Kabel kuasa voltan tinggi dengan penebat kertas bersarung plumbum dan kelenjar kabel

Kabel kuasa bertujuan untuk penghantaran dan pengagihan elektrik di kawasan itu dan untuk menyalurkannya dengan pengumpul arus.

Walaupun kabel lebih mahal untuk dipasang daripada talian atas, ia semakin digunakan sebagai penyelesaian pilihan. Hari ini, kabel voltan tinggi kebanyakannya dikendalikan pada paras voltan 380 kV, 110 kV, 35 kV, 20 kV, 10 kV dan 400 V.

Manakala hari ini hampir hanya kabel dengan penebat plastik dihasilkan dan Sarung XLPE, kabel voltan tinggi klasik ialah kabel kertas yang dipanggil.

Kabel XLPE mula diletakkan secara meluas sebelum 1980-an, walaupun di beberapa negara proses ini bermula kemudian. Satu ciri yang ketara bagi paras voltan ini ialah pelbagai jenis kabel polimer alternatif.

Kabel kuasa berpenebat kertas (kiri) lwn. kabel XLPE

Kabel kuasa dengan penebat kertas yang diresapi

Kabel plumbum berpenebat kertas mempunyai struktur asas yang hampir sama untuk tahap voltan dari 400 V hingga 35 kV.Mereka telah digunakan untuk penghantaran kuasa sejak pengenalan sistem kuasa pertama pada akhir abad ke-19.

Kabel bekalan kuasa berperisai bersarung plumbum abad ke-20

Untuk voltan operasi sehingga dan termasuk 35 kV, kabel sedemikian dibuat dengan penebat kertas kabel yang diresapi rosin minyak dalam sarung plumbum dan perisai, bergantung pada keadaan peletakan.

Kabel dan wayar yang diletakkan di atas kapal yang digunakan dalam industri perlombongan dan pembuatan dan dalam pertanian terutamanya dibuat dengan penebat getah atau plastik dalam hos fleksibel yang diperbuat daripada getah atau PVC.

Kabel kuasa dibezakan dengan bilangan teras: satu, dua, tiga dan empat teras. Konduktor boleh menjadi satu atau berbilang wayar, dan dalam bentuk - bulat, sektor, bersegmen dan bujur.

Seperti yang dinyatakan di atas, kabel tiga wayar dengan voltan sehingga 6 kV muncul pada akhir abad XIX. Pada mulanya, ia adalah kabel dengan wayar tembaga bulat, lapisan tebal penebat kertas yang diresapi pada wayar, dan ketebalan yang sama dengan lapisan penebat biasa (tali pinggang) pada wayar berpenebat yang dipintal bersama, iaitu, di bawah plumbum. sarung.

Contoh kabel plumbum dalam iklan Kabelwerke Brugg dari 1927.

Pemasangan kabel 30 kV di Jerman pada tahun 1928.

Pembangunan kabel kuasa berjalan seiring dengan peningkatan voltan kerja kabel dan kebolehpercayaan operasinya, tetapi bukan dengan meningkatkan lagi ketebalan lapisan penebat, tetapi dengan meningkatkan kualiti dan meningkatkan penggunaan kabel penebat bahan dalam kabel.

Penambahbaikan penunjuk ekonomi kabel, i.e.di atas semua, pengurangan harganya ditentukan oleh penjimatan bahan asas kerana penggunaan yang lebih baik dan peningkatan proses teknologi (pengurangan kitaran pengeluaran, pengurangan sisa dan penolakan dalam pengeluaran).

Pada tahun 1920-an, konduktor bulat dalam kabel kuasa berbilang teras telah digantikan oleh konduktor segmen dan sektor, kerana tahap pengeluaran kabel telah meningkat dengan begitu banyak pada masa ini sehingga menjadi mungkin untuk menghasilkan kabel kuasa yang boleh dipercayai dengan konduktor bukan bulat sehingga 10 kV inklusif. .

Jenis utama kabel kuasa kertas yang diresapi ialah kabel sektor.

