Стартовая >> Архив >> Подстанции >> Силовые кабели

Маслом наполненные кабели - Силовые кабели

Оглавление
Силовые кабели
Электрическая емкость кабеля
Самоиндукция кабеля
Градирование изоляции
Тепловой расчет кабеля
Внутренний вакуум в кабеле
Сопротивление изоляции кабеля
Влияние остаточного воздуха и влажности
Проникновение воды в кабель
Выбор проводникового металла
Выбор материала изоляции
Выбор защитных оболочек кабеля
Кабели с поясной изоляцией
Концентрические кабели
Кабели с экранированными жилами
Кабели с отдельно освинцованными жилами
Одножильные кабели на экстравысокие напряжения с пропиткой вязкой массой
Маслом наполненные кабели
Кабель под давлением
Газом наполненный кабель
Треугольные кабели
Удлиняющиеся кабели
Шахтные кабели
Кабели для замкнутых сеток
Кабели для селективной защиты
Кабели с жилами для измерения температур
Кабели без металлических оболочек
Теория скрутки круглых жил
Скрутка секторных жил
Медь
Алюминий
Кабельная бумага
Кабельная пропиточная масса
Минеральные масла
Канифоль
Свинец
Джут и лубяное волокно
Железная лента и проволока для брони
Смолы для пропитки наружных защитных покровов
Размотка проволоки при производстве кабеля
Скрутка жилы при производстве кабеля
Изолировка жилы при производстве кабеля
Общая скрутка в кабель
Сушка и пропитка кабеля
Освинцованные кабеля

Маслом наполненные кабели, как уже упоминалось, впервые разрешили проблему передачи энергии по кабелю при напряжении от 100 кВ и выше. Этим они обязаны тому, что в них впервые была решена задача устранения пустот в изоляции, образующихся благодаря термическому сокращению и расширению пропиточной массы. На фиг. 75 изображено сечение такого кабеля. Здесь А — полое пространство внутри проводящей жилы, В— опорная спираль из бронзовой проволоки, С — проводящая жила, D — бумажная изоляция. Кабель, изображенный на фиг. 75, имеет две свинцовые оболочки, между которыми располагается броня из двух медных лент, назначение которой заключается в укреплении свинцовой оболочки от растягивающих усилий, создаваемых маслом, циркулирующим под давлением внутри полого пространства проводящей жилы. В местах соединения двух отрезков кабеля ставятся муфты, заполненные жидким минеральным маслом, находящимся под некоторым давлением; это масло имеет свободный доступ внутрь кабеля по полому пространству А, таким образом этот кабель пропитывается не вязкой массой, как обычные кабели, а жидким маслом. При термических сокращениях и расширениях масло или входит в кабель из муфты или выходит из него в муфты, чем избегается возможность образования внутри кабеля пустот.
Маслом наполненные кабели
Фиг. 75. Сечение американского маслом наполненного кабеля.

Изобретателем этого кабеля является итальянский инженер L. Emanuelli. Впервые этот кабель был изготовлен и проложен фирмой Pirelli в Милане для загородной линии о-ва Societa Interregionale в 1923 г., а впервые описан он был в 1925 г., хотя экспериментальные образцы этого кабеля относились еще к 1918 г. Кабель был включен последовательно в воздушную сеть с. напряжением 130 кВ. Для этой опытной линии было сделано 1800 га одножильного кабеля, что дало общую длину линии в 600 т. Кабель поставлялся строительными длинами по 200 м, так что потребовалось 6 муфт. Сечение кабеля было 50 мм2, проводящая жила состояла из одного повива медной проволоки диаметром 1,35 мм, расположенного на опорной бронзовой спирали. Толщина изоляции была равна 17 мм, изоляция градировалась с помощью каландрованной бумаги. Нагрузка кабеля 250 А. Блестящий опыт эксплуатации этого кабеля привел к тому, что патент на него был приобретен фирмой GEC в Америке, где он получил дальнейшее развитие. Прежде чем перейти к описанию этого развития в Америке, закончим вкратце описание дальнейшего развития маслом наполненного кабеля в Италии. Первая промышленная установка в этой стране была сделана в 1928 г. фирмой Pirelli, которая проложила между центральной станцией Galleto о-ва Temi и трансформаторной станцией Papigno линию, состоящую из трех одножильных кабелей сечением каждый 300 мм3, длиной 1 080 т, для передачи энергии в 90000 кВA при напряжении 130000 V. В этой установке впервые был применен новый прием прокладки маслом наполненных кабелей, который сильно облегчал монтаж по сравнению как с первым итальянским кабелем, так и с первыми американскими установками. Для того чтобы стало понятным это изменение, необходимо вкратце остановиться на способе изготовления таких кабелей. После скрутки жилы и изолировки ее кабельной бумагой этот кабель сначала подвергался просушке обычным способом, а затем до его пропитки опрессовывался свинцовой оболочкой. Окончательная просушка и пропитка кабеля производились уже после его освинцевания, для чего весь кабель нагревался в котле, причем через полое пространство внутри кабеля давался высокий вакуум, а после окончания сушки через один конец кабеля открывался доступ маслу, причем с другого конца продолжал поддерживаться высокий вакуум. После испытания кабель освобождался от масла, так что прокладка кабеля производилась без масла. На месте установки кабель наполнялся снова маслом после дополнительной подсушки его в уже монтированном виде. Эта процедура была сопряжена с большими трудностями, которые впервые были избегнуты на установке Terni. Для этой установки кабели поставлялись наполненные маслом и снабженные по концам особыми муфтами, которые не позволяли маслу вытекать во время монтажа и не допускали проникновения во внутрь кабеля сырости и воздуха.

