами	То же, что ППВ
ПРГО	С медной жилой и резиновой изоляцией для прокладки в трубах	Для прокладки в трубах
АПРТО	То же, но алюминиевыми жилами	То же, что ПРГО
ПРП	С медными жилами и поливинилхлоридной изоляцией в металлической защитной болонке(панцирной)
ПРШП	То же, с резиновой изоляцией в шланге
ШПРО	Шнур с медными, параллельно уложенными силами с резиновой изоляцией	Для присоединения переносных приборов, ламп, а также в качестве удлинителей
ШВРО	Шнур с медными жилами, скрученными с заполнением, с резиновой изоляцией в общей плетке	То же
ШВРШ	То же, но в резиновом шланге	То же

Силовые кабели предназначены для передачи и распределения электрической энергии в электрических сетях напряжением до 500 кВ включительно. Кабельная линия может состоять из одного или нескольких параллельных кабелей, соединительных, стопорных и концевых муфт и крепежных деталей, а для маслонаполненных линий -- подпитывающих баков и системы сигнализации давления масла.

Основными элементами всех типов кабелей являются токопроводящие жилы, изоляция, экраны, оболочка и защитные покровы (в зависимости от назначения и условий эксплуатации кабелей экран и защитные покровы могут отсутствовать).

Токопроводящие жилы кабелей состоят из алюминиевых и медных проволок и могут быть однопроволочными и многопроволочными, иметь круглую, секторную или сегментную формы. В зависимости от назначения кабель может иметь одну или несколько токопроводящих жил. Жилы кабелей нормируются по площади сечения и изготовляются в соответствии с ГОСТ 22483--77. В силовых кабелях различают основные жилы, жилы заземления и вспомогательные.

Основные жилы предназначены для передачи по ним электрической энергии. К основным жилам относятся также нулевые жилы, предназначенные для прохождения по ним результирующего тока (в трехфазной четырех- или пятипроводной системах -- при неодинаковой нагрузке фаз).

Жилы заземления служат для заземления электротехнического устройства, к которому подключен кабель.

Вспомогательная жила выполняет функции, отличные от функций основных жил, например, контрольная жила кабеля.

Фазная и поясная изоляция выполняется:

из сшитого полиэтилена;

бумажной, пропитанной специальной кабельной массой;

резиновой;

полиэтиленовой;

полипропиленовой;

поливинилхлоридной и т. д.

Оболочка предназначена для исключения попадания влаги из воздуха в изоляцию кабеля и выполняется алюминиевой, свинцовой, пластмассовой, из полихлорвинилхлоридного пластикада, резиновой и т. д. Оболочка накладывается поверх поясной изоляции. Алюминиевые оболочки подвержены коррозии при прокладке в агрессивных условиях, при высоких грунтовых водах, в этих случаях рекомендуется применение кабелей в свинцовой оболочке.

Для защиты от механических повреждений и коррозии служат защитные покровы, которые состоят из подушки, брони и защитного покрова. В зависимости от конструкции кабеля защитные покровы (все или некоторые) могут отсутствовать.

Подушка -- часть защитного покрова, наложенная на экран, оболочку для предохранения от коррозии или повреждений.

Броня -- часть защитного покрова кабеля, состоящая из стальной ленты или стальной проволоки, предназначенная для зашиты от внешних повреждений. Кабели, покрытые броней, называются бронированными. Броня из стальной проволоки применяется в случаях, когда требуется усиленная защита от механических повреждений (например, при прокладке в почвах, подверженных смещению).

Наружный покров кабеля -- часть защитного покрова, накладываемая поверх брони и предназначенная для защиты брони от коррозии и механических воздействий. Если бронированный кабель не имеет покрова, кабель называется оголенным. Защитные покровы выполняют из кабельной пряжи, пропитанной антикоррозийными составами; в виде сплошного влагостойкого пластмассового шланга (особо усиленный защитный покров типов Б, Бп).

Кабели с бумажной пропитанной изоляцией применяются в подавляющем большинстве в сетях напряжением 6--35 кВ. Бумажная изоляция пропитывается специальной кабельной массой. Выпускаются кабели с вязкой пропиткой, с нестекающей пропиточной массой или с обедненной пропиткой. Кабели с вязкой пропиткой могут прокладываться при разности уровней прокладки не более 15 м. Если разность уровней превышает допустимую, применяют кабели с нестекающей пропиточной массой или с обедненно-пропитанной бумажной изоляцией.

Кабели на напряжение 20--35 кВ изготовляются с вязкой пропиткой с круглыми отдельно освинцованными жилам. На круглые жилы накладывают последовательно экран из полупроводящей бумаги, изоляцию, поверх изоляции -- экран из полупроводящей бумаги и оболочку из свинца. Изготовленные таким образом освинцованные жилы скручивают, а промежутки между ними заполняют пропитанной кабельной пряжей. После этого накладывается защитный покров, состоящий из подушки, брони и защитного покрова. К недостаткам кабелей с бумажной пропитанной изоляцией относят высокую повреждаемость, ограничения по нагрузочной способности и разности уровней трассы, низкую технологичность монтажа муфт.

