Конструкция силового кабеля
Конструкция силового кабеля
Как же устроен силовой кабель?
Силовой кабель состоит из основных элементов: токопроводящих жил, изоляции, оболочек и защитных покровов.
Также в конструкцию кабеля могут входить экраны, жилы защитного заземления и заполнители.
Силовой кабель различают:
– по роду металла токопроводящих жил (кабели с алюминиевыми и медными жилами); – по роду материалов, которыми изолируются токоведущие жилы (кабели с бумажной, с пластмассовой и резиновой изоляцией);
– по роду защиты изоляции жил кабелей от влияния внешней среды (кабели в металлической, пластмассовой и резиновой оболочке);
– по способу защиты от механических повреждений (бронированные и небронированные);
– по количеству жил (одно-, двух-, трех-, четырех и пятижильные).
Каждая конструкция кабеля имеет свои обозначения и марку.
Марка кабеля составляется из начальных букв слов, которые описывают конструкцию кабеля.
Рис. 1 — Сечения силового кабеля
а) двужильные силовые кабели с круглыми и сегментными жилами;
б) трехжильные силовые кабели с поясной изоляцией и с отдельными оболочками;
в) четырехжильные силовые кабели с нулевой жилой секторной, круглой и треугольной формы
1. Токопроводящая жила
3. Изоляция жилы
4. Экран на токопроводящей жиле
5. Поясная изоляция
7. Экран на изоляции жилы
10. Наружный защитный покров.
Элементы конструкции силового кабеля и их назначение.
Токопроводящие жилы являются проводниками электрического тока.
Силовой кабель имеет основные и нулевые жилы.
Основные жилы применяются для передачи электрической энергии, а нулевые — для прохождения разности токов фаз при и неравномерной нагрузке.
Токопроводящие жилы силового кабеля изготовляют из алюминия и меди однопроволочными и многопроволочными.
По форме жилы бывают круглыми, секторными или сегментными.
Алюминиевые жилы кабеля до 35 мм 2 включительно изготовляют однопроволочными, 50-240 мм 2 – однопроволочными или многопроволочными, 300-800 мм 2 – многопроволочными.
Медные жилы до 16 мм 2 включительно изготовляют однопроволочными, 25 — 95 мм 2 – однопроволочными или многопроволочными, 120 — 800 мм 2 – многопроволочными.
Нулевая жила или жила защитного заземления обычно имеет сечение, уменьшенное по сравнению с основными жилами.
Она бывает круглой, секторной или треугольной формы и располагается в центре кабеля или между его основными жилами.
Жила защитного заземления применяется для соединения не находящихся под напряжением металлических частей электроустановки с контуром защитного заземления.
Изоляция обеспечивает необходимую электрическую прочность токопроводящих жил по отношению друг к другу и к заземленной оболочке (земле).
Применяется бумажная, резиновая и пластмассовая (поливинилхлоридная и полиэтиленовая) изоляция.
Изоляция, наложенная на жилу кабеля, называется изоляцией жилы, а наложенная поверх изолированных скрученных или параллельно уложенных жил многожильного кабеля, называется поясной изоляцией.
Бумажная изоляция кабеля пропитывается вязкими пропиточными составами (маслоканифольными или электроизоляционными синтетическими).
Недостатком кабеля с вязким пропиточным составом является крайне ограниченная возможность прокладки их по наклонным трассам, а именно — разность высот между концевыми их заделками не должна превышать:
– для кабелей с вязкой пропиткой до 3 кВ бронированных и небронированных в алюминиевой оболочке — 25 м, небронированных в свинцовой оболочке — 20 м, бронированных в свинцовой оболочке — 25 м;
– для кабелей с вязкой пропиткой 6 кВ бронированных и небронированных в свинцовой оболочке — 15 м, в алюминиевой — 20 м;
– для кабелей с вязкой пропиткой 10 кВ бронированных и небронированных в свинцовой и алюминиевой оболочке — 15 м.
Кабель с вязким пропиточным составом, свободная часть которого удалена, называется кабелем с обедненно-пропитанной изоляцией.