Фиг. 76. Опорная спираль токопроводящей жилы американского маслом наполненного кабеля.

В 1933 г. L. Emanuelli сообщил о дальнейшем успехе фирмы Pirelli в области построения маслом наполненных кабелей, а именно о прокладке в Cislago трех одножильных кабелей на напряжение 220 кВ, эта линия в настоящее время является рекордной по напряжению для подземных кабелей. Каждый из трех кабелей имел длину 200 м, линия служила для вывода к воздушной линии. Кабель имел сечение 130 мм2, диаметр жилы был 18.3 мм, диаметр полого отверстия 10,9 мм, толщина изоляции 24 мм, диаметр кабеля под свинцовой оболочкой 66,3 мм, толщина свинцовой оболочки 3 мм; давление масла внутри этого кабеля поддерживалось от 11.4 до 13,6 англ. фунт на кв. дюйм. Поверх свинцовой оболочки кабель имел укрепление в форме брони из двух латунных лент. Кабель подвергался в течение 1 часа испытанию напряжением в 250 кВ между жилой и свинцовой оболочкой; 565 кВ было достигнуто без пробоя. С сентября 1932 г. линия работает с нагрузкой 65000кВA.
Колоссальный размах получило применение маслом наполненных кабелей в Америке. Первые линии были проложены одновременно в Нью-Йорке и Чикаго в 1927 г.
Линия в Нью-Йорке соединяет станцию Hell Gate с подстанцией Dunwoodie на расстоянии около 12 миль, а в Чикаго линия служит для присоединения Северо-западной станции к воздушной линии на расстоянии около 6 миль. Обе линии работают при 132 кВ и служат для передачи 95000 кВA. Конструкция кабеля следующая:
Два повива медных проволок диаметром 2,6 мм каждая при общем сечении кабеля в 300 мм2 были скручены поверх спирали, сделанной из твердотянутой медной проволоки особой формы, рассчитанной на уменьшение трения масла; она изображена на фиг. 76. Внутренний диаметр спирали 19 мм, а внутренний диаметр первого повива проволоки 21,5 мм. Чтобы облегчить прохождение масла из центрального канала к изоляции, были сделаны зазоры между проволоками с помощью плющения проволоки через определенные промежутки. Внешний диаметр жилы был равен 31        мм. Изоляция имела толщину 18,3 мм, состояла из целлюлозной бумаги трех сортов, т. е. градировалась. Кабель имел две свинцовые оболочки. Масло употреблялось немного более вязкое, чем трансформаторное. Кабель подвергался следующим испытаниям:

  1. Каждый барабан испытывался в течение 15 мин. напряжением 175000 В между жилой и свинцовой оболочкой.
  2. Образцы кабеля замораживались при 0° С в течение 2 час., затем три раза изгибались на 180° на диаметр, равный 15-кратному диаметру кабеля, после чего кабель испытывался в течение 5 мин. 225000 V.
  3. Один полный барабан кабеля из каждой партии в 5000 м. был испытан напряжением в 140000 В в течение 8 час.