Маслонаполненные кабели выпускаются на высокие и сверхвысокие напряжения. В настоящее время европейскими производителями разработаны, испытаны и созданы маслонаполненные кабели напряжением до 1000 кВ с площадью сечения кабеля до 2500 мм², имеющие пропускную способность до 3 млн кВт. Маслонаполненные кабели достаточно широко применяются в России и за рубежом на территории крупнейших городов.

В маслонаполненных кабелях применяется бумажная масляная изоляция под давлением. Такая изоляция обладает значительно большей электрической прочностью и надежностью, чем бумажная изоляция с вязкой пропиткой. Маслонаполненные однофазные кабели представляют собой медную жилу площадью сечения 150 мм² и выше, внутри которой находится масло под давлением: низким -- до 10 кПа, средним -- до 30 кПа, высоким -- свыше 30 кПа.

В кабелях низкого и среднего давления жила покрывается бумажной изоляцией, свинцовой или алюминиевой оболочкой, поверх оболочки выполняется асфальтированное покрытие для подземной прокладки. На каждую жилу в кабелях высокого давления накладывается экран из полупроводящей бумаги, бумажная изоляция, экран из полупроводящей и металлизированной бумаги, а также спирали из мягких полукруглых проволок. Жилы затягивают в стальную трубу, которую заполняют маслом под избыточным давлением. Стальные трубы прокладывают в земле или в тоннелях.

Особенностью маслонаполненных кабелей является необходимость эксплуатации маслосистем, а в отдельных случаях и систем охлаждения. Кроме того, необходима установка специальных баков питания и давления по концам и по трассе кабеля для поддержания давления в масле.

6. Провода изолированные

В целях повышения надежности электроснабжения при передаче и распределении электроэнергии в силовых и осветительных сетях используются изолированные алюминиевые провода.

Самонесущие изолированные провода (СИП) применяют для ЛЭП с рабочими напряжениями 0,6/1 кВ (СИП-1,1А и СИП-2,2А) и 10-20 кВ (СИП-3), 50 Гц при температуре от -50°C до +50°C. Предназначены для эксплуатации во всех микроклиматических районах на суше и на море (кроме микроклиматического района с очень холодным климатом), в атмосфере с содержанием сернистого газа до 250 мг/м2 в сутки (до 0,31 мг/м3) и хлоридов до 300 мг/м2 в сутки. Провода стойки к воздействию солнечной радиации.

Срок службы - не менее 25 лет.

Преимущества самонесущих изолированных проводов 1. Высокая надежность и бесперебойность энергообеспечения потребителей (исключается короткое замыкание из-за схлестывания фазных проводников, случайных перекрытий и т. п.)

2. Применение СИП снижает эксплуатационные расходы до 8 0% за счет уменьшения объемов аварийно-восстановительных работ.

3. Значительно уменьшается ширина просеки при строительстве.

4. Отсутствие образования льда на проводах. Общее снижение энергетических потерь в линиях электропередачи.

Технические характеристики:

* Провода стойки к воздействию солнечной радиации, характеризующейся верхним значением интегральной плотности теплового потока 1120 Вт/м2±10%, в том числе плотности ультрафиолетовой части спектра 68 Вт/м2±25%

* Провода стойки к изгибу при температуре -40°С

* Прокладка и монтаж проводов должны проводиться при температуре окружающей среды не ниже -20°С

* Допустимые усилия в нулевой несущей жиле при тяжении и в эксплуатации не должны превышать 45 Н/мм2

* Изолированные жилы проводов выдерживают испытание переменным напряжением 3,5 кВ частотой 50 Гц на проход

* Провода после выдержки в воде при температуре (20±10)°С не менее 10 мин выдерживают испытание переменным напряжением частотой 50 Гц в течение 5 мин., значение которого:

- для проводов марок СИП-1 и СИП-1А - 2,5 кВ

- для проводов марок СИП-2 и СИП-2А - 4 кВ

* Провода выдерживают испытание переменным напряжением 4 кВ частотой 50 Гц в течение 1 часа

СИП-1, СИП-2

Стандарт: ТУ 16.К71-268-98

Код ОКП: 35 5332 0700, 35 5332 0900

Рисунок 2

1. Фазная токопроводящая жила из алюминия, многопроволочная, уплотненная

2. Нулевая несущая жила из алюминиевого сплава или сталеалюминиевая, многопроволочная, уплотненная, неизолированная

