Классификация и маркировка силовых кабелей

Силовые кабели удобно классифицироваться по номинальному напряжению, на которые они рассчитаны. Классификационными признаками могут служить также вид изоляции и конструктивные особенности кабелей.

Все силовые кабели по номинальному рабочему напряжению можно условно разделить на две группы. В группу низкого напряжения включены кабели, предназначенные для работы в электрических сетях с изолированной нейтралью переменного напряжения 1, 3, 6, 10, 20 и 35 кВ частотой 50 Гц. Эти же кабели могут быть использованы с заземленной нейтралью и в сетях постоянного тока. Такие кабели выпускаются с бумажной пропитанной, пластмассовой и резиновой изоляцией, причем наиболее перспективным видом изоляции является пластмассовая. Кабели с пластмассовой изоляцией более просты в изготовлении, удобны при монтаже и эксплуатации.

Производство силовых кабелей с пластмассовой изоляцией в настоящее время значительно расширяется. Силовые кабели с резиновой изоляцией выпускаются в ограниченном количестве. Кабели низкого напряжения в зависимости от назначения выпускаются в одножильном, двухжильном, трехжильном и четырехжильном исполнении. Одножильные и трехжильные кабели используются в сетях напряжением 1-35 кВ, двух- и четырехжильные кабели используются в сетях напряжением до 1 кВ.

Четырехжильный кабель предназначен для четырехпроводных сетей переменного напряжения. Четвертая жила в нем является заземляющий или зануляющий, поэтому ее сечение, как правило, меньше сечения основных жил. Однако при прокладке кабелей во взрывоопасных помещениях и в некоторых других случаях сечение четвертой жилы выбирается равным сечению основных жил.

В группу кабелей высокого напряжения включены кабели, предназначенные для работы в сетях переменного напряжения 110, 220, 330, 380, 500, 750 кВ и выше, а также кабели постоянного напряжения от +100 до +400 кВ и выше. Основная масса кабелей высокого напряжения в настоящее время изготовляется с пропитанной маслом бумажной изоляцией — это маслонаполненные кабели низкого и высокого давления. Высокая электрическая прочность изоляции этих кабелей обеспечивается избыточным давлением масла в них. Однако за рубежом получили также распространение газонаполненные кабели, в которых используется газ, как в виде изолирующей среды, так и для создания избыточного давления в изоляции. Кабели высокого напряжения с пластмассовой изоляцией являются наиболее перспек-тивными.

Маркировка силовых кабелей обычно включает буквы, обозначающие материал, из которого изготовлены жилы, изоляция, оболочка, и тип защиты покрова. Маркировка кабелей высокого напряжения отражает также особенности его конструкции.

Медные токопроводящие жилы в маркировке кабелей не отмечаются специальной буквой, алюминиевая жила обозначается буквой А, стоящей в начале маркировки. Следующая буква маркировки кабеля обозначает материал изоляции, причем бумажная пропитанная изоляция не имеет буквенного обозначения, полиэтиленовая изоляция обозначается буквой П, поливинилхлоридная — буквой В, а резиновая изоляция — буквой Р. Далее следует буква, соответствующая типу защитной оболочки: А — алюминиевая, С — свинцовая, П — полиэтиленовый шланг, В — оболочка из поливинил хлорида, Р — резиновая оболочка. Последние буквы обозначают тип защитного покрова.

Например, кабель марки СГ имеет медную жилу, бумажную пропитанную изоляцию, свинцовую оболочку, защитные покровы отсутствуют. Кабель марки АПаШв имеет алюминиевую жилу, изоляцию из полиэтилена, алюминиевую оболочку и шланг из поливинилхлоридного пластиката.

Маслонаполненные кабели в своей маркировке содержат букву М (в отличие от газонаполненных — буква Г), а также букву, обозначающую характеристику давления масла в кабеле и связанные с этим особенности конструкции. Например, кабель марки МНС — это кабель маслонаполненный, низкого давления, в свинцовой оболочке с упрочняющим и защитным покровом или кабель марки МВДТ — маслонаполненный кабель высокого давления в стальном трубопроводе.

