Лекция 3. Принципы конструктивного исполнения линий электропередач

 

Кабели напряжением до 1 кВ выполняются, как правило, четырех-

жильными, напряжением 6–35 кВ – трехжильными, а напряжением 110–220

кВ одножильными.

Защитные оболочки делаются из свинца, алюминия, резины и поли-

хлорвинила. В кабелях напряжением 35 кВ каждая жила дополнительно за-

ключается в свинцовую оболочку, что создает более равномерное электриче-

ское поле и улучшает отвод тепла. Выравнивание электрического поля у ка-

белей с пластмассовой изоляцией и оболочкой достигается экранированием

каждой жилы полупроводящей бумагой.

В кабелях на напряжение 1–35 кВ для повышения электрической проч-

ности между изолированными жилами и оболочкой прокладывается слой по-

ясной изоляции.

Броня кабеля, выполненная из стальных лент или стальных оцинкован-

ных проволок, защищается от коррозии наружным покровом из кабельной

пряжи, пропитанной битумом и покрытой меловым составом.

В кабелях напряжением 110 кВ и выше для повышения электрической

прочности бумажной изоляции их наполняют газом или маслом под избы-

точным давлением (газонаполненные и маслонаполненные кабели).

В марке, обозначении кабеля указываются сведения о его конструк-

ции, номинальное напряжение, количество и сечение жил. У четырехжиль-

ных кабелей напряжением до 1 кВ сечение четвертой («нулевой») жилы

меньше, чем фазной. Например, кабель ВПГ-1–3×35+1×25 – кабель с тремя

медными жилами сечением по 35 мм2 и четвертой сечением 25 мм2, полиэти-

леновой (П) изоляцией на 1 кВ, оболочкой из полихлорвинила (В), неброни-

рованный, без наружного покрова, (Г) – для прокладки внутри помещений, в

каналах, туннелях, при отсутствии механических воздействий на кабель; ка-

бель АОСБ-35–3×70 – кабель с тремя алюминиевыми (А) жилами по 70 мм2,

с изоляцией на 35 кВ, с отдельно освинцованными (О) жилами, в свинцовой

(С) оболочке, бронированный (Б) стальными лентами, с наружным защитным

покровом – для прокладки в земляной траншее; ОСБ-35–3×70 – означает та-

кой же кабель, но с медными жилами.

Конструкции некоторых кабелей представлены на рис. 3.13. На

рис. 3.13, а, б даны силовые кабели напряжением до 10 кВ.

Четырехжильный кабель напряжением 380 В (см. рис. 3.13, а) содер-

жит элементы: 1 – токопроводящие фазные жилы; 2 – бумажная фазная и по-

ясная изоляция; 3 – защитная оболочка; 4 – стальная броня; 5 – защитный по-

кров; 6 – бумажный наполнитель; 7 – нулевая жила. КЦНЦИПЫ КОНСТРУКТИВНОГО ИСПОЛНЕНИЯ  ИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ

Рис. 3.13. Силовые кабели: а – четырехжильный напряжением 380 В;

б – трехжильный напряжением 35 кВ; в – маслонаполненный высокого давления;

г – одножильный с пластмассовой изоляцией

Трехжильный кабель с бумажной изоляцией напряжением 10 кВ

(рис. 3.13, б) содержит элементы: 1 – токоведущие жилы; 2 – фазная изоля-

ция; 3 – общая поясная изоляция; 4 – защитная оболочка; 5 – подушка под

броней; 6 – стальная броня; 7 – защитный покров; 8 – заполнитель.

Трехжильный кабель напряжением 35 кВ изображен на рис. 3.13, в.

В него входят: 1 – круглые токопроводящие жилы; 2 – полупроводящие эк-

раны; 3 - фазная изоляция; 4 – свинцовая оболочка; 5 – подушка; 6 – заполни-

тель из кабельной пряжи; 7 – стальная броня; 8 – защитный покров.

