В принципе конструкция кабелей с отдельно освинцованными жилами является видоизменением выше описанных Н-кабелей; эти кабели также являются кабелями с экранированными жилами. Схематически конструкция кабелей с отдельно освинцованными жилами изображена на фиг. 64. Медная жила А покрывается бумажной пропитанной изоляцией В и впрессовывается свинцовой оболочкой С. Три таких жилы скручиваются вместе с пропитанной смолами прокладкой D и обматываются для скрепления лентой из прочного материала Е. Поверх этой ленты кабель получает обычные защитные оболочки из джута и броню F. У нас такой кабель имеет марку ОСБ.
В эксплуатационном отношении эти кабели мало отличаются от Н-кабелей и обладают в основном всеми темн же преимуществами, что и Н-кабели. Допустимая нагрузка для этих кабелей немного выше, чем для Н-кабелей: последние нормы Союза германских электротехников для нагрузки Н-кабелей допускают как раз среднее значение между величинами нагрузок для кабелей с поясной изоляцией и кабелей с отдельно освинцованными жилами. Отсутствие металлизированной бумаги на жилах обусловливает то, что эти кабели не вполне свободны от влияния вредных растяжений свинцовых оболочек.
Кабель ОСБ дешевле Н-кабеля, так как расход свинца на него значительно меньше. Последнее обстоятельство, впрочем, связано с меньшей надежностью свинцовой оболочки, ибо на этих кабелях толщина свинцовой оболочки примерно вдвое меньше, чем на кабелях с поясной изоляцией или на Н-кабелях. Однако экономические преимущества кабеля ОСБ повели к тому, что он теперь и за границей стал вытеснять Н-кабели. В Америке, впрочем, кабели с отдельно освинцованными жилами не применяются, так как их нельзя прокладывать в канализации.
Фиг. 64. Сечение кабеля с отдельно освинцованными жилами марки ОСБ.
Впервые на кабель этой конструкции патент был взят в СССР инженерами С. А. Яковлевым и С. М. Брагиным, причем впервые же в СССР эта конструкция была применена в широких размерах в эксплуатации, а именно для 35-кВ кабельного кольца вокруг Ленинграда в 1925 г. Всего на несколько месяцев позже на такой же кабель был выдан патент и в Англии P. Dunsheath’y, однако первый барабан кабеля этой конструкции на 44 кВ рабочего напряжения был сделан и проложен, как опытный кабель, английской фирмой Henley’a, с которой связан P. Dunsheath, еще в 1921 г. На три года позднее получения русского и английского патентов была сделана заявка на этот кабель в Германии фирмой С. J. Vogel. Однако патент в Германии не был выдан, поскольку на эту конструкцию существовал старый патент фирмы AEG, и эта идея была признана в Германии общеизвестной. В настоящее время кабели с отдельно освинцованными жилами широко применяются во всех европейских странах для напряжений от 30 до 66 кВ благодаря меньшей стоимости по сравнению с Н-кабелями. Кроме того, подобные же кабели с некоторым изменением в конструкции вошли в практику под названием „Троккен-кабель” (сухой кабель) и для столь низких напряжений, как 6000 V. Особенность этой последней конструкции заключается в том, что или верхний повив жилы делается из плоских проволок (исполнение фирмы Felten u. Guilleaume) или же медные жилы покрываются тонкой свинцовой оболочкой (исполнение фирмы Siemens u. Schuckert), во всем остальном конструкция этого кабеля не отличается от конструкции нормального кабеля с отдельно освинцованными жилами. Целью этого видоизменения конструкции является получение кабеля, который обладал бы наименьшим содержанием пропиточной массы, что делает такой кабель особо пригодным как для прокладки в теплых помещениях, например, в котельных, так и для вертикальных прокладок, где приходится опасаться сильного передвижения пропиточной массы вдоль кабелей. Установки подобных кабелей имеются и в СССР. Для того чтобы получить медную жилу, обладающую возможно меньшим объемом пустот между проволоками жилы, предлагался ряд конструкций; здесь следует упомянуть, например, об уплотненной жиле, полученной путем заполнения промежутков между проволоками особой пластичной массой, инертной по отношению к пропиточной массе кабеля.
Очень оригинальная мысль была дана Weisfct’oм [139], который предложил применять в кабелях с отдельно освинцованными жилами однопроволочную жилу до 120 мм3 сечением включительно. Исполненные по этой идее на заводе С. J. Vogel’n кабели на 30 кВ и 3 X 95 мм2 сечением оказались более гибкими, чем кабели с поясной изоляцией того же сечения и напряжения, а диаметр кабеля вместо 72 мм. поверх свинцовых оболочек при обычно исполненном кабеле с отдельно освинцованными жилами уменьшился до 68 ram, т. е. кабель был значительно удешевлен. Weiset впервые ввел измерения гибкости кабеля путем придуманных им простых приборов, в которых мерой гибкости служила стрела провеса при определенных нагрузках на положенном между двумя опорами куске кабеля. Поэтому выводы относительно гибкости кабеля Weiset основывал на прямых измерениях. В практику подобные кабели, однако, не вошли, поскольку производственные затруднения при их изготовлении получаются слишком большими.
Другим видоизменением кабелей с отдельно освинцованными жилами является так называемый „Rillenkabel", выпущенный немецкой фирмой Rheinische Draht-u. Kabel-Werke. Особенность конструкции этого кабеля заключается в том, что свинцовые оболочки отдельных жил имеют глубокие продольные впадины, чередующиеся с возвышениями. Фирма полагает, что благодаря получаемому таким образом увеличению поверхности свинцовой оболочки достигается улучшенный отвод тепла, а отсюда — увеличение допустимой нагрузки. Однако эту конструкцию нельзя признать удачной, так как борозды на свинцовой оболочке не только бесполезно увеличивают расход свинца, но представляют также опасность в отношении механической прочности оболочки.
Наиболее полное описание свойств и конструкции кабелей с отдельно освинцованными жилами было дано P. Dunsheath’ом [65]. Этим автором было предложено две конструкции таких кабелей. Первая конструкция по сравнению с изображенной на фиг. 64 имела ту особенность, что в пазах между отдельными освинцованными жилами были проложены вместе с джутовой прокладкой три стальных троса, служащих для укрепления кабеля; кроме того, предполагалось, что каждая жила по желанию потребителя может иметь поверх изоляции под свинцовой оболочкой тугую обмотку из медной ленты, что имеет назначением механическое укрепление жилы. Вторая конструкция отличалась от первой тем, что в пазах между жилами вместо тросов были проложены контрольные провода.
P. Dunsheath перечисляет следующие преимущества кабелей с отдельно освинцованными жилами:
- Благодаря отсутствию общей свинцовой оболочки большого диаметра при изгибах свинцовые оболочки на отдельных жилах деформируются меньше, чем свинцовая оболочка Н-кабелей.
- Охлаждающее действие благодаря большей толщине экранирующей оболочки выше в кабелях с отдельно освинцованными жилами, чем в Н-кабелях.
- Меньший объем пропиточной массы делает кабели с отдельно освинцованными жилами более пригодными, чем Н-кабели для прокладки в холмистых местностях, причем пропиточная масса в кабелях с отдельно освинцованными жилами менее подвижна, чем в Н-кабелях.
- Возможность использования тросов или контрольных проводов, прокладываемых в пазах между жилами кабелей.
- Свободная пропитка кабеля во время производственного процесса (в Н-кабелях свободной пропитке мешает перфорированная металлизированная бумага).
Возражения против этой конструкции сводились к следующему.
Указывалось, что при скрутке трех освинцованных жил получаются тяжелые условия для свинцовых оболочек, которые при этом подвергаются деформации. Кроме того, ленточная броня опирается на кабель только в трех точках и притом на свинцовые оболочки, отсюда — возможные нарушения этих оболочек. Эти два обстоятельства и вынудили P. Dunsheath'a предложить медную ленту под свинцовыми оболочками. Однако длительная практика эксплуатации таких кабелей, по-видимому, нигде не подтвердила возможности вредного действия вышеуказанных обстоятельств. Возможность же прокладки в пазах стальных тросов ведет к тому, что в ряде случаев, когда требуется вертикальная подвеска, кабель может быть выполнен с ленточной' броней и с тросами, что сильно удешевляет кабель и избавляет от применения дефицитной в наших условиях железной фасонной проволоки для брони.
Фиг. 65. Сравнение температур жил кабелей различных конструкций по P. Dunsheath'y.
Другое возражение заключалось в том, что пустоты в кабельной изоляции. возникающие от термических сокращений пропиточной массы, в Н-кабелях концентрируются в экранированных пазах между жилами и, следовательно, безвредны, а в кабелях с отдельно освинцованными жилами эти пустоты сосредоточиваются в самой изоляции. По-видимому, однако, это возражение не вполне обоснованно, поскольку благодаря более высокой температуре проводящих жил пустоты при охлаждении кабеля будут стремиться сосредоточиться у поверхности проводящей жилы как в том, так и в другом случаях.
P. Dunsheath экспериментально исследовал вопрос о величине напряжения на оболочках этого кабеля и имеющихся в его оболочках потерях на токи Фуко. Его измерения показали, что если три оболочки соединены на одном конце и изолированы на другом конце кабеля, то индуктируемые в отдельных оболочках э. д. с. будут не более 0,5 В на 100 ярд длины и на 100 А в главной жиле. Общие потери в оболочках, полученные вычитанием потерь в меди из общих потерь в кабеле, для 100 А в главной жиле будут около 20 W на 100 ярдов, всего около 3% потерь в меди. Ток. идущий в оболочках этого кабеля, достигает при 50 Hz около 7% тока в главной жиле.
Что касается до допустимой нагрузки для кабелей с отдельно освинцованными жилами, то P. Dunsheath дает сравнительные кривые зависимости температур токопроводящих жил от тока в жиле, приведенные на фиг. 65, из которых усматриваются определенные преимущества кабелей с отдельно освинцованными жилами над Н-кабелем и кабелем с поясной изоляцией, ибо, как видно из фиг. 65, кабель с отдельно освинцованными жилами при одинаковой нагрузке имеет температуру жилы на 25% ниже, а Н-кабель только на 15% ниже, чем кабель с поясной изоляцией. Измерения делались над кабелями сечением 3x0,2 кв. дюйма, 33 кВ, зарытыми в землю на несколько дюймов и покрытыми песком, причем все три кабеля прошли совершенно идентичный процесс изготовления и были сделаны из одинаковых материалов.
Муфты для кабелей ОСБ сводятся к трем свинцовым муфтам одножильных кабелей, помещенным в общую чугунную муфту. Эта муфта проще и надежнее муфты для обычного трехжильного кабеля с поясной изоляцией, а также и Н-кабеля. В этом заключается дальнейшее преимущество этого типа кабелей.