Условные обозначения кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена

Источник

Выбор номинального напряжения кабелей 6-35 кВ

Номинальное напряжение кабеля должно соответствовать эксплуатационному режиму системы, в которой он используется.

Классификация систем электроснабжения в зависимости от продолжительности однофазного замыкания на землю

Согласно стандартов IEC 60183 и IEC 60502-2 все системы электроснабжения разделяются на три категории в зависимости от времени, в течение которого система может работать в условиях однофазного замыкания на землю.

– категория A: эта категория включает те системы, в которых любой фазный проводник, который находится в соприкосновении с землей, или с заземленным проводником, отсоединяется от системы за время менее одной минуты;

– категория B: эта категория включает те системы, которые в течение короткого времени могут эксплуатироваться с одной заземленной фазой. Cогласно IEC 60183, это время не должно превышать одного часа. Однако для кабелей, соответсвующих стандарту IEC 60502-2, может допускаться и более длительный период работы кабелей в режиме однофазного замыкания на землю, но в любом случае не превышающий 8-ми часов. Полная продолжительность коротких замыканий за год не должна превышать 125 часов;

– категория C: эта категория включает все системы, которые не относятся к категориям A и В.

ПРИМЕЧАНИЕ. Необходимо понимать, что в системе, в которой замыкания на землю не устраняются автоматически в короткое время, дополнительные нагрузки на изоляцию кабеля приводят к сокращению срока службы кабеля. Если можно ожидать, что в системе будут часто случаться замыкания на землю, желательно классифицировать систему как принадлежащую к категории C.

Напряжения, относящиеся к кабелю и его аксессуарам

Напряжение силового кабеля обозначается как U₀ / U (U_m) для обеспечения совместимости с распределительным устройством и трансформаторами [1]

Номинальные напряжения U₀ / U (U_m) кабелей, которые рассматриваются в стандарте [2] следующие:

U₀ / U (U_m) = 3,6/6 (7,2) – 6/10 (12) – 8,7/15 (17,5) – 12/20 (24) – 18/30 (36) кВ.

ПРИМЕЧАНИЕ. Указанные выше напряжения являются правильными обозначениями, хотя в некоторых странах используются другие обозначения, например 3,5/6 – 5,8/10 – 11,5/20 – 17,3/30 кВ.

Символы, применяемые в обозначении напряжения кабелей U₀ / U (U_m):

U₀ — номинальное напряжение промышленной частоты между проводником и землей или металлическим экраном, используемом в конструкции кабеля;

U — номинальное напряжение промышленной частоты между проводниками, использующимися в конструкции кабеля;

U_m — максимальное напряжение промышленной частоты между любыми двумя проводниками, для которых предназначены кабели и аксессуары. Это самое высокое напряжение, которое может поддерживаться в нормальных рабочих условиях в любое время и в любой точке системы (исключая временные колебания напряжения из-за неисправности и внезапного отключения больших нагрузок).

Значения U₀, рекомендованные для кабеля, который предполагается использовать в трехфазной системе, приводятся в Таблице 1 [2].

Таблица 1 – Рекомендованные номинальные напряжения кабеля U₀

Номинальное линейное напряжение в системе Uc, кВ	Самое высокое напряжение в системе (Um), кВ	Номинальное напряжение кабеля (U0), кВ
		Категории A и B	Категория C
6	7,2	3,6	6,0
10	12,0	6,0	8,7
15	17,5	8,7	12,0
20	24,0	12,0	18,0
30	36,0	18,0	–

Испытание изоляции кабеля повышенным напряжением

Согласно IEC 60502-2 предусматриваются контрольное испытание кабеля повышенным напряжением Приведем выдержки из стандарта касающиеся контрольного испытания кабеля повышенным напряжением

16.4.1 Общие положения

Испытание повышенным напряжением должно проводиться при температуре окружающей среды с использованием переменного напряжения промышленной частоты.

16.4.2 Процедура испытания одножильных кабелей

В случае одножильных кабелей испытательное напряжение должно прилагаться в течение 5 минут между проводником и металлическим экраном.

16.4.3 Процедура испытания трехжильных кабелей

В случае трехжильных кабелей с индивидуально экранированными жилами испытательное напряжение должно прилагаться в течение 5 минут между каждым проводником и металлическим слоем.

В случае трехжильных кабелей без индивидуально экранированных жил испытательное напряжение должно прилагаться в течение 5 минут по очереди между каждым изолированным проводником и всеми другими проводниками и общими металлическими слоями.

Трехжильные кабели могут испытываться одновременно при использовании трехфазного трансформатора.

16.4.4 Испытательное напряжение

Испытательное напряжение должно иметь величину 3,5 U0. Величины однофазного испытательного напряжения для стандартных номинальных напряжений даны в Таблице 11.

Таблица 11 – Напряжения для контрольных испытаний

Номинальное напряжение U0, кВ	3,6	6	8,7	12	18
Испытательное напряжение, кВ	12,5	21	30,5	42	63

Если, в случае трехжильных кабелей, испытание напряжением выполняется с использованием трехфазного трансформатора, то испытательное напряжение между фазами должно быть в 1,73 раза больше величин, указанных в таблице. Во всех случаях испытательное напряжение должно постепенно увеличиваться до указанной величины.

Выводы

Напряжение кабеля прежде всего следует выбирать по максимальному напряжению в системе. Максимальное напряжение, на которое рассчитан кабель, должно быть больше или равно максимальному напряжению системы

Далее следует понять режим работы сети. Если сеть работает с изолированной нейтралью (как большинство сетей напряжением 6-35 кВ), то необходимо определить продолжительность времени, в течение которого система может работать в режиме однофазного замыкания на землю.

Далее по таблице 1 выбирается U₀ кабеля, соответствующее режиму работу сети. Если сеть по режиму работы относится к категории С, значит необходим кабель с повышенным значением U₀. Объясняется это тем, что в режиме однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью напряжение между заземленными частями оборудования (экраном) и неповрежденными фазами становится равным линейному напряжению сети

Если для сети категории С применить кабель со значением U₀ как для сетей категории А и В, мгновенного пробоя изоляции кабеля при однофазном замыкании на землю не произойдет (при отсутствии опасных перенапряжений). Однако срок службы такого кабеля сокращается.

Что касается кабелей на номинальное напряжение 35 кВ, то, к сожалению, в стандартах IEC 60183 и IEC 60502-2 они не описаны. Но подход к их выбору должен оставаться таким же.

Литература

1. IEC 60183 руководство по выбору высоковольтных кабелей переменного тока
2. IEC 60502-2. Редакция 2.0 2005-03. Силовые кабели с экструдированной изоляцией и арматура на номинальное напряжение от 1 кВ (U_m = 1.2 кВ) до 30 кВ (U_m = 36 кВ) Часть 2: Кабели на номинальное напряжение от 6 кВ (U_m = 7.2 кВ) до 30 кВ (U_m = 36 кВ)

Автор статьи, инженер-проектировщик систем релейной защиты станций и подстанций

Источник

Рабочее напряжение кабеля

Интернет-учебник по расчету кабельной продукции

Введение в расчет кабельной продукции

При расчёте, проектировании и изготовлении изоляции для электрооборудования должны быть обеспечены:

• требуемые электрические параметры (рабочее напряжение, ёмкость, индуктивность, активное сопротивление);
• требуемый срок службы при работе на рабочем напряжении;
• достаточная электрическая прочность при воздействии внутренних и грозовых (если это необходимо) перенапряжений;
• достаточная механическая прочность при всех возможных рабочих и аварийных нагрузках;
• требуемая надежность;
• минимальная стоимость;
• в ряде случаев — минимальные размеры и масса;
• технологичность изготовления;
• простота ремонта;
• безопасность обслуживания;
• экологическая безопасность.

