Силовые кабели с пропитанной бумажной изоляцией

Силовые кабели с пропитанной бумажной изоляцией (с вязкой пропиткой) имеют значительные ограничения по номинальному напряжению из-за интенсивных ионизационных процессов при переменном напряжении, и поэтому применяются в распределительных сетях России при напряжениях до 35 кВ включительно (за рубежом при напряжениях до 60 кВ).

В России силовые кабели с бумажной пропитанной изоляцией на напряжения до 35 кВ включительно выпускаются по ГОСТ 18410-73

(производители – заводы Камкабель, Севкабель, Иркутсккабель, Москабель и др.). Как уже отмечалось, эти кабели являются наиболее массовым видом продукции. Их доля составляет около 95 % от всех типов применяемых кабелей в распределительных сетях.

Кабели с вязкой пропиткой на напряжения до 10 кВ включительно (см. рис. 1) чаще всего выполняются трехжильными с поясной изоляцией и секторными медными или алюминиевыми жилами сечением от 6 до 240 мм2 и более (кабели марок ААГ, ААШв, АСБ, АСШв, CБ, CБШв и др.). Алюминиевые жилы могут быть однопроволочными во всем диапазоне сечений или многопроволочными уплотненными в диапазоне сечений от 70 до 240 мм2. Медные жилы изготавливаются в основном многопроволочными.

Кабель ААШв

7 – Подслой из битума и пленки ПЭТ; 8 – Наружный покров из ПВХ пластиката.

Кабель СБШв

Рис. 1. Элементы конструкции кабелей с поясной изоляцией на напряжение до 10 кВ:

1. Жила однопроволочная или многопроволочная, алюминиевая или медная;
2. Фазная бумажная изоляция, пропитанная вязким или не стекающим составом;
3. Заполнение из бумажных жгутов;
4. Поясная бумажная изоляция, пропитанная вязким или не стекающим составом;
5. Экран из электропроводящей бумаги для кабелей на напряжение 6 кВ и более;
6. Алюминиевая или свинцовая оболочка.
7. Подушка из битума и крепированной бумаги;
8. Броня из стальных лент;
9. Подслой из битума и ПЭТ пленки;
10. Наружный покров из ПВХ пластиката.

Изоляция кабелей состоит из лент кабельной бумаги на основе сульфатной целлюлозы толщиной 80, 120 и 170 мкм, пропитанной маслоканифольным составом. Для изготовления пропиточного состава используется кабельное масло или смесь нефтяных масел. В качестве загустителя используется канифоль, полиэтиленовый воск или полиизобутилен. Каждая фаза кабелей изолируется отдельно, а затем поверх скрученных изолированных жил накладывается общая, так называемая, поясная изоляция.

В кабелях на напряжение 6 кВ и выше на поясную изоляцию накладывается экран из полупроводящей бумаги. Промежутки между изолированными жилами в кабеле заполняются жгутами из сульфатной бу-маги.

В кабелях на напряжения 1 и 3 кВ толщина изоляции выбирается в основном из условия ее механической прочности.

Для кабелей на напряжение 1 кВ толщина фазной изоляции составляет 0,75–0,95 мм, а толщина поясной изоляции – 0,5–0,6 мм, для кабелей 3 кВ – 1,35 и 0,7 мм соответственно.

 В кабелях на напряжения 6 и 10 кВ толщина изоляции выбирается с учетом напряженностей электрического поля в изоляции в рабочих и аварийных режимах (например, замыкание одной фазы на оболочку). Для кабелей 6 кВ толщина фазной и поясной изоляции составляет 2,0 и 0,95 мм, а для кабелей 10 кВ – 2,75 и 1,25 мм соответственно.

Основным недостатком бумажной пропитанной изоляции является ее большая гигроскопичность.

Для зашиты изоляции от увлажнения в процессе хранения, прокладки и эксплуатации кабели заключены в свинцовую или алюминиевую оболочку. В последнее время большинство кабелей изготавливаются в алюминиевой оболочке, т.к. алюминиевые оболочки достаточно герметичны, механически более прочны и более устойчивы к вибрационным нагрузкам по сравнению со свинцовыми оболочками. Однако кабели с алюминиевыми оболочками нельзя применять в условиях воздействия на них агрессивных сред.

Интересное видео о кабеле с бумажной изоляцией смотрите ниже:

Металлические оболочки, как правило, защищаются от коррозии и механических повреждений защитными покровами. Защитный покров кабелей состоит из подушки, брони и наружного покрова. Подушка защищает металлическую оболочку от коррозии, а также играет роль защиты от механических повреждений при наложении брони.

Броня может быть выполнена из стальных лент и из стальных оцинкованных круглых или плоских проволок.