На рис. 3.13, г представлен маслонаполненный кабель среднего и высо-

кого давления напряжением 110–220 кВ. Давление масла предотвращает по-

явление воздуха и его ионизацию, устраняя одну из основных причин пробоя

изоляции. Три однофазных кабеля помещены в стальную трубу 4, заполнен-

ную маслом 2 под избыточным давлением. Токоведущая жила 6 состоит из

медных круглых проволок и покрыта бумажной изоляцией 1 с вязкой про-

питкой; поверх изоляции наложен экран 3 в виде медной перфорированной

ленты и бронзовых проволок, предохраняющих изоляцию от механических

повреждений при протягивании кабеля в трубе. Снаружи стальная труба за-

щищена покровом 5.

Широко распространены кабели в полихлорвиниловой изоляции, про-

изводимые трех, четырех и пятижильными (3.13, е) или одножильными

(рис. 3.13, д).

Кабели изготавливаются отрезками ограниченной длины в зависимости

от напряжения и сечения. При прокладке отрезки соединяют посредством со-

единительных муфт, герметизирующих места соединения. При этом концы

жил кабелей освобождают от изоляции и заделывают в соединительные

зажимы.

ЛЕКЦИЯ  3. ПРИНЦИПЫ КОНСТРУКТИ  ВНОГО ИСПОЛНЕНИЯ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ

 

Рис. 3.14. Чугунная соединительная муфта для трехжильных кабелей

напряжением до 1 кВ

При прокладке в земле кабелей 0,38–10 кВ для защиты от коррозий и

механических повреждений место соединения заключается в защитный чу-

гунный разъемный кожух. Для кабелей 35 кВ используются также стальные

или стеклопластиковые кожухи. На рис. 3.14, а показано соединение трех-

жильного низковольтного кабеля 2 в чугунной муфте 1. Концы кабеля фик-

сированы фарфоровой распоркой 3 и соединены зажимом 4. Муфты кабелей

до 10 кВ с бумажной изоляцией заполняются битумными составами, кабели

20–35 кВ – маслонаполненными. Применяют и другие конструкции соедини-

тельных муфт.

На концах кабелей применяют концевые муфты или концевые заделки.

На рис. 3.15, а приведена мастиконаполненная трёхфазная муфта наружной

установки с фарфоровыми изоляторами для кабелей напряжением 10 кВ. Для

трехжильных кабелей с пластмассовой изоляцией применяется концевая

муфта, представленная на рис. 3.15, б. Она состоит из термоусаживаемой

перчатки 1, стойкой к воздействию окружающей среды, и полупроводящих

термоусаживаемых трубок 2, с помощью которых на конце трехжильного ка-

беля создаются три одножильных кабеля. На отдельные жилы надеваются

изоляционные термоусаживаемые трубки 3. На них монтируется нужное ко-

личество термоусаживаемых изоляторов 4.

Для кабелей 10 кВ и ниже с пластмассовой изоляцией во внутренних

помещениях применяют сухую разделку (рис. 3.15, в). Разделанные концы

кабеля с изоляцией 3 обматывают липкой полихлорвиниловой лентой 5 и ла-

кируют; концы кабеля герметизируют кабельной массой 7 и изоляционной

перчаткой 1, перекрывающей оболочку кабеля 2, концы перчатки и жилы до-

полнительно уплотняют и обматывают полихлорвиниловой лентой 4, 5, по-

следнюю для предотвращения отставания и разматывания фиксируют банда-

жами из шпагата 6. Я 3. ПРИНЦИПЫ КОНСТРУКТИВНОГО ИСПОЛНЕНИЯ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ

Рис. 3.15. Концевые муфты для трехжильных кабелей напряжением 10 кВ:

а – наружной установки с фарфоровыми изоляторами; б – наружной установки

с пластмассовой изоляцией; в – внутренней установки с сухой разделкой

Способ прокладки кабелей определяется условиями трассы линии. Ка-

бели прокладываются в земляных траншеях, блоках, туннелях, кабельных

туннелях, коллекторах, по кабельным эстакадам, а также по перекрытиям

зданий.