3. Изоляция из термопластичного светостабилизированного полиэтилена (LDPE) - СИП-1, из сшитого - СИП-2

СИП-1А, СИП-2А

Стандарт: ТУ 16.К71-268-98

Код ОКП: 35 5332 0800, 35 5332 1000

Рисунок 3



1. Фазная токопроводящая жила из алюминия, многопроволочная, уплотненная

2. Нулевая изолированная несущая жила из алюминиевого сплава или сталеалюминиевая, многопроволочная, уплотненная

3. Изоляция из светостабилизированного сшитого полиэтилена (СИП-2А), светостабилизированного полиэтилена (СИП-1А)

СИП-3

Стандарт: ТУ 16.К71.272-98

Код ОКП: 35 5522 0100

Рисунок 4

Конструкция

1. Многопроволочная токопроводящая жила:

* Из алюминиевого сплава

* Из алюминиевого провода, упрочненного стальной проволокой

2. Изоляция из термопластичного светостабилизированного полиэтилена (LDPE)

Провода предназначены для применения в воздушных линиях электропередачи на переменное напряжение до 20 кВ номинальной частоты 50 Гц.

Изготавливается только в одножильном исполнении.

СИП-4

Стандарт: ТУ 3553-015-05755714-2002

Код ОКП: 35 5332



Рисунок 5

Конструкция

1. Провод без несущего троса состоит из четырех проводников с уплотненными алюминиевыми жилами равного сечения.

2. Изоляция из термопластичного атмосферостойкого полиэтилена высокого давления (ПЭВД)

* Изолированные проводники скручены между собой

Провод крепится как в анкерных, так и в поддерживающих зажимах сразу за все 4 провода.

Суммарная разрывная прочность и суммарная допустимая нагрузка выше, чем в проводах с несущими тросами равного сечения.

Особый принцип скрутки провода, основанный на нарушении состояния неустойчивого равновесия под действием дополнительной нагрузки, обеспечивает сброс налипшего мокрого снега и льда.

Рисунок 6



Таблица 5

Таблица 6



Рассмотрим плюсы и минусы применения проводов СИП. Чем же СИП - скрученные в жгут изолированные провода с изоляцией из светостабилизированного полиэтилена, превосходит традиционно применяемые голые провода марок А и АС?

1. Высокая надежность в обеспечении электрической энергией.

2. Резкое снижение (до 80%) эксплуатационных затрат, вызванное высокой надёжностью и бесперебойностью энергообеспечения потребителей, а также отсутствием необходимости в широких просеках для прокладки ВЛИ в лесных массивах и расчистки просек в процесс эксплуатации линии.

3. Отсутствие или незначительное обрастание гололедом и мокрым снегом изолированной поверхности проводов. Это объясняется тем, что ПЭ является не полярным диэлектриком и он не образует ни электрических, ни химических связей с контактирующими с ним веществом в отличие, например, от ПВХ. Кабельщики хорошо знают эту особенность ПЭ. Например, при попытках маркировать изолированное ПЭ изделие каплеструйным способом краска легко оттирается, в отличие, от ПВХ, и требуется специальная эл. статическая обработка поверхности ПЭ для удержания краски. Именно по этой причине мокрый снег легко стекает с круглой поверхности изолированных ПЭ проводов. В проводах марки А и АС мокрый снег может удерживаться в канавках между проволоками, являясь первопричиной обрастания.

4. Уменьшение затрат на монтаж ВЛИ, связанное с вырубкой более узкой просеки в лесной местности, возможностью вести монтаж проводов по фасадам зданий в условиях городской застройки, применением более коротких опор, отсутствием изоляторов и дорогостоящих траверс (для ВЛИ-0,4 кВ).

5. Снижение энергопотерь в линии из-за уменьшения более чем в три раза реактивного сопротивления изолированных проводов по сравнению с неизолированными.

6. Простота монтажных работ, возможность подключения новых абонентов под напряжением, без отключения остальных от энергоснабжения и как следствие сокращение сроков ремонта и монтажа.

7. Значительное снижение несанкционированных подключений к линии и случаев вандализма и воровства.

8. Улучшение общей эстетики в городских условиях и значительное снижение случаев поражения электротоком при монтаже, ремонте и эксплуатации линии.

9. Возможность прокладки СИП по фасадам зданий, а также совместной подвески с проводами низкого, высокого напряжения, линиями связи, что дает существенную экономию на опорах.

Среди множества безусловных преимуществ СИП можно выделить для объективности и некоторые недостатки:

Незначительное увеличение стоимости (не более 1,2) изолированных проводов по сравнению с традиционными неизолированными проводами А и АС.

Пока ещё недостаточная готовность отечественных энергосистем к переходу на изолированные воздушные линии, связанная с отсутствием информации, нормативной документации, инструмента и подготовленного персонала.

Размещено на Allbest.ru

...