Energetski kabeli s impregniranom papirnom izolacijom za napon 1-10 kV

Kabeli za napajanje s kabelskim snopom

Većina energetskih kabela za napone do 10 kV su trožilni sa sektorskim žilama, tzv. pojasno izolirani kabeli. Ovi kabeli dostupni su s bakrenim i aluminijskim vodičima presjeka od 6 do 240 mm2. Aluminijski vodiči mogu biti jednožilni u cijelom rasponu presjeka, osim toga u rasponu 70-240 mm2 proizvode se i kabeli s višežilnim zatvorenim vodičima. Bakreni vodiči uglavnom se proizvode višežilni, ali u rasponu presjeka od 6 do 50 mm2 koriste se jednožilni vodiči.

Poznato je da su tradicionalne metode za vodljive žice bakar i aluminij. Posljednjih godina bakar je postao izuzetno deficitaran, zbog čega se aluminij najviše koristi u industriji kabela, kako za vodiče tako i za plašteve.

Električna vodljivost aluminija je 1,65 puta manja od bakra, a gustoća mu je 3,3 puta manja od bakra, što omogućuje dobivanje aluminijskih žica s istim električnim otporom 2 puta lakšim od bakrenih. Proizvodnja jednožilnih aluminijskih vodiča u obliku gustog sektora daje veliki ekonomski učinak u kabelskoj industriji. Korištenje takvih žica omogućuje smanjenje promjera kabela, osim toga, u proizvodnji takvih žica povećava se produktivnost rada, jer se u usporedbi s proizvodnjom višežilnih žica smanjuje obujam poteznih operacija i rad upredanja žica je isključen. Čvrste sektorske žice imaju veću krutost od upletenih; osim toga, složenost instaliranja kabela s takvim žicama se donekle povećava. Međutim, kako studije pokazuju, krutost kabela uglavnom ne određuju vodiči kroz koje prolazi struja, već prvenstveno materijal i struktura plašta.

Izolacija kabela sastoji se od traka kabelskog papira impregniranog sastavom kolofonije. U kabelima za napon od 1-10 kV svaka faza se izolira zasebno, a zatim se na upletene izolirane žice nanosi zajednička izolacija pojasa. Debljine fazne i trakaste izolacije odabiru se iz uvjeta kabela u radnom načinu (u Republici Bjelorusiji 6, 10 kV mreže se izvode s izoliranom neutralnom), osiguravajući njegov pouzdan rad u hitnom načinu rada.

Kod kabela za kućanstvo, debljina izolacije između faza je približno 36% veća od debljine izolacije između jezgre i plašta.Dakle, za kabele s naponom od 6 kV, debljina fazne izolacije je 2 mm, a debljina izolacije pojasa je 0,95 mm, za kabele s naponom od 10 kV - 2,75 t 1,25 mm, respektivno.

Za kabele s naponom od 1 i 3 kV, debljina izolacije odabire se uglavnom na temelju njegove mehaničke čvrstoće (bez oštećenja tijekom savijanja). Praznine između izoliranih žica ispunjene su snopovima sulfatnog papira.

Glavni nedostatak impregnirane papirne izolacije je njegova visoka higroskopnost, stoga, kako bi se zaštitila izolacija od vlage tijekom skladištenja, polaganja i rada, kabeli su zatvoreni u metalni omotač.

Kabeli za napajanje dostupni su u olovnom i aluminijskom omotaču. Aluminijski plašt je dovoljno čvrst i mehanički čvršći od olovnog.Visoka električna vodljivost aluminija omogućuje korištenje aluminijskog plašta kao četvrtog vodiča kabela, čime se postiže značajna ušteda na aluminiju, izolacijskim i zaštitnim omotačima. Međutim, kabeli s aluminijskim omotačima ne mogu se koristiti u uvjetima izloženosti agresivnim sredinama (alkalne pare, koncentrirane alkalne otopine). U takvim uvjetima potrebno je koristiti kabele s olovnim omotačem.

Iskustvo u proizvodnji i ugradnji kabela s aluminijskim plaštom promjera većeg od 40 mm otkrilo je njihovu pretjeranu krutost, stoga su kabeli za napon 1 kV s presjekom od 3 × 240 mm2, 6 kV s presjekom od 3 × 150 mm2 i više, 10 kV s presjekom 3 × 120 mm2 i više mora biti izrađen s valovitim aluminijskim plaštom.

Korištenje valovitog omotača povećava fleksibilnost kabela, ali kada se takvi kabeli polažu na nagnutim trasama, impregnacijska smjesa može teći niz valovitost i stvarati zračne inkluzije u izolaciji kabela. U tom smislu, valoviti omotači mogu se koristiti samo u kabelima čija je izolacija impregnirana netekućim spojevima.

Uzlazni kabeli

Kod polaganja kabela s impregniranom papirnom izolacijom na trasama s velikom visinskom razlikom postoji opasnost da se impregnacijska smjesa spusti u donji dio trase. Kompozicija teče uglavnom duž razmaka između vodiča u upletenim višežičnim vodičima, kao i u razmaku između metalnog plašta i izolacije, a manjim dijelom unutar same papirnate izolacije.

Dakle, u gornjim dijelovima staze, dielektrična čvrstoća kabela se smanjuje zbog pojave zračnih raspora u izolaciji. U nižim dijelovima trase, zbog povećanog pritiska krutog spoja, kabel može biti pod pritiskom. Stoga se kabeli s impregniranom papirnom izolacijom konvencionalnog dizajna mogu polagati na rutama s razlikom u razini između najviše i najniže točke mjesta kabela ne više od 15-25 m. Smanjenje učinka curenja može se postići impregnirajućim sastavom sljedećim mjerama: uporabom spojnica za zatvaranje.