Кабели с пластмассовой изоляцией

В последние десятилетия XX в. по мере развития технологии получе­ния полимерных материалов все более сильную конкуренцию силовым кабелям с бумажно-масляной изоляцией составляли кабели, в которых в качестве ЭИМ применяется пластмасса либо в виде монолитного слоя, либо намотанная вокруг жил лентами аналогично бумажной изоляции. Основной тенденцией в производстве таких кабелей является освоение технологии наложения изоляции в конструкциях, предназначенных для работы в электрических сетях все более высоких номинальных напря­жений. В настоящее время кабели с пластмассовой изоляцией выпуска­ются на напряжения до 500 кВ включительно, причем объем их производ­ства постоянно увеличивается.

Это обстоятельство вызвано тем, что, несмотря на высокую эксплуата­ционную надежность и длительный срок службы, кабели с бумажно-мас­ляной изоляцией обладают рядом недостатков. К их числу относится дос­таточная сложность технологии изготовления, необходимость защиты изоляции от проникновения влаги с помощью металлической оболочки, что увеличивает массу и стоимость кабеля, необходимость в аппаратуре подпитки у маслонаполненных кабелей, опасность загрязнения почвы маслом при их авариях и т.д.

Изготовление кабелей с пластмассовой изоляцией проще, так как в большинстве случаев она накладывается на жилы методом выдавли­вания (экструзии) на червячных прессах. Технологический процесс при этом более производителен по сравнению с намоткой бумажных лент, которые затем еще подвергаются сушке и пропитке. Обслуживание и ремонт кабельных линий с изоляцией жил полимерным материалом также оказываются более простыми. Этими факторами и объясняется то положение, что для вновь сооружаемых линий с напряжением до 35 кВ в настоящее время доля кабелей с пластмассовой изоляцией уже превы­шает долю кабелей с бумажной пропитанной изоляцией.

В качестве ЭИМ прежде всего используется полиэтилен, обладающий высокой электрической прочностью, гибкостью, малыми значениями диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь, хорошей влаго- и нагревостойкостью, а также высокой радиаци­онной стойкостью. Вместе с тем обычный термопластичный полиэтилен обладает относительно низкой стойкостью к воздействию температур при коротких замыканиях. Вторым недостатком является его горючесть. В связи с этим наряду с термопластичным полиэтиленом для изоляции и защитных покровов кабелей используются и такие модификации, как вулканизированный (сшитый) и самозатухающий полиэтилен.

Для изоляции жил кабелей с номинальным напряжением до 10 кВ включительно применяется и полнейнилхлоридный пластикат, обладаю­щий достаточной электрической прочностью, малой плотностью, хорошей водостойкостью. Он используется и для внешних защитных покро­вов, поскольку характеризуется высокой стойкостью к воздействию химически агрессивных сред (кислот, масел, промышленных газов, рас­творов щелочей и солей), а также к воздействию солнечной радиации. В отличие от термопластичного полиэтилена поливинилхлоридный пла­стикат обладает способностью прекращать горение после удаления из пламени, что обусловило его широкое применение в конструкциях кабелей, предназначенных для прокладки в помещениях. Однако отно­сительная диэлектрическая проницаемость поливинилхлорида (ПВХ) в 2 раза, а тангенс угла диэлектрических потерь на два порядка выше, чем у полиэтилена. Поэтому для изоляции кабелей напряжением свыше 10 кВ этот материал не применяется [10.17]. Общий вид кабеля 380 В с изо­ляцией из ПВХ-пластиката показан на рис. 10.18 (см. цветную вклейку).

Маркировка кабелей с пластмассовой изоляцией использует частично буквы, уже встречающиеся в марках кабелей с бумажной изоляцией. Так, если на первом месте в марке кабеля находится буква А, то он имеет алю­миниевые жилы (медные жилы специально не маркируются). На втором месте находятся буквы, идентифицирующие материал изоляции (В — поли­винилхлоридный пластикат; П, Пс, Пв —- полиэтилен термопластичный, самозатухающий и вулканизированный соответственно). Буквы в следую­щей позиции характеризуют материал оболочки (А — алюминиевая, П — из полиэтилена, В — из ПВХ-пластиката, Внг — из ПВХ-пластиката пониженной горючести). Обозначения типа брони частично такие же, как и для кабелей с пропитанной бумажной изоляцией (Б — из двух стальных лент; К, П — из круглых или плоских стальных оцинкованных проволок). Кроме того, применяется и броня из круглых или плоских алюминиевых проволок, что отражается в марке символами Ка и Па соответственно. Буква б после обозначения типа брони соответствует отсутствию подушки под броней. У бронированных кабелей в последней позиции находятся буквы, характеризующие тип защитного покрова (Шв, Шп — шланг из ПВХ или полиэтилена) или его отсутствие (Г).

В настоящее время отечественной промышленностью выпускаются кабели на напряжения 0,66 и 1 кВ с одной, двумя, тремя и четырьмя жилами. Кабели на напряжения 3 и 6 кВ изготовляются только трехжильными, на напряжение 10 кВ — как трехжильными, так и одножильными, а на напряжение 35 кВ - — только одножильными. В качестве примера на рис. 10.19 показан кабель 10 кВ марки АПвП.

Номенклатура сечений одножильных кабелей 10 кВ с изоляцией из вулканизированного полиэтилена составляет 35—800 мм², чему соответ­ствуют внешние диаметры от 25 до 54 мм. Трехжильные же кабели 10 кВ имеют сечения от 35 до 300 мм² и внешние диаметры соответственно 44—76 мм. Диаметры одножильных кабелей 35 кВ с такой же изоляцией и сечением жил 50—800 мм² лежат в диапазоне 38—66 мм.

Трех- и четырехжильные кабели имеют круглые или секторные жилы. Так же, как и в кабелях с бумажной пропитанной изоляцией, в их конст­рукциях имеется слой обшей (поясной) изоляции. Она выпрессовывается в виде шланга из ПВХ либо наматывается лентами из того же материала или полиэтилентерефталатной пленки и бумаги. Толщина фазной изоля­ции из сшитого полиэтилена в одножильных кабелях 10 и 35 кВ состав­ляет 4 и 9 мм соответственно.