Kabel ini mempunyai lapisan penebat pada setiap teras (penebat fasa) dan lapisan penebat biasa di atas tiga teras penebat yang dipintal bersama (penebat tali pinggang). Kabel sedemikian dipanggil kabel dengan penebat tali pinggang atau, mengikut jenis medan elektrik dalam ia, kabel dengan medan bukan jejari, dan mengikut jenis impregnasi - kabel dengan impregnasi likat.

Untuk menetapkan kabel jenis ini, simbol (jenama) digunakan bergantung pada jenis perisai dan penutup luar, contohnya:

• SG — kabel tanpa perisai dan penutup di atas plumbum,
• CA - lapisan asfalt digunakan pada sarung plumbum,
• SB — di atas plumbum terdapat perisai dua jalur keluli dan penutup daripada benang kabel yang diresapi bitumen (jute),
• SBG — sama seperti reka bentuk sebelumnya tetapi tanpa penutup jut pada bumper,
• OP dan SK — kabel dengan perisai wayar rata atau bulat.

Huruf pertama jenama menunjukkan kehadiran cangkang, dan yang terakhir menunjukkan jenis penutup pelindung.

Untuk menjimatkan plumbum dengan mengurangkan diameter dalam kabel kuasa berbilang teras (dua, tiga dan empat teras), konduktor kabel dibuat bukan bulat, tetapi dalam bentuk sektor atau segmen.

Kabel tiga teras dengan konduktor sektor adalah kira-kira 15% diameter lebih kecil daripada kabel dengan konduktor bulat dengan keratan rentas yang sama. Penjimatan plumbum hasil daripada pengenalan konduktor sektor dalam kabel tiga konduktor boleh dianggarkan pada purata 20%.

Konduktor kabel tiga fasa boleh dalam bentuk bujur yang menghampiri elips. Kelebihan bentuk urat ini ialah urat bujur tidak mempunyai bucu tajam seperti urat sektor.

Penggunaan konduktor bujur dalam kabel voltan tinggi 35 kV boleh memberikan sedikit pampasan untuk perubahan haba dalam komposisi impregnating dalam lapisan penebat kabel dan dengan itu meningkatkan kualiti kabel.

Bahan penebat utama dari mana lapisan penebat kabel kuasa dibuat di kilang kabel ialah kertas kabel dan kompaun bacaan.

Impregnasi lapisan kertas kabel dilakukan untuk menggantikan udara dalam kertas dan antara lapisan pita kertas dengan minyak mineral atau beberapa sebatian impregnating lain yang lebih kuat dalam sambungan elektrik.

Peranan kertas itu bukan sahaja untuk memegang sebatian impregnating. Kehadiran kertas dalam lapisan penebat kabel memungkinkan untuk mendapatkan lapisan penebat yang kekuatan pecahnya lebih kurang 3 kali lebih tinggi daripada kekuatan pecah campuran impregnasi.

Kertas kabel yang digunakan untuk pengeluaran lapisan penebat kabel kuasa mesti mempunyai sifat mekanikal tertentu yang memastikan pertindihan jalur kertas yang ketat pada teras kabel, sifat fizikal yang diperlukan untuk pelaksanaan proses impregnasi yang betul, dan tidak boleh mengandungi kekotoran , yang mengurangkan sifat elektrik kertas selepas impregnasi.

Pembinaan kabel 20 dan 35 kV dengan penebat tali pinggang tidak dapat memberikan kebolehpercayaan yang mencukupi dalam operasi, terutamanya disebabkan oleh kehadiran komponen kecerunan tangen dalam penebat kabel yang disebabkan oleh bukan jejari medan elektrik.

Untuk voltan ini, struktur dengan tiga urat plumbum yang dipintal ke dalam perisai jalur biasa, yang secara konvensional ditetapkan oleh jenama OSB, digunakan. Reka bentuk ini pertama kali dicadangkan pada tahun 1923 oleh A. Yakovlev dan S. M. Bragin.

Kabel voltan tinggi untuk voltan melebihi 20 kV sentiasa dihasilkan sebagai kabel teras tunggal, i.e. dengan medan elektrik jejari, kerana dalam kes ini, kebolehpercayaan kabel pada voltan tinggi adalah sangat penting.