Простейшая конструкция наружного покрова представляет собой чередующиеся слои битумного состава или битума, пропитанной кабельной пряжи или стеклянной пряжи, битумного состава и покрытия, предохраняющего витки кабелей от слипания на барабане (например, мелового покрытия).

Покровы типа Шв и Шп

Наиболее надежными являются наружные покровы типа Шв и Шп, которые имеют следующую конструкцию:

1. подклеивающий состав на основе битума,
2. пластмассовая лента
3. выпрессованный поливинилхлоридный или пластмассовый шланг.

Для прокладки кабелей в помещениях или местах с повышенной пожароопасностью битумные слои заменяются специальным негорючим составом (такие наружные покровы обозначаются индексом “нг” в марке кабеля, например кабель марки ААШнг). Применяются также наружные покровы пониженной горючести с пониженным дымо- и газовыделением (обозначаются индексом “нг-LS” в марке кабеля). Выбор типа защитного покрова определяется материалом оболочки кабеля, а также условиями его прокладки.

Кабели на напряжения 20 и 35 кВ изготавливаются либо в одножильном исполнении с круглыми алюминиевыми и медными жилами в свинцовой и алюминиевой оболочке (кабели марок ААГ, АСГ, СГ, ААШв), либо в трехжильном исполнении (см. рис. 2), при этом кабель скручивается из трех круглых изолированных жил, каждая из которых заключена в свинцовую оболочку (кабели марок АОСБ, ОСБ и др.).

Кабели с отдельно освинцованными жилами выпускаются с круглыми медными и алюминиевыми жилами сечением от 25 до 400 мм2 для кабелей 20 кВ и сечением от 120 до 400 мм2 для кабелей 35 кВ. Для кабелей этого типа применяют в основном многопроволочные уплотненные жилы. Для выравнивания электрического поля на поверхности жилы размещаются экраны из полупроводящей бумаги. Поверх изоляции также накладывается экран из полупроводящей бумаги, либо из металлизированной полупроводящей бумаги, либо из полупроводящей бумаги и алюминиевой или медной фольги.

Кабель АОСБ

Рис. 2. Элементы конструкции кабелей с отдельноосвинцованными жилами на напряжение 20 и 35 кВ:

1. Жила многопроволочная, алюминиевая или медная;
2. Экран из электропроводящей бумаги;
3. Фазная бумажная изоляция, пропитанная вязким или нестекающим составом;
4. Экран из электропроводящей бумаги;
5. Свинцовая оболочка.
6. Защитный слой из крепированой бумаги и полиэтилентерефталатной пленки;
7. Заполнение из кабельной пряжи;
8. Подушка из кабельной пряжи;
9. Броня из стальных лент;

Наружный покров из волокнистых материалов

В кабелях на напряжение 20 кВ толщина изоляции составляет 7,0 мм для жил сечением 25–95 мм2 и 6,0 мм для жил сечением 120–400 мм2.

В кабелях на напряжение 35 кВ толщина изоляции составляет 9,0 мм.

Толщина свинцовой оболочки в зависимости от сечения жилы находится в пределах 1,4–2,8 мм. Отдельно освинцованные жилы скручиваются с заполнением промежутков между ними пропитанной кабельной пряжей или стеклопряжей. Снаружи скрученные жилы с заполнением обматывают кабельной пряжей, а затем на них накладывают защитные покровы.

За рубежом получили также распространение так называемые Н-кабели (по первой букве немецкого изобретателя Хохштедтера). В Н-кабеле три изолированные и экранированные жилы скручиваются вместе и помещаются в общую свинцовую и гофрированную алюминиевую оболочку.

Н-кабели имеют несколько меньшие габариты и, соответственно, при этом уменьшается расход материалов на их изготовление. Однако по сравнению с ними кабели с отдельно освинцованными жилами являются более гибкими и имеют лучшие условия для теплоотвода.

Для прокладки на вертикальных и крутонаклонных трассах с большим перепадом уровней высот (более 15-25 м), где существует опасность стекания пропиточного состава в нижнюю часть трассы, применяются кабели с бумажной изоляцией, пропитанной нестекающим составом (кабели марок ЦААБШв, ЦААБл, ЦСБ, ЦАОСБГ и др.).

Нестекающий пропиточный состав имеет большую вязкость, что практически исключает его перемещение вдоль кабеля.

Кабели с бумажной изоляцией, пропи-танной нестекающим составом, выпускаются на напряжение 6, 10 и 35 кВ в одножильном и трехжильном исполнениях. Их конструкции принципиально не отличаются от конструкции обычных кабелей c вязкой пропиткой, но толщина изоляции этих кабелей несколько больше. Кроме того, для увеличения электрической прочности изоляции кабелей на напряжение 35 кВ делается градированной по толщине.

Ещё одно интересное видео о монтаже муфт на кабеле с бумажной изоляцией: