Кабельные маслонаполненные линии 110-500 кВ высокого давления — Муфты для кабелей
Содержание материала
4. МУФТЫ ДЛЯ КАБЕЛЕЙ
Кабельные муфты высокого напряжения различаются по назначению, виду изоляции, величине и роду напряжения. По назначению муфты кабелей высокого давления делятся на концевые, разветвительные, соединительные, соединительно-разветвительные и кабельные вводы в трансформаторы; по виду изоляции — с конденсаторной и неконденсаторной подмоткой; по роду напряжения — на муфты переменного и постоянного тока.
Монтаж муфт маслонаполненных кабелей выполняется квалифицированными электромонтажниками, прошедшими соответствующее обучение на одном из кабельных заводов и имеющими удостоверения на право монтажа. Руководитель бригады должен иметь квалификацию электромонтажника 6-го разряда и быть специалистом I категории по монтажу кабелей высокого давления, остальные члены бригады — 5-го и 4-го разряда, специалистами II и III категории.
К началу монтажа муфт должны быть выполнены все строительно-монтажные работы, относящиеся к кабельной линии на данном участке: строительство помещения, в котором или над которым устанавливаются муфты; установка опорных стоек для крепления муфт. Должна быть полностью закончена прокладка кабеля.
Монтаж разрешается производить только при наличии ППР, согласованного с заводом — изготовителем кабеля. На время монтажа назначается ответственный руководитель и составляется график работ по монтажу муфт и график работы по сменам с учетом непрерывного монтажа каждой муфты до окончания ее сборки. Согласно ППР на месте монтажа концевых муфт или вводов в трансформаторы устанавливаются палатки или шатры, балки для электротали или блока грузоподъемностью 0,5—1 т. Сооружаются леса или опорные стойки, обеспечивающие нормальный монтаж муфт.
Над местом монтажа соединительной и соединительно-разветвительной муфт в туннеле устанавливаются палатки или шатер. При монтаже муфт в колодце над входом и выходом из колодца устанавливаются палатки или шатры. В шатре или колодце, где производится монтаж муфт, размещается оборудование, приспособления, инструменты и материалы, необходимые для монтажа (см. приложение 3), которые должны иметь резерв или замену. Резерв должен храниться в передвижном фургоне или во вспомогательном помещении. Муфты и монтажные материалы, применяемые для сооружения кабельной линии, до монтажа хранятся в закрытом помещении в упаковке завода-изготовителя и должны быть защищены от механических повреждений и воздействия агрессивных сред. Перед постановкой на монтаж по упаковочной ведомости проверяется содержимое ящиков с муфтами и монтажными комплектами. Из банок с монтажными комплектами берутся пробы масла, характеристики которого должны удовлетворять требованиям, указанным в приложении 1. Для монтажного комплекта проба масла берется из одной банки. После взятия пробы банка доливается дегазированным маслом и запаивается.
Рулоны в банках должны быть полностью погружены в масло, в противном случае они бракуются. Если на стенках банок имеются потеки масла, т.е. банки негерметичны, они вскрываются. Если рулоны погружены в масло полностью, то при удовлетворительных результатах испытаний пробы масла из банки монтажный комплект может быть использован для монтажа муфт.
Рис. 12. Концевая муфта маслонапочненного кабеля высокого давления в стальной трубе на напряжение 500 кВ:
Концевые муфты
Концевые муфты: предназначены для вывода токопроводящей жилы из кабеля и присоединения ее к линиям электропередачи, трансформаторам или элементам распределительного устройства. Муфтам присвоена марка КМЗДТ — муфта концевая для маслонаполненного кабеля высокого давления. Концевая муфта кабелей высокого давления на напряжение -500кЗ показана на рис 12 Концевые муфты, работающие при температурах окружающего воздуха ниже —5 °С, снабжаются устройствами для обогрева.
Опорная часть муфты состоит из опорной плиты и приваренной к ней металлической трубы (корпус муфты). На опорной плите устанавливаются фарфоровые изоляторы. Плита скрепляется с опорной стойкой концевой муфты. Корпус имеет два штуцера для присоединения подпитывающей и контрольной аппаратуры и фланец для соединения с медной трубой разветвления.
Наружная изоляция муфты в зависимости от напряжения выполняется из одного, двух или трех изоляторов из высокопрочного фарфора. Между собой, а также с опорной плитой и верхней частью муфты фарфоровые изоляторы скрепляются с помощью шпилек, шайб и гаек. Для обеспечения герметичности муфт при избыточном давлении масла применяются армированные маслобензостойкие резиновые прокладки. 
Рис. 13. Токовывод концевой муфты на напряжение 500 кВ:
1 — верхняя часть токовывода; 2 — гибкий сжим; 3 — стержень направляющий; 4 — болт; 5 — наконечник
Токовывод муфты предназначен для присоединения внешнего вывода концевой муфты к жиле кабеля, находящейся в фарфоровом изоляторе. Токовывод (рис. 13) состоит из наконечника, соединяемого с жилой кабеля опрессовкой; компенсатора, выполняемого из медных гибких пластин и обеспечивающего компенсацию при тепловых удлинениях жилы; наружного контактного вывода. Внутренняя изоляция (концевая заделка) представляет собой усиливающую подмотку по заводской изоляции на конце кабеля, где в результате среза заземленного экрана кабеля образуется сильно неравномерное электрическое поле. Размеры и конструкция концевой кабельной заделки определяются электрическим расчетом. Для концевых муфт 110 кВ и выше в качестве усиливающей изоляции конца кабеля применяются заделки конденсаторного типа (рис. 14), выполняемые из рулонов пропитанной бумаги шириной 200, 300, 500 мм и конденсаторных обкладок из алюминиевой фольги, разделяющих подмотку на ряд слоев. На верхнюю и нижнюю части муфты, а также на узел соединения фарфоровых изоляторов устанавливатся экраны. Для концевых муфт на напряжение 220 кВ и выше верхний экран выполняется в виде шара из изогнутых металлических прутков. В остальных случаях экраны выполняются сплошными из металлического листа.
Монтаж концевых муфт выполняемся согласно производственной инструкции завода-изготовителя и производится, как правило, после монтажа соединительных и соединительно-разветвительных муфт. Последовательность работ при монтаже муфт на различные напряжения в основном одинакова.
На место монтажа концевые муфты поставляются в ящиках (одна или три муфты в ящике). Измеряется расстояние от фланца корпуса муфты до ее крышки. Изоляторы отсоединяются от опорной плиты, все детали муфты протираются, обертываются бумагой и размешаются в помещении для монтажа. В этом же помещении размещаются инструменты монтеров, пресс и матрица для опрессовки наконечника, материалы, необходимые для монтажа (приложение 3), щит для подключения электрооборудования и освещения
Проверяется давление азота в трубопроводе, которое должно быть около 0 и 294 МПа (0,3 кгс см2) в течение всего монтажа трубопровод подпитывается сухим азотом. С фазы кабеля снимается временное приспособление для герметизации, отрубаются проволоки скольжения с поддерживающего стакана и кабель осаживается в трубу разветвления. Место ,выхода кабеля из трубы герметизируется полотном и пластмассовыми лентами. Конец кабеля устанавливается в вертикальное положение. Определяется место обреза кабеля, на которое накладывается бандаж. Ножовкой кабель ровно обрезается у бандажа. Выполняется разделка конца кабеля для опрессования наконечника токовывода. На жилу кабеля накладывается бандаж из стальной оцинкованной проволоки диаметром 1 —1,5 мм, устанавливается наконечник, расстояние от горца которого до обреза изоляции должно быть 20 мм. Снимается бандаж с жилы. Производится опрессование наконечника на жиле. При первом опрессовании матрица пресса устанавливается так, чтобы ее торец был на 5 мм ниже горца наконечника. При втором опрессовании матрица устанавливается у буртика, наконечника. Затем матрица устанавливается так, чтобы она перекрывала места предыдущих опрессовок. В случае получения на поверхности наконечника выступов или неровностей производится дополнительное опрессование. Затем головка пресса снимается с кабеля и удаляется с места монтажа. Наконечник зачищается напильником до получения ровной и гладкой поверхности, которая доводится до блеска наждачным полотном. Наконечник, жилы и изоляция промываются горячим маслом до исчезновения опилок.
В случае, если монтаж муфты выполняется спустя некоторое время после опрессования наконечника, наконечник и изоляция обматываются пластмассовыми лентами и на кабель устанавливается приспособление для герметизации, которое заполняется азотом. Затем производится разделка конца кабеля и наложение усиливающей подмотки (рис. 14). На расстоянии 50 мм от фланца разветвления на кабель накладывается бандаж из медной луженой проволоки и припаивается к проволокам скольжения. С конца кабеля снимаются проволоки скольжения и обрезаются на расстоянии 0,5 м от бандажа. Выполняется ступенчатая разделка изоляции кабеля согласно чертежу. Обрыв лент бумажной изоляции производится с помощью стальной проволоки с грузиками. Разделка кабеля промывается горячим маслом.
Далее накладывается конденсаторная подмотка, состоящая из чередующихся слоев бумаги, и обкладок из алюминиевой фольги. Алюминиевая фольга (ролик шириной 40—50 мм) накладывается с положительным перекрытием. При наложении изоляции (рулоны шириной 200—300 мм) конец рулона каждого последующего слоя закладывается на длину окружности под верхний слой предыдущего рулона. Рулоны должны наматываться плотно, с натягом без морщин и складок. Каждый слой изоляции, накладываемый на конденсаторную обкладку, разделяется на два подслоя равной толщины. Стыки рулонов нижнего подслоя должны перекрываться рулонами верхнего не менее чем на 50 мм. После наложения каждого подслоя подмотка промывается теплым маслом С-220.
Намотка продолжается до тех пор, пока ее диаметр не станет равным диаметру заводской изоляции, после чего с кабеля снимается медная перфорированная и полупроводящая ленты экрана и две ленты изоляции. Медная лента отрезается на расстоянии 10, металлизированная полупроводящая — 20, полупроводящие — 30 мм от бандажа. Продолжается наложение подмотки согласно чертежу. По окончании намотки производится срыв выравнивающего конуса. На полупроводящую бумагу, выступающую из-под медной перфорированной ленты, и на конус накладывается экран роликами из полупроводящей бумаги. Ролики шириной 10 мм накладываются с положительным перекрытием до последней (верхней) конденсаторной обкладки, которая в некоторых случаях выполняется из медной луженой перфорированной ленты.
Рис. 14. Конструкция изоляции концевой муфты кабеля марки МВДТ1Х400 мм 2 110 кВ:
1 — наконечник; 2— подмотка наконечника; 3 — жила кабеля; 4 — рулоны пропитанной бумаги; 5 — конденсаторные обкладки: С — экран по жиле; 7 — медный луженый канатик; 8 — изоляция кабеля; 9 — полупроводящие ленты экрана по изоляции; 10 — полупроводящая металлизированная лента; 11 —бандаж; 12 — медная перфорированная лента; 13— медная труба разветвления; 14 — провод заземления; 15 — проволока скольжения
Pиc. 15. Соединительио-разветвительная муфта маслонаполненного кабеля высокого давления на напряжение 500 кВ:
1 — кабель; 2 — стальной трубопровод; 3 — переходное кольцо; 4 — кожух муфты; 5 — провод заземления; 6 — подставка под кабель; 7 — изоляция; 8 — сильфонный вентиль; 9— кольцо; 10 — фланец разветвления; 11 — фланец усиливающий: 12 — труба медная; 13 — фланцевое соединение; 14 — жила кабеля; 15 — бандаж; 16— поддон; 17— подставка под подмотку муфты 
Из медного луженого канатика или мягкой медной проволоки на медную ленту экрана кабеля накладывается экран по всей длине выравнивающего конуса и на 20 мм по цилиндрической части подмотки. Канатик накладывается плотно виток к витку, а последние витки припаиваются к заземляющей обкладке. Экран пропаивается по трем образующим, сдвинутым относительно друг друга на 120°. Ширина полоски пайки экрана около 10 мм. Затем экран припаивается к медной перфорированной ленте кабеля по всей окружности. Один конец провода заземления разделяется по сечению на две половины. Одна половина провода припаивается к месту пайки экрана к медной ленте, другая — к проволокам скольжения с помощью гильзы. Другой конец провода заземления соединяется с плитой муфты.
К наконечнику присоединяется верхняя часть токовывода. Производится сборка муфты.
На фланец трубы разветвления укладывается резиновая прокладка. На опорную стойку устанавливается опорная плита с корпусом, соединяемым с медной трубой разветвления. На опорную плиту укладывается резиновая прокладка, на которую устанавливается фарфоровый изолятор, соединяемый с плитой. Устанавливается верхняя плита муфты на изолятор; при этом должны совпасть грани токовывода и отверстия в плите. Муфта заполняется осушенным азотом.
Соединительно-разветвительная муфта предназначена для соединения строительных длин кабеля в месте перехода от магистрального трубопровода к трубам разветвления, идущим к концевым муфтам или кабельным вводам в трансформаторы. Соединительно-разветвительные муфты применяются в тех случаях, когда невозможно проложить кабель в трубопроводе и медных трубах
разветвления одной строительной длиной из-за сложной разводки труб. Применение соединительно-разветвительных муфт позволяет раздельно протянуть кабель в последнюю секцию трубопровода и медные трубы разветвления. От соединительной муфты соединительно-разветвительная муфта (рис. 15) отличается конструкцией фланца, посредством которого осуществляется переход от общего трубопровода к разветвительным трубам, а также разводка фаз кабеля в муфте. Соединение жил и усиленная изоляция (подмотка) такие же, как и в соединительной муфте.
Муфтам присвоена марка СРМВДТ — муфта соединительно-разветвительная для маслонаполненного кабеля высокого давления.
Соединительные муфты
Соединительные муфты предназначены для соединения строительных длин кабеля. Муфтам присвоена марка СМВДТ — муфта соединительная для маслонаполненного кабеля высокого давления. Муфта состоит из соединения токопроводящих жил, экранированной усиленной изоляции корпуса. Соединение токопроводящих жил выполняется с помощью гильзы, наружный диаметр которой выбирается равным диаметру токопроводящей жилы (рис. 16). Это позволяет получить более равномерное электрическое поле в подмотке (изоляции) муфты над гильзой. Соединение выполняется методом опрессовки, а затем для улучшения контакта место соединения жил пропаивается.
Усиленная изоляция соединительной муфты выполняется в виде подмотки из бумажных роликов и рулонов, пропитанных маслом С-220. Регулирование тангенциальной составляющей электрического поля на переходах от заводской изоляции кабеля к цилиндрической части подмотки производится с помощью конусной разделки торцов подмотки.
Корпус муфты, изготовленный из стальной трубы, соединяется со стальным трубопроводом с помощью переходных колец. Корпус предназначен для зашиты внутренней изоляции соединительной муфты от атмосферных и механических воздействий.
Монтаж трех фаз соединительной муфты выполняется одновременно и производится без перерыва с момента начала работ по снятию приспособлений для герметизации с переходных колец до окончания сварки корпуса с ними.
Рис. 16. Оснастка, применяемая при соединении токопроводящих жил сечением 625 мм 2 кабеля высокого давления
Рис. 17. Матрица для опрессования гильзы при соединении жил сечением 400 мм 2 кабелей высокого давления: 
1 — матрица нижняя с шаровыми выступами; 2— ось; 3 — матрица верхняя; 4— пластина направляющая; 5 — матрица нижняя без шаровых выступов; 6 — шаровой выступ.
В помещении для монтажа муфты размещаются необходимые инструменты и материалы (приложение 3), а также оснастка для соединения токопроводящих жил.
Снимаются приспособления для герметизации с концов кабелей, выходящих из стальных трубопроводов. Торцы резиновой или свинцовой прокладки в местах соединения с кабелем дополнительно обматываются пластмассовой лентой для уменьшения расхода азота, в течение всего времени монтажа муфт трубопровод с обоих концов подпитывается азотом.
Между фазами устанавливаются распорки и две фазы укладываются на подставках, а третья фаза подвешивается над ними. С концов кабелей снимается изоляция до жил на длине, необходимой для соединения жил. На концы жил накладываются бандажи из мягкой стальной оцинкованной проволоки диаметром 1—1,5 мм. На жилы устанавливаются оправки (рис. 16). Проволоки верхнего повива жил надрезаются под углом 45° на 70—80 % их толщины и обламываются. Заусенцы обрабатываются напильником. На торцы изоляции накладывается фольга и шнуровой асбест для предохранения от обгорания во время пайки и лужения жилы.
На концы соединяемых жил наносится слой паяльной пасты (канифоль на спирте), и каждая жила пропаивается с большим количеством расплавленного припоя до получения монолита. При этом жила помещается в специальную ванночку (рис. 16, е) с расплавленным припоем ПОССу 40-2. При помощи стального шаблона (рис. 16, г) на каждой жиле вырезается часть, равная половине цилиндра так, чтобы при их сложении получилась целая жила. Затем концы жил облуживаются припоем. На жилы устанавливается соединительная гильза таким образом, чтобы ее края плотно прилегали к торцам верхнего повива проволок и отверстие для пайки находилось в верхней части.
С помощью гидравлического пресса и трех матриц, из которых две имеют шаровые выступы на полукруглом профиле (рис. 17), выполняется опрессование гильзы. Опрессование выполняется за два приема. При первом опрессовании одна матрица применяется с шаровым выступом, другая — с гладкой поверхностью. Затем последняя заменяется на матрицу с шаровым выступом и выполняется второе опрессование. На опрессованную гильзу устанавливается алюминиевая разъемная опока (рис. 16, д), имеющая в верхней части прорезь для заливки припоя. Расплавленный припой ПОССу 40-2 заливается в опоку по всей ее длине до полного заполнения припоем зазоров между проволоками. Прогрев места пайки контролируется палочкой припоя. Если при соприкосновении с опокой припой плавится, то место пайки прогрето. После охлаждения припоя снимается алюминиевая опока.
Место соединения жил обрабатывается напильником и наждачной бумагой доводится до блеска. Диаметр соединения должен быть равен диаметру жилы. Соединение жил и изоляция промываются чистым маслом, я затем выполняется разделка изоляции конца кабеля.
С кабеля снимаются проволоки скольжения, обрезаемые на расстоянии 150 мм от бандажей, медная перфорированная и полупроводящая ленты и производится срыв конуса на заводской изоляции согласно чертежу подмотки соответствующего маркоразмера муфты (рис. 18). Срыв изоляции выполняется при помощи стальной проволоки с двумя грузиками на концах. Каждая лента обрывается в направлении, перпендикулярном оси кабеля. Полупроводящие ленты экрана по жиле обрываются на расстоянии 10 мм от обреза изоляции. На места соединений жил накладывается экран из двух слоев полупроводящей бумаги, выполняемый роликом шириной 10 мм.
Верхняя фаза подвешивается так, чтобы обеспечить возможность наложения усиливающей изоляции на остальных фазах.
Производится наложение изоляции (подмотка) на двух нижних фазах роликами и рулонами из уплотненной бумаги толщиной 0,08 мм до диаметра, равного диаметру изоляции кабеля. После этого такая же подмотка выполняется на верхней фазе. Затем с кабелей снимаются ленты экрана и две ленты изоляции и выполняется подмотка всех трех фаз рулонами из пропитанной бумаги шириной 200, 300 мм и толщиной 0,12 мм. Торцам подмотки придается форма выравнивающих конусов, подмотка промывается маслом.
На выравнивающие конусы роликами шириной 10 мм и на цилиндрическую часть роликами шириной 20 мм накладывается экран из полупроводящей бумаги толщиной 0,2 мм в один слой с перекрытием 2—3 мм. Экран накладывается с двух сторон от начала конусов. На цилиндрическую часть подмотки накладывается медная перфорированная луженая лента, концы которой припаиваются к предыдущему витку. На медную, перфорированную ленту экрана кабеля, выравнивающие конусы и на расстоянии около 60 мм по цилиндрической части подмоток виток к витку накладывается медный луженый канатик. Канатик и лента экрана пропаиваются по трем образующим, сдвинутым относительно друг друга на 90°. Ширина полоски пайки должна быть около 10 мм. Места паек очищаются и подмотка промывается горячим маслом.
Рис. 18. Конструкция изоляции соединительной муфты кабеля 110 кВ с сечением жилы 1Х400 мм 2 (а) и последовательность работ при соединении жил кабелей (б)
Производится заземление экранов подмоток и кабелей, а также проволок скольжения. На три провода заземления с одного конца напаивается наконечник. Другие концы каждого провода делятся по сечению примерно на две одинаковые части. Виток одной части накладывается и припаивается к медной ленте экрана кабеля и проволокам экрана подмотки муфты. Другая часть провода и две проволоки скольжения спаиваются между собой в гильзе. Наконечник присоединяется к переходному кольцу муфты. Заземление выполняется с обоих концов подмотки. По окончании монтажа всех трех фаз они размещаются треугольником на подставках и на них накладывается общий бандаж из медного луженого канатика.
Поддон муфты соединяется с переходными кольцами. На подмотку устанавливается корпус муфты, который приваривается к переходным кольцам. При сварке оба соединения провариваются одним слоем так, чтобы замыкание сварного шва было в верхней точке. Перед замыканием сварного шва на втором стыке увеличивается подача азота с обеих сторон трубопровода и муфта продувается в течение 10 мин. Затем зазор проваривается. Выполняется второй и третий слой сварки и удаляется окалина. На штуцер корпуса муфты устанавливается заглушка или сильфонный вентиль.
После заполнения линии маслом и испытания давлением переходные кольца и сварные швы на муфтах красят. В случае, если трубопровод с кабелями проложен в земле, муфты монтируются в специальных колодцах. На муфты накладывается антикоррозионные покрытия и колодцы засыпаются песком.
На рис. 18 приняты следующие обозначения: 1 — бандаж; 2 — медная перфорированная лента; 3— провод заземления; 4 — металлизированная полупроводящая лента; 5 — полупроводящие ленты; 6 — изоляция кабеля; 7— подмотка рулонами пропитанной бумаги, 8— подмотка роликами пропитанной бумаги; 9 — ленты полупроводящей бумаги; 10 — гильза соединительная; 11 — жила кабеля; 12 — лента полупроводящей бумаги и медная перфорированная лента; 13 — лента полупроводящей бумаги; 14 — проволока медная луженая; 15— проволока скольжения; 16 — оправка; 17 — бандаж; 18 — шаблон; 19 — опока; 20 — асбест шнуровой 
Рис. 19. Разветвительная муфта для кабеля на напряжение 500 кВ:
1 — переходное кольцо; 2— корпус; 3— штуцер; 4 — болт; 5 — фланец приварной; 6—фланец переходный; 7 — медная труба разветвления; 8— фланцевое соединение медных труб разветвления; 9 — резиновая прокладка
Разветвительная муфта (рис. 19) предназначена для разводки фаз кабеля из трубопровода к концевым муфтам и применяется в тех случаях, когда фазовые разветвления сравнительно короткие и не требуется установки, соединительно-разветвительных муфт. Муфта состоит из переходного кольца 1, приваренного к трубопроводу; корпуса 2 с фланцем; переходного фланца, к которому привариваются медные трубы разветвления; фланцевого соединения медных труб.
Муфтам присвоена марка РМВДТ — муфта разветвительная для маслонаполненного кабеля высокого давления.
Источник