Untuk 110 dan 220 kV ia digunakan terutamanya kabel berisi minyak ciri utamanya ialah penebat kertas kabel ini diresapi dengan minyak mineral kelikatan rendah, yang boleh dengan mudah bergerak di sepanjang kabel di sepanjang teras berongga pusat di bawah pengaruh tekanan berlebihan yang dicipta dalam kabel.

Apabila suhu kabel berubah, minyak yang bergerak bebas memungkinkan untuk mengimbangi dengan bantuan peralatan kuasa perubahan suhu dalam jumlah dalam lapisan penebat, yang dalam kabel dengan impregnasi likat membawa kepada pembentukan lompang dan kemusnahan.

Kehadiran teras berongga memungkinkan untuk mengeringkan dan memberi makan kabel dalam pengeluaran supaya boleh dikatakan tiada buih dan kemasukan gas kekal di dalamnya.

Dalam pengeluaran, kabel dililit pada dram dan disambungkan ke tangki minyak khas di bawah tekanan positif tertentu. Terima kasih kepada peranti ini, kemasukan gas tidak terbentuk dalam kabel, walaupun dengan perubahan suhu yang ketara.

Kabel moden OSB-35 3×120 untuk voltan 35 kV

Pengedap kabel

Penyambung kabel dan penyambung disediakan untuk membolehkan kabel disambungkan ke peralatan lain atau antara satu sama lain.

Memandangkan kabel dibuat pada panjang yang terhad, kelengkapan penyambung - yang dipanggil kelenjar kabel - diperlukan. Tugas kotak kabel adalah untuk menyambung dua hujung kabel antara satu sama lain.

Satu demonstrasi pautan kabel 30 kV dari Muzium Leipzig yang, apabila dibuka, menunjukkan cara pautan kabel tersebut berfungsi:

Sambungan terus wayar aluminium dikimpal dan dimesin dengan fail aluminium. Dalam kes wayar tembaga, lengan pematerian yang dipanggil diletakkan, teras kabel dan dipateri.

Konduktor logam kosong dibalut tangan dengan kertas minyak 10 hingga 30 mm lebar sehingga ketebalan penebat adalah 2.5 kali ketebalan penebat kabel.

Sebelum penggulungan, campuran kabel dan kertas mesti dipanaskan hingga 130 darjah supaya kelembapan boleh mendidih. Dapur arang batu terbuka digunakan untuk ini. Sudah tentu, ini hanya boleh dilakukan di luar rumah.

Untuk mengelakkan lembapan daripada memasuki sesendal, sesendal dalaman buatan kilang daripada plumbum atau keluli tergalvani digunakan untuk menyambung sarung plumbum dan mematerinya dengan ketat.

Sejurus sebelum tamat proses pematerian, sebatian kabel dituangkan ke dalam lubang untuk mengelakkan poket udara.

Apabila menjalankan proses impregnasi kabel kuasa, semua langkah mesti diambil untuk menyejat kelembapan yang tinggal dalam lapisan penebat sebelum impregnasi. dan impregnasi keseluruhan lapisan penebat kabel selengkap mungkin, meminimumkan kemasukan udara yang mungkin terbentuk dalam lapisan penebat semasa bisikan NS.

Kompaun impregnating mesti menjalani pembersihan berkala kekotoran mekanikal, rawatan vakum untuk menghilangkan kelembapan terkumpul semasa impregnasi kabel, dan degassing untuk mengeluarkan gas (udara) yang terlarut di dalamnya.

Sebelum apa yang dipanggil "lengan dalam plumbum" dimasukkan ke dalam selongsong keluli tuang dan diisi dengan penebat resin, sambungan logam mesti dibuat antara tetulang jalur keluli dan sarung plumbum.

Selepas menyejukkan sekurang-kurangnya 3 jam, soket yang dipasang boleh digunakan untuk masa yang sangat lama (30 tahun atau lebih).

Untuk maklumat lanjut tentang peranti dan teknologi untuk memasang pengedap kabel untuk kabel kuasa, lihat di sini:Penyambung kabel kuasa