Такой кабель применяют при прокладке на вертикальных и наклонных трассах без ограничения разности уровней, если это небронированные и бронированные кабели в алюминиевой оболочке на напряжение до 3 кВ, и с разностью уровней до 100 м — для любых других кабелей с обедненно-пропитанной изоляцией.
Для прокладки по вертикальным и крутонаклонным трассам без ограничения разности уровней изготовляют кабель с бумажной изоляцией, пропитанной особым составом на основе церезина или полиизобутилена.
Такой состав имеет повышенную вязкость, вследствие чего при нагреве кабеля, проложенного вертикально или по крутонаклонной трассе, он не стекает вниз.
Кабель с такой изоляцией можно прокладывать на любую высоту, так же как и кабели с пластмассовой и резиновой изоляцией.
Резиновая изоляция выполняется из сплошного слоя резины или из резиновых лент с последующей вулканизацией.
Силовой кабель с резиновой изоляцией применяют в сетях переменного тока до 1 кВ и постоянного тока до 10 кВ.
Силовой кабель с пластмассовой изоляцией имеет изоляцию из поливинилхлоридного пластиката в виде сплошного слоя или из композиций полиэтилена.
Также используется кабель с изоляцией из самозатухающего (не поддерживающего горения) и вулканизированного полиэтилена.
Экраны применяют для защиты внешних цепей от влияния электромагнитных полей токов, проходящих по кабелю, и для обеспечения симметрии электрического поля вокруг жил кабеля.
Экраны выполняют из полупроводящей бумаги и алюминиевой или медной фольги.
Заполнители необходимы для устранения свободных промежутков между конструктивными элементами кабеля с целью герметизации, придания необходимой формы и механической устойчивости конструкции кабеля.
В качестве заполнителей применяют жгуты из бумажных лент или кабельной пряжи, нити из пластмассы или резины.
Оболочки силового кабеля.
Алюминиевая, свинцовая, стальная гофрированная, пластмассовая и резиновая негорючая (найритовая) оболочки кабеля предохраняют внутренние элементы кабеля от разрушения влагой кислотами, газами и т. п.
Алюминиевую оболочку силового кабеля на напряжение до 1 кВ допускается использовать в качестве четвертой (нулевой) жилы в четырехпроводных сетях переменного тока с глухозаземленной нейтралью за исключением установок с взрывоопасной средой и установок, в которых ток в нулевом проводе при нормальных условиях составляет более 75 % тока в фазной жиле.
Защитные покровы силовых кабелей.
Так как оболочки кабеля могут повреждаться и даже разрушаться от химических и механических воздействий, их покрывают защитными покровами.
Защитные покровы предохраняют оболочки кабеля от внешних воздействий (коррозии, механических повреждений).
К защитным покровам относятся подушка, бронепокров и наружный покров.
В зависимости от конструкции кабеля применяют один, два или три защитных покрова.
Подушка накладывается на экран или оболочку для их защиты от коррозии и повреждения лентами или проволоками брони.
Подушка выполняется из слоев пропитанной кабельной пряжи, поливинилхлоридных, полиамидных и других равноценных лент, крепированной бумаги, битумного состава или битума.
Для защиты от механических повреждений оболочки кабель обматывают в зависимости от условий эксплуатации стальной ленточной или проволочной броней. Проволочную броню выполняют из круглых или плоских проволок.
Броня из плоских стальных лент защищает кабель только от механических повреждений.
Броня из стальных проволок помимо этого воспринимает также и растягивающие усилия.
Такие усилия возникают в кабелях при вертикальной прокладке кабелей на большую высоту или по крутонаклонным трассам.
Для предохранения брони кабеля от коррозии ее покрывают наружным покровом, который выполнен из слоя кабельной или стеклянной пряжи, пропитанной битумным составом, а в некоторых конструкциях поверх слоев пряжи и битума накладывают выпрессованный поливинилхлоридный или полиэтиленовый шланг.
В шахтах, взрывоопасных и пожароопасных помещениях не допускается использование бронированного кабеля обычной конструкции из-за наличия между оболочкой и броней кабеля «подушки» с содержанием горючего битума.
В таких случаях должен использоваться кабель с негорючей «подушкой» и наружный покров, изготовленный на основе стеклянной пряжи из штапельного стекловолокна.
Источник
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Трехжильный силовой кабель
Трехжильные силовые кабели с поясной изоляцией представляют собой симметричную систему. Три симметрично расположенные жилы транспонируются с шагом скрутки порядка 1 м, что позволяет считать их симметричными до частот, измеряемых десятками мегагерц. Скорости распространения для обоих волновых каналов близки друг другу. [1]
Трехжильные силовые кабели применяют в трехфазных сетях переменного тока. [2]
Допускается применение трехжильных силовых кабелей в алюминиевой оболочке на номинальное напряжение 1 кВ с использованием их оболочки в качестве нулевого провода ( четвертой жилы) в четырехпроводных сетях переменного тока ( осветительных, силовых и смешанных) с глухоза-земленной нейтралью, за исключением: установок со взрывоопасной средой, расположенных внутри и вне помещений, и установок, в которых при нормальных условиях эксплуатации ток в нулевом проводе составляет более 75 % тока в фазном проводе. [3]
Допускается применение трехжильных силовых кабелей в алюминиевой оболочке на номинальное напряжение 1 кВ с использованием их оболочки в качестве нулевого провода ( четвертой жилы) в четырехпроводных сетях переменного тока ( осветительных, силовых и смешанных) с глухозаземленной нейтралью, за исключением: установок со взрывоопасной средой; установок, в которых при нормальных условиях эксплуатации ток в нулевом проводе составляет более 75 % допустимого по нагреву расчетного тока фазного провода; установок для питания блочных и местных щитов на электростанциях. [4]
Допускается применение трехжильных силовых кабелей в алюминиевой оболочке на номинальное напряжение 1 кВ с использованием их оболочки в качестве нулевого провода ( четвертой жилы) в четырехпроводных сетях переменного тока ( осветительных, силовых и смешанных) с глухозаземленной нейтралью, за исключением: установок со взрывоопасной средой; установок, в которых при нормальных условиях эксплуатации ток в нулевом проЕоде составляет более 75 % допустимого по нагреву расчетного тока фазного провода; установок для питания блочных и местных щитов на электростанциях. [5]
Для прозвонки трехжильных силовых кабелей может быть применено устройство, предложенное новатором В. П. Пеклиным и позволяющее произвести проверку одноименности трех жил кабеля с одного конца линии. В комплект устройства входят индикаторный прибор и две штанги. В корпус прибора вмонтированы две сигнальные лампочки А и В ( 2 5 в, 0 16 а), батарея из двух круглых элементов по 1 5 в, диод Д7А и тумблер. [7]
Допускается применение трехжильных силовых кабелей в алюминиевой оболочке на номинальное напряжение 1 кВ с использованием их оболочки в качестве нулевого провода ( четвертой жилы) в четырехпроводных сетях переменного тока ( осветительных, силовых и смешанных) с глу-хозаземленной нейтралью, за исключением установок со взрывоопасной средой, расположенных внутри и вне помещений, и установок, в которых при нормальных условиях эксплуатации ток в нулевом проводе составляет более 75 % тока в фазном проводе. [9]
Муфты пригодны для монтажа на трехжильных силовых кабелях марок : СГ, СА, СБ. [10]
Использование для указанной цели свинцовых оболочек трехжильных силовых кабелей допускается лишь в реконструируемых городских электрических сетях 220 / 127 и 380 / 220 В. [11]
Использование для указанной цели свинцовых оболочек трехжильных силовых кабелей допускается лишь в реконструируемых городских электрических сетях 220 / 127 и 380 / 220 В. [12]
На рис. 24 — 24 показано устройство трехжильного силового кабеля с секторными жилами и поясной изоляцией. [14]
Источник
Конструкция кабелей 1-10 кВ
Конструкция силового кабеля включает четыре основных элемента: изоляцию, токопроводящую жилу, оболочку и защитный покров (рис. 1).
Рис. 1. Конструкция силового трехжильного кабеля. 1 — жила; 2 — изоляция жилы; 3 — поясная изоляция; 4 — свинцовая или алюминиевая оболочка; 5 —подушка; 6 — броня; 7 — наружный защитный покров.