Наиболее часто на территории городов, промышленных предприятий

кабели прокладывают в земляных траншеях. Для предотвращения повреж-

дений из-за прогибов на дне траншеи создают мягкую подушку из слоя про-

сеянной земли или песка. При прокладке в одной траншее нескольких кабе-

лей до 10 кВ расстояние по горизонтали между ними должно быть не менее

0,1 м; 0,25 м – между кабелями 20–35 кВ. Кабель засыпают небольшим сло-

ем такого же грунта и закрывают кирпичом или бетонными плитами для

защиты от механических повреждений. После этого кабельную траншею за-

сыпают землей. В местах перехода через дороги и на вводах в здания кабель

прокладывают в асбестоцементных или иных трубах. Это защищает кабель

от вибраций и обеспечивает возможность ремонта без вскрытия полотна до-

роги. Прокладка в траншеях – наименее затратный способ кабельной кана-

лизации ЭЭ.

В местах прокладки большого количества кабелей агрессивный грунт и

блуждающие токи ограничивают возможность их прокладки в земле. Поэто-

му совместно с другими подземными коммуникациями используют специ-

альные сооружения: коллекторы, туннели, каналы, блоки и эстакады. Кол-

лектор служит для совместного размещения в нем разных подземных ком-

муникаций: кабельных силовых линий и связи, водопровода по городским

магистралям и на территории крупных предприятий. При большом числе па- 3. ПРИНЦИПЫ КОНСТРУКТИВНОГО ИСПОЛНЕНИЯ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ

 

раллельно прокладываемых кабелей, например, от здания мощной электро-

станции, применяют прокладку в туннелях. При этом улучшаются условия

эксплуатации, снижается площадь поверхности земли, необходимая для про-

кладки кабелей. Однако стоимость туннелей весьма велика. Туннель предна-

значен только для прокладки кабельных линий. Его сооружают под землей из

сборного железобетона или канализационных труб большого диаметра, ём-

кость туннеля – от 20 до 50 кабелей.

При меньшем числе кабелей применяют кабельные каналы, закрытые

землей или выходящие на уровень поверхности земли. Кабельные эстакады и

галереи используют для надземной прокладки кабелей. Этот вид кабельных

сооружений широко применяют там, где непосредственно прокладка сило-

вых кабелей в земле является опасной из-за оползней, обвалов, вечной мерз-

лоты

и т. п. В кабельных каналах, туннелях, коллекторах и по эстакадам кабели

прокладываются по кабельным кронштейнам.

В крупных городах и на больших предприятиях кабели иногда прокла-

дываются в блоках, представляющих собой асбестоцементные трубы, стыки

которых заделаны бетоном. Однако в них кабели плохо охлаждаются, что

снижает их пропускную способность. Поэтому прокладывать кабели в блоках

следует лишь при невозможности прокладки их в траншеях.

В зданиях, по стенам и перекрытиям большие потоки кабелей уклады-

вают в металлические лотки и короба. Одиночные кабели могут проклады-

ваться открыто по стенам и перекрытиям или скрыто: в трубах, в пустотелых

плитах и других строительных частях зданий.__

Литература

  Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине «Электроэнергетические системы и сети» подготовлен в рамках инновационной образовательной программы «Создание группового проектного обучения студентов СФУ как одного из основных элементов инновационной образовательной программы в рамках приоритетного образовательного проекта «Образование» на базе учебно-научнопроизводственного комплекса», реализованной в ФГОУ ВПО СФУ в 2007 г. Рецензенты: Красноярский краевой фонд науки; Экспертная комиссия СФУ по подготовке учебно-методических комплексов дисциплин Герасименко, А. А. Г37 Электроэнергетические системы и сети. Версия 1.0 [Электронный ресурс]: конспект лекций / А. А. Герасименко, Е. С. Кинев, Т. М. Чупак.

Преподаватель И.М.Шродаренко.