В процессе эксплуатации изоляция электрооборудования подвергается электрическим воздействиям, которые можно классифицировать в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 1.

а). Выделяются длительно воздействующее рабочее напряжение при нормативных эксплуатационных условиях. Рабочее напряжение изоляторов (класс напряжения) определяется номинальным напряжением сети, в которой они эксплуатируются. Для каждого класса напряжения установлено допустимое значение наибольшего рабочего напряжения.

Таблица 1 — Допустимые значения наибольшего рабочего напряжения

Класс напряжения (), кВ

Наибольшее рабочее напряжение (), кВ

относительно земли, на которое рассчитывается изоляция, зависит от режима работы нейтрали сети: — резонансно заземленной (заземленной через дугогасящий реактор), когда возможны случаи длительной работы сети при наличии однофазного замыкания (КЗ) на землю. Ток КЗ в этом случае ограничен емкостным сопротивлением неповрежденных фаз относительно земли и компенсирующим действием дугогасящей катушки. При этом происходит смещение нейтрали на величину фазного напряжения , а изоляция неповрежденных фаз подвергается длительному воздействию линейного напряжения сети . Глухозаземленная нейтраль (эффективно заземленная) применяется в случае 110 кВ. Нейтраль считается эффективно заземленной, если при одно- или двухфазном замыкание на землю в любой точке сети вынужденная составляющая напряжения на здоровой фазе относительно земли не превышает 0,8 от наибольшего рабочего линейного напряжения сети (или от наибольшего фазного напряжения). Это повышение UНP длится только в период существования аварии до отключения КЗ в течение времени срабатывания релейной защиты (доли секунды), когда и . б). Внутренние перенапряжения, которые возникают при коммутационных и аварийных режимах. Для них характерна меньшая амплитуда по сравнению с атмосферными, но большая продолжительность. Амплитуды перенапряжений зависят от класса напряжения и режима нейтрали электрической сети. в). Грозовые перенапряжения. Отличаются большой амплитудой при кратковременном ее приложении к изоляторам. Характеристики перенапряжений 1. Максимальное значение или кратность по отношению к (1) 2. Длительность воздействия. 3. Форма кривой напряжения. 4. Частота воздействия. 5. Ширина охвата сети (количество изоляционных конструкций, на которые одновременно воздействует перенапряжение). К режимным перенапряжениям относятся перенапряжения на разомкнутом конце односторонне включенной «холостой» линии, резонансные перенапряжения на основной частоте и вынужденных гармониках, феррорезонанс и параметрический резонанс. Величина кратности перенапряжений для них , длительность — от долей секунды до десятков минут. Рисунок 1 — Классификация электрических воздействий на изоляцию электрооборудования Коммутационные перенапряжения обусловлены включением или отключением линии или элементов оборудования, замыканиями на землю или между фазами, отключениями коротких замыканий. (1_1/55.gif, img) и выше, длительность — один или несколько полупериодов промышленной частоты с наложенными колебаниями более высокой частоты. Характеристики перенапряжения подчиняются статистическим закономерностям. Например, вероятность появления перенапряжений с >1,15 (2) Для k1,6 (3) На практике используется искусственное ограничение кратности перенапряжений включением в цепи: — нелинейных ограничителей перенапряжения (ОПН); ОПН на основе керамики с добавлением окиси цинка имеют высокую нелинейность вольт-амперной характеристики. Источник Вам также может понравиться Как выбрать удлинитель? Удлинитель – это практичный инструмент, который можно 9 правил, которые продлят жизнь бытовой технике Современная жизнь сопряжена с частым использованием Нужно ли менять проводку во время капремонта? Этот тип ремонтных работ не проводится исходя из вкуса Электромонтажные работы — выбираем профессионалов Специалисты, работающие в области электрики и электромонтажа Правообладателям Политика конфиденциальности Контакты