Кабели изготовляются с пропитанной и обедненно-пропитанной бумажной изоляцией на напряжение до 35 кВ; с бумажной изоляцией, пропитанной нестекающим составом,— на напряжение до 35 кВ; с пластмассовой изоляцией — на напряжение до 3 кВ; с резиновой изоляцией — на напряжение до 6 кВ. Подробная техническая документация на кабели приведена в ГОСТ.
Токопроводящие жилы.
В распределительных сетях до 10 кВ на территориях промышленных предприятий применяются, как правило, кабели с алюминиевой жилой.
Оболочки.
Предпочтение следует отдавать кабелям с пластмассовой оболочкой. Широко распространены кабели в алюминиевой оболочке. Кабели в свинцовой оболочке применяются только в исключительных случаях (агрессивность среды по отношению к другим видам оболочек, механические качества, необходимые, например, при блочной системе прокладки).
Защитные покровы.
При траншейной прокладке следует применять кабели с защитными покровами, включающими броню, выполняемую из стальных лент (нормальные почвы), стальных оцинкованных плоских проволок (почвы, подверженные смещению), стальных оцинкованных круглых проволок (подводная прокладка). При траншейной прокладке в агрессивных почвах следует применять кабели со специальными антикоррозионными наружными покровами.
Рекомендации по выбору марок кабелей в зависимости от вида прокладки и среды даны в табл. 1.
Таблица 1
Рекомендуемые марки кабелей
Марки кабелей с изоляцией
бумажной пропитанной и обедненно- пропитаной
бумажной, пропитанной несте- кающим составом
То же с вертикальными и наклонными участками
То же в почвах, подверженных смещению То же в сильноагрессивных почвах
То же подводная прокладка
Эстакады (специальные кабельные)
Кабельная арматура кабелей 1-10 кВ
В состав кабельной арматуры входят концевые, соединительные, ответвительные, стопорные и стопорно-переходные муфты, а также защитные кожухи для соединительных и стопорных муфт. Разновидностью концевых муфт являются концевые заделки, в которых оконцевание кабеля выполняется из монтажных материалов без применения заводских изделий.
В технической документации принята следующая система маркировки: первое место — назначение арматуры (концевая муфта или заделка внутренней установки — КВ. муфта наружной установки — КН, муфта наружной установки мачтовая — КМ, муфта соединительная — С, муфта стопорная — Ст, муфта стопорная — переходная СтП, муфта ответвительная — О, кожух защитный — К, кожух защитный подземный — Кз, кожух защитный подводный — Кв); второе место — материал муфты (свинец—С, латунь — Л, эпоксид — Э, резина— Р, поливинилхлоридный пластикат — В, битуминозная — Б); третье место — количество фаз (однофазная — О, трехфазная — опускается); четвертое место — дополнительные конструктивные отличия (трубка из найритовой резины — н, трехслойные трубки — т, переход с жил кабеля на проводи — и и др.).
Если муфта или заделка предназначена для кабеля с пластмассовой изоляцией, то впереди в отличие от арматуры для кабеля с бумажной изоляцией приводится буква П. Например, СС — соединительная муфта свинцовая; СЛО — соединительная муфта латунная однофазная; КВЭн — концевая заделка внутренней установки эпоксидная с трубками из найритовой резины; ПКНэ — концевая муфта наружной установки эпоксидная для кабелей с пластмассовой изоляцией.
Конструкции муфт и заделок выбираются в зависимости от класса и напряжения линии, технической характеристики кабелей и условий окружающей среды.
При этом следует учитывать возможности поставки, а также условия монтажа и последующей эксплуатации рассматриваемых изделий.
Арматура для кабелей с бумажной изоляцией.
Для оконцевания кабелей внутри помещений в настоящее время находят применение концевые заделки КВБ, КВЭ, КВЭО, КВВ и КВР (табл. 1, рис. 1).
Рис. 1. Концевая заделка внутренней установки на 1— 10 кВ типа КВЭ-5.
Таблица 2
Типы концевых заделок для кабелей с бумажной изоляцией
Источник
