Общие сведенияКабель представляет собой одну или несколько изолированных и скрученных между собой жил, заключенных в герметичную оболочку, поверх которой могут быть наложены защитные покровы для различных условий прокладки (рис. 34).
§ 22. Характеристика основных видов кабелей Силовые кабели с пропитанной бумажной изоляцией напряжением 1,3, 6 и 10 кВ изготовляют одно-, двух-, трех- и четырехжильными (только на 1 кВ) с медными и алюминиевыми токопроводящими жилами, в свинцовой или алюминиевой оболочке, с различными защитными покровами в зависимости от назначения и условий эксплуатации. Обозначение марки кабеля состоит из нескольких букв, характеризующих основные конструктивные особенности кабеля и иногда его назначение. Так, буква С указывает, что кабель имеет свинцовую оболочку. Буквы Б, П и К обозначают тип брони (соответственно ленточная броня, броня из плоских или круглых проволок). Буква А в начале маркировки указывает, что кабель имеет алюминиевые токопроводящие жилы, если буква А стоит вместо буквы С, это означает, что кабель имеет алюминиевую оболочку. Например: СБ и АСБ — силовые кабели с медными и алюминиевыми жилами, в свинцовой оболочке, с защитным покровом Б; ААШв 3 х 95 (ож) - 10 ГОСТ 18410 - 73 * - силовой кабель с алюминиевыми жилами, в алюминиевой оболочке, с защитным покровом Шв, тремя однопроволочными жилами номинальным сечением 95 мм2, на напряжение 10 кВ. Электрическое поле в кабелях с поясной изоляцией имеет очень сложный вид. Здесь появляется напряженность электрического поля вдоль слоев пропитанной бумаги, что значительно снижает электрическую прочность изоляции кабеля, так как вдоль слоев она примерно в 10 раз меньше, чем поперек их. Поэтому важно наиболее полное и качественное заполнение межфазных пространств. Обычно для этого применяют бумажный кордель, который скручивают из сульфатной или кабельной бумаги. Во время нормальной эксплуатации напряжение между жилами в 3 раза больше, чем между жилой и оболочкой, поэтому толщину поясной изоляции берут значительно меньше, чем толщину изоляции между жилами. Силовые кабели предназначены для работы с изолированной нейтралью. Следовательно, при заземлении одной из фаз напряжение между жилой и оболочкой у других фаз возрастает до линейного. Это свойство учитывается при выборе толщины поясной и жильной изоляции. В силовых кабелях напряжением 20 и 35 кВ поверх изоляции каждой жилы накладывают проводящий экран или металлическую оболочку, благодаря чему силовые линии электрического поля имеют радиальное направление. Кабели изготовляют одно- и трехжильными. На круглые алюминиевые или медные жилы кабеля последовательно накладывают ленты электропроводящей бумаги, бумажной изоляции, экран из электропроводящих лент, а также оболочку из алюминия или свинца. В одножильных кабелях накладывают защитные покровы, а в трехжильных — жилы в металлических оболочках скручивают, заполняя промежутки между жилами пропитанной кабельной пряжей или штапелированным стекловолокном (до образования круга в сечении), обматывают тканевой лентой или кабельной пряжей и бронируют. Толщина изоляции у кабелей напряжением 20 кВ и сечением 25 — 95 и 120—400 мм2 соответственно 7 и 6 мм, у кабелей напряжением 35 кВ и сечением 120 — 300 мм2 — 9 мм. Минимальное сечение жил кабелей напряжением 35кВ ограничивается 120 мм2, так как кабели с меньшим сечением жил неэкономичны. Для вертикальной прокладки недопустимо применение силовых кабелей с вязкой пропиткой. Пропиточный состав при нагревании (во время эксплуатации) начинает постепенно стекать в нижнюю часть проложенного кабеля. При этом верхний участок кабеля лишается значительной части пропиточного состава, что приводит к образованию пустот, снижению электрической прочности кабеля и пробою. В то же время в нижнем участке кабеля создается повышенное давление от избыточного количества натекаемого состава, что приводит к повреждению металлической оболочки кабеля или течи состава из концевых муфт. В связи с этим для кабелей напряжением 1 — 3 кВ с вязкой пропиткой допускается разность уровней не более 20—25 м, для кабелей 6—10 кВ в свинцовой и 10 кВ в алюминиевой оболочке не более 15 м, для кабелей 6 кВ в алюминиевой оболочке не более 20 м и для кабелей 20—35 кВ не более 15 м. Кабели с бумажной изоляцией для вертикальных и крутонаклонных трасс выпускают с обедненным (обедненно-пропитанные) или нестекающим вязким составом. В начале маркировки кабелей с бумажной изоляцией, пропитанной нестекающими составами, ставят букву Ц (например, ЦАСБ, ЦСБ). Кабели напряжением 3 и 6 кВ с обедненно-пропитанной изоляцией в свинцовой и алюминиевой оболочках прокладывают при разности уровней до 100 м (для кабелей напряжением 3 кВ в алюминиевой оболочке разность уровней не ограничивают). Кабели с бумажной изоляцией, пропитанной нестекающим составом, предназначены для прокладки без ограничения разности уровней. Толщину изоляции кабелей напряжением 6 кВ с обедненно-пропитанной изоляцией и напряжением 6, 10 и 35 кВ с нестекающим составом принимают несколько большей, чем толщину кабелей, пропитанных вязким составом. Силовые кабели напряжением 0,66; 1; 3; 6; 10 и 35 кВ с пластмассовой изоляцией в основном изготовляют без металлических оболочек. Благодаря этому упрощается технология их изготовления и значительно экономится количество свинца и алюминия. В маркировке силовых кабелей элементы обозначают следующим образом: В — ПВХ пластикат, П — полиэтилен, Пс — полиэтилен самозатухающий, Пв — полиэтилен вулканизующийся, Пвс — полиэтилен вулканизующийся самозатухающий. Изолированные жилы кабелей скручивают, заполняя их ПВХ пластикатом или материалом изоляции жилы. Жилы имеют отличительную расцветку или обозначение цифрами, начиная с нуля (аналогично бумажной изоляции). Поясную изоляцию этих кабелей выпрессовывают из материала изоляции, ПВХ пластиката или обматывают лентами из полиэтилентерефталата. Силовые кабели маркируют следующим образом: Р — резина изоляционная; Н — резина шланговая, не распростракяющая горения; Рт — резина изоляционная повышенной теплостойкости. Резиновая изоляция на жилах кабеля имеет сплошную расцветку или обозначается цифрами, начиная с нуля. Заземляющую или нулевую жилу изготовляют черного цвета или обозначают цифрой нуль. Изолированные жилы скручивают в кабель, при этом допускается заполнять промежутки резиновыми жгутами, кабельной непропитанной пряжей или штапельной стеклопряжей. Кроме того, применяют параллельную укладку жил сечением до 16 мм2 в двухжильных кабелях. В зависимости от условий эксплуатации применяют бронированные кабели с защитными покровами либо без них. Контрольные кабели с резиновой и пластмассовой изоляцией изготовляют на переменное напряжение до 660 В, частотой до 100 Гц или постоянное напряжение до 1000 В с количеством жил от 4 до 61 и сечением от 0,75 до 10 мм2. В условном обозначении кабелей в начале маркировки ставится буква К, например: КРВБГ 10 x 1,5 (контрольный, резиновая изоляция, ПВХ оболочка, бронированный, без наружного защитного покрова, десять жил сечением 1,5 мм2). Изолированные жилы скручивают отдельными повивами. В каждом повиве кабеля имеется счетная жила синего или голубого цвета, а рядом с ней — жила направления — красного или розового цвета. Кабели с числом жил более 7, имеющие государственный Знак качества, выпускают с отличительной цифровой или цветной маркировкой всех жил.
§ 23. Испытание кабелей Завершающей стадией технологического процесса изготовления кабеля является его испытание. В объем испытаний кабеля входят: проверка конструктивных элементов, основных размеров и конструкции защитных покровов; определение электрического сопротивления токопроводящей жилы изоляции; определение значения тангенса угла диэлектрических потерь. Государственными стандартами установлен ряд требований к качеству кабелей. Токопроводящая жила не должна иметь заусенцев, режущих кромок, выпучивания и обрывов отдельных проволок, могущих повредить бумажную изоляцию. На металлических защитных оболочках (свинцовой и алюминиевой) царапины и вмятины должны быть зачищены таким образом, чтобы толщина оболочки кабеля после зачистки не превышала минимально допустимую. На поверхности резиновой или пластмассовой оболочки не должно быть пузырей, а также вмятин, выводящих толщину оболочки за предельные отклонения. В бумажной изоляции не должно быть складок, морщин и неплотностей, так как это вызывает образование пустот, что, в свою очередь, может вызвать пробой изоляции кабеля в процессе эксплуатации. Электрическое сопротивление токопроводящих жил является важнейшей характеристикой кабеля и зависит от ряда причин: многопроволочности, вызывающей удлинение провода из-за скрутки; сечения, которое может быть меньше номинального и др. Измерение электрического сопротивления (табл. 5) обычно производят при постоянном токе, так как при переменном токе из-за поверхностного эффекта увеличивается активное сопротивление. Таблица 5. Электрическое сопротивление жилы кабеля, пересчитанное на 1 мм2 номинального сечения, 1 км длины и температуру 20 С
Сопротивление жил кабеля Rt (Ом/км) для различных сечений S, температур t и длин L определяется по формуле
Сопротивление изоляции кабеля характеризует ее качество, влажность, наличие воздушных включений и др. Сопротивление изоляции жилы при 20 °С, пересчитанное на 1 км длины, должно быть: для кабелей с бумажной изоляцией напряжением 1 и 3 кВ — 100, 6 кВ и выше — 200 МОм; для резины 50, ПВХ пластиката напряжением до 1 кВ — 7, полиэтилена напряжением до 6 кВ - 150 МОм. Для определения электрической прочности силовые кабели испытывают повышенным напряжением. Испытательные напряжения и продолжительность испытаний определены стандартами. В сертификатах на кабельную продукцию завода-изготовителя указывают электрические характеристики, полученные в результате проведенных на заводе испытаний.
§ 24. Выбор и применение кабелей Определение областей применения силовых кабелей в зависимости от условий их прокладки и эксплуатации производится в соответствии с Едиными техническими указаниями (ЕТУ по выбору и применению электрических кабелей), в которых предусматривается широкое использование кабелей в алюминиевой и пластмассовой оболочках вместо кабелей в свинцовой оболочке*. * Применение силовых кабелей в свинцовой защитной оболочке предусматривается для подводных линий, запыленных и особо опасных коррозийных сред и др. При прокладке в земле одной строительной длины кабеля к сложным участкам относят трассы более чем с четырьмя поворотами под углом 30° или прямолинейные — более чем с четырьмя переходами в трубах длиной более 20 м, или более чем с двумя переходами в трубах длиной более 40 м. Прокладка кабеля в трубах более чем с двумя поворотами при длине труб более 20 м, а также с четырьмя (и более) протяжками через огнестойкие перегородки, не считая подводов кабелей к электрооборудованию, также считается сложной. Все остальные участки с меньшим числом поворотов или переходов в трубах относятся к несложным. На сложных участках трасс во избежание повреждения ПВХ шланга не рекомендуется применять кабели марки ААШв и кабели с однопроволочными алюминиевыми жилами сечением 3 х 150 —3 х 240 мм2. При значительных растягивающих усилиях* рекомендуют применять кабели, бронированные круглыми или плоскими стальными проволоками. * Значительными растягивающими усилиями называют усилия, возникающие в процессе эксплуатации кабелей, прокладываемых в насыпных, болотистых, пучинистых и многолетнемерзлых грунтах, воде, а также на вертикальных участках. Для помещений с температурой окружающей среды выше 50 °С, но не превышающей предельную длительно допустимую температуру жил кабелей, допускается применение обычных кабелей со сниженными допустимыми токовыми нагрузками или сокращение срока их службы. При воздействии на кабель вибрации применяют алюминиевую или пластмассовую оболочку. Применение в этих условиях кабелей со свинцовой оболочкой не рекомендуется из-за возможных механических повреждений. Сведения по выбору марок силовых кабелей для различных условий прокладки приведены в табл. 6, 7, контрольных - в ГОСТ 1508.78. Т а б л и ц а 6. Кабели, рекомендуемые для прокладки в земле (траншеях)
Примечание. Таблица составлена без учета коррозионной активности грунтов и наличия блуждающих токов. Т л б л и ц а 7. Кабели, рекомендуемые для прокладки в воздухе
Примечание. Таблица составлена без учета окружающей среды в помещениях.
25. Упаковка, маркировка и хранение Для хранения, транспортировки и прокладки кабеля применяют деревянные барабаны (рис. 38), размеры которых в соответствии с ГОСТом имеют номера с 4-го по 30-е. Во избежание повреждения изоляции кабеля при его намотке диаметр шейки барабана должен быть не менее размеров, приведенных в табл. 8, которые определяются в зависимости от параметров наматываемого кабеля.
Рис. 38. Основные размеры деревянного барабана: D1 — диаметр шейки, D— диаметр щеки, В — расстояние между щеками, d — внутренний диаметр отверстия для вала Таблица 8. Выбор диаметра шейки барабана в зависимости от параметра наматываемого кабеля
Примечание. DK— диаметр кабеля по металлической оболочке, мм; DH— наружный диаметр кабеля, мм; dж— диаметр круглой жилы (диаметр эквивалентного сечения для секторных и сегментных жил), мм. Намотку кабеля на барабаны производят плотными и ровными рядами без ослабления. Расстояние между верхними витками кабеля и краем щеки барабана нормировано: для многожильных кабелей оно составляет 100, для одножильных — 50 мм. Во избежание проникновения влаги внутрь кабеля его концы надежно герметизируют. Концы кабелей в металлической оболочке запаивают, а в резиновой или пластмассовой — обматывают соответственно резиновой или липкой ПВХ лентой. Верхний конец кабеля надежно прикрепляют к щеке с внутренней стороны, нижний выводят через отверстие в щеке барабана и зашивают снаружи металлическим листом. Со стороны вывода нижнего конца кабеля на щеке барабана наносят его номер, стрелку, указывающую направление вращения барабана, и надписи: «Катать по стрелке», «Не класть плашмя» (так как это приводит к спаданию витков кабеля и их зажатию при раскатке), «При разгрузке не сбрасывать» и надписи, относящиеся непосредственно к намотанному кабелю. Барабан с кабелем напряжением 6 кВ и более должен иметь протокол электрических испытаний, который вкладывают в водонепроницаемый пакет, укрепленный на внутренней поверхности щеки барабана (под обшивкой). Барабаны с кабелем должны храниться в закрытых помещениях, под навесом или на открытых площадках обшитыми. Кроме того, они должны быть защищены от механических воздействий и агрессивных сред. Срок хранения кабелей на открытых площадках 2 года, под навесом — 5 лет, в закрытых помещениях — 10 лет (не более). Контрольные вопросы
|
для медных многожильных кабелей
для алюминиевых многожильных