4. Первоначальная спецификация требовала испытания после установки в течение 15 мин. напряжением переменного тока в 140000 V. Однако было непрактично строить специальный трансформатор для этой цели, поэтому была сделана специальная кенотронная установка, и кабель испытывался в течение 15 мин. напряжением прямого тока в 300000 V.

Фиг. 77. Сравнение размеров первого и второго маслом наполненных кабелей, проложенных в Чикаго.
Максимальный коэффициент мощности любой секции кабеля при комнатной температуре не превосходил 0,5—1 %, а при максимальной рабочей температуре 65° С был не более 0,65 %. Разница коэффициентов мощности, измеренных при напряжении 20 000 и 95 000 V, не превосходила 0,2 %. Образцы кабеля в течение 24 час. выдерживали без пробоя 225000 В переменного тока, т. е. трехкратное рабочее напряжение. 5-минутное пробойное напряжение образцов было около 400 000 V, а часовое — около 300 000 V.

Фиг. 78. Сравнение размеров первого н опытного маслом наполненных кабелей, проложенных в Чикаго.
В 1930 г. эти кабельные линии были увеличены. За это время маслом наполненный кабель сделал очень большие успехи, выразившиеся, между прочим, и в большем уменьшении стоимости всей установки. Второй кабель в Чикаго был проложен в той же канализации, что и первый, но имел пропускную мощность на 75% выше, а стоимость на 20%, ниже, чем первый. Летняя нагрузка на новый кабель была увеличена с 90000 до 150 000 кВA, а зимняя с 103000 до 175000 кВA. Было найдено возможным увеличить сечение кабеля с 303 до 545 мм. без увеличения диаметра кабеля, причем допустимая нагрузка увеличивалась на 75 %. Сравнение размеров старого и нового кабелей приведено на фиг. 77. Между прочим, уменьшение стоимости этой линии получилось в результате очень большого снижения стоимости всех принадлежностей кабельной линии, и в особенности выводных устройств. Одновременно с прокладкой этого кабеля был проложен для выявления возможности снижения толщины изоляции опытный кабель также на 132 кВ, но с толщиной изоляции 10,3 мм, которая употребляется в США для стандартных ЗЗ-кВ кабелей. На фиг. 78 изображено сечение этого опытного кабеля (справа), имеющего сечение 240 мм2, и второго маслом наполненного кабеля (слева) сечением 545 мм2. Опытный кабель работает при температуре 70° С, причем измерения показывают, что его коэффициент. мощности не только не ухудшается со временем, но даже улучшается. При испытании этого кабеля на заводе испытательное напряжение было доведено до 725 кВ без пробоя в кабеле или муфтах.
По Shanklin’y [79] улучшения в конструкции второго американского маслом наполненного кабеля по сравнению с первой установкой в 1927 г. сводятся к следующим:

  1. Кабель стал доставляться наполненным маслом, чего не было сделано у кабеля первой установки.
  2. Вместо прежних простых соединительных муфт введены простые по конструкции, так называемые полустопорные муфты. Эти муфты позволили производить монтаж кабеля без выпуска из него масла, причем во время монтажа в кабеле поддерживалось небольшое давление. Кроме того, в случае аварии какой-либо строительной длины кабеля вытекание масла из соседних участков кабеля при этих муфтах будет настолько медленно,

что в них не может появиться повреждений. Идея устройства таких муфт заключается в установке у их концов с обеих сторон особых пробочных запоров, позволяющих маслу очень медленно вытекать из кабеля, причем это вытекание идет только через изоляцию кабеля. Скорость такого вытекания равна около 20 см3 в час при разности давлений 0,07 at. Скорость протекания через всю муфту с двумя такими запорами равна половине этой величины. При установке таких муфт питание кабеля маслом устраивается в каждой муфте с помощью приключения к небольшому резервуару.
с) Двойная свинцовая оболочка была заменена одинарной с присадкой укрепляющего металла. По данным фирмы GEC такая оболочка может по меньшей мере выдерживать давление 1 at.
В случае коротких замыканий при полустопорных муфтах в кабеле может возникнуть большое давление; чтобы избежать этого, присоединение масляного резервуара в полустопорной муфте делается до пробочных запоров, поэтому для выхода излишков масла препятствий не имеется.
Указанными выше двумя установками далеко не исчерпываются американские установки маслом наполненных кабелей. Из числа наиболее интересных установок укажем на следующие:
В 1929 г. в Чикаго фирмой GEC установлен трехжильный маслом наполненный кабель на напряжение 33 кВ.
Трехжильный маслом наполненный кабель
Фиг. 79. Трехжильный маслом наполненный кабель американского кабельного завода QEC.
Внешний вид этого кабеля изображен на фиг. 79. Он имел медные жилы полусекторной формы сечением каждая 175 мм2. Толщина изоляции была 7,1 мм, причем применялась целлюлозная бумага, в то время только начинавшая применяться в Америке. Поверх изоляции шла медная перфорированная лента 19X0,125 мм с бумажной прослойкой. Между скрученными жилами были проложены три стальные гибкие трубки, нормально употребляемые фирмой для резиновых проводов марки ВХ, диаметр этих трубок был равен 10,2 мм. Поверх скрутки трех жил шла общая обмотка стальной лентой размером 25,4x0,1 мм с промежутками между витками 16 мм. Прямо поверх обмотки стальной лентой накладывалась свинцовая оболочка с присадкой 2% олова толщиной 4 мм. Часть этого кабеля была бронирована 48 проволоками диаметром 3,4 мм каждая; проволоки эти накладывались с коротким шагом под углом 45°, чтобы создать механическое укрепление свинцовой оболочки. Голый освинцованный кабель имел внешний диаметр 68,5 мм, а бронированный— 81,5 шт. Кабель подвергался следующим испытаниям:

  1. каждый барабан испытывался напряжением переменного тока в 60 кВ в течение 15 мин.;
  2. согнутый кусок кабеля в холодном состоянии испытывался напряжением переменного тока в 96 кВ в течение 5 мин.;
  3. образец длиной в 25 м испытывался напряжением 60 кВ переменного тока в течение 24 час.

Бронированный кабель, кроме того, испытывался в течение 5 мин. напряжением в 48 кВ переменного тока.
При 20 кВ гарантировалось, что потери в диэлектрике не будут превышать:
Действительные измерения при 60° С дали около одной трети гарантированной величины. Гарантированная величина изменения tg5 между градиентами в 800 и 4 000 V/гаш была равна 0,005, в действительности она равнялась 0,1 от гарантированной.
Общая длина этой линии была 600 ш.
Другой интересной установкой в Америке является выполненная в 1932 г. фирмой GEC установка одножильного подводного кабеля на 115 кВ, пересекающего два русла р. Колумбии шириной 1060 и 480 т. Данные конструкции этого кабеля:
Внутренний диаметр поддерживающей спирали 0,690" (17,5 мм)
Внешний диаметр                                      0,790" (20,0 мм)
Наружный диаметр медной жилы                                        1,277" (32,4 мм)
Поперечное сечение жилы                                   750000 С. М. (375 мм3)
Толщина бумажной изоляции                                               0,560" (14,2 мм)
Перфорированная медная лента, проложенная кабельной бумагой, толщиной       0,005" (0,125mm)
Внутренний диаметр свинцовой оболочки 2,197" (63,5 мм)
Наружный 2,810" (71,5 мм)
Толщина свинцовой оболочки 5/32" (3,95 мм), присадка 2 % олова
Два повива просмоленного джута № 16/3
Броня из твердотянутой медной проволоки, диаметром 6,05 мм
Один повив просмоленным джутом № 16/3
Общий диаметр кабеля 96,5 мм Вес 24 кг/м
Три конца кабеля были изготовлены длиной по 1 150 т, три по 500 м и один, резервный, в 255 т.
Благодаря длинным концам сушка кабелей во время производства производилась очень медленно, а именно каждый конец в 1 150 м сушился 391 час. Примененное для пропитки масло имело следующие характеристики: Удельный вес 0,91.
Вязкость при 37,8° С — 3,04° Э.
Температура замерзания — 40° С.
Испытания кабеля на заводе заключались в следующем:

  1. Объемное испытание на отсутствие внутри кабеля воздуха и газов.
  2. До бронировки кабель испытывался напряжением переменного тока в 166000 В в течение 15 мин.
  3. До и после бронировки определялся коэффициент мощности при 800 и 4 000 V/мм.
  4. Три конца длиной по 23 м (один до и два после бронировки) испытывались 196000 В в течение 6 час. с повышением напряжения на 20% через каждые 6 час. до пробоя. Образцы были пробиты через 2: 3 и 5 час. при 235 000 V.
  5. Два образца длиной в 7,5 м каждый испытывались до бронирования на потери в диэлектрике. Средний измеренный коэффициент мощности был при комнатной температуре равен 0,32 %, при 60° С — 0,2 %, при 70° С — 0,28% и 80° С— 0,30%.
  6. Три конца кабеля длиной в 4,5 м каждый были испытаны на изгиб, а именно два до и один после бронировки. При t = — 103С кабели были испытаны на четырехкратный изгиб под углом 180° по окружности, диаметр которой был равен 12-кратному диаметру кабеля.

После отрезки всех кусков кабеля, взятых для испытания, концы в 1 130 м весили по 45,75 t, а концы в 470 м —21,5 t.
В заключение описания американских установок упомянем о маслом наполненном кабеле С. Е. Benett’a. Его кабель представляет собой стальную трубу, в которой протянуты три экранированные медной лентой жилы кабеля без свинцовой оболочки. Трубы наполнены маслом под давлением 13,5 at. Выполнена экспериментальная установка на 132 кВ.
Поскольку в Америке маслом наполненные кабели получили наиболее широкое применение, интересно отметить преимущества этого кабеля по данным американцев [135].

  1. Если установка надлежаще рассчитана, то образование пустот в кабеле совершенно Исключено и с разрушением изоляции от ионизации можно не считаться.
  2. Максимальная рабочая температура в этом типе кабелей выше, чем в других типах, а колебание нагрузки по сезонам и сезонная температура не являются важными. Фактором, ограничивающим рабочую температуру, является не сама изоляция, а продольные растяжения и сокращения кабеля в канализации во время эксплуатации, а также слабость свинцовой оболочки.
  3. Толщина изоляции составляет около половины той, которая употребляется для кабелей, пропитанных вязкой массой, что дает более легкий вес и меньший наружный диаметр кабеля.
  4. Для данного размера канализации по маслом наполненному кабелю можно пропустить большее количество энергии, чем по кабелю, пропитанному вязкой массой (очень важное обстоятельство для американских условий прокладки).
  5. Максимальное  безопасное напряжение для одножильного кабеля, пропитанного вязкой массой, около 75 кВ, а для маслом наполненного кабеля от 132 до 220 кВ.
  6. Максимальное безопасное напряжение для трехжильного кабеля, пропитанного вязкой массой, около 45 кВ, а для маслом наполненного кабеля этот предел расширяется до 75 кВ, а возможно даже и до более высокого напряжения.
  7. В кабеле поддерживается положительное давление масла, поэтому дефекты в свинцовой оболочке выражаются в легкой утечке масла, место которой может быть найдено и исправлено в любое время.

Несмотря на все успехи в Америке маслом наполненных кабелей, в последнее время там стала наблюдаться и некоторая реакция против них. Так D. W. Roper [138], являющийся ведущим работником кабельной сети в Чикаго, говорит, что установка 66-кВ кабеля, пропитанного вязкой массой, стоит на 10% ниже, чем установка маслом наполненного кабеля на то же напряжение, хотя последний кабель сам по себе стоит дешевле, чем кабель, пропитанный вязкой массой. Очень дорого стоят муфты и масляные резервуары, необходимые для маслом наполненного кабеля, поэтому D. W. Roper считает необходимым продолжать изучение применения изоляции обычного типа для кабелей на высокое напряжение.
Хотя количественно маслом наполненный кабель в Германии получил значительно меньшее развитие, однако это развитие отличается рядом очень интересных особенностей. Первый кабель этого типа был изготовлен в Германии в 1927 г., а проложен в 1928 г. Изготовлен он был фирмой Siemens и. Schuckert для центральной станции Franken A. G. в Нюренберге для передачи 40000 кВA при 101 кВ. Длина линии 9,6 km, она состояла из грех одножильных кабелей каждый сечением меди 185 мм2 при толщине изоляции 18,5 мм и толщине свинцовой оболочки 4 мм. Диаметр медной жилы 22 мм. Свинцовая оболочка была защищена двойной обмоткой из просмоленного джута при внешнем диаметре кабеля 81 мм. Вес кабеля был около 17,5 кг/м, строительная длина—от 234 до 772 м. Сечение этого кабеля изображено на фиг. 80. Кабель был проложен непосредственно в траншеях на глубине от 1,40 до 2,50 т. Обычно при системе трех одножильных кабелей для трехфазного тока прокладывается четвертый резервный кабель на случай повреждения какого-либо одного кабеля. В данной установке от прокладки такого кабеля отказались, поскольку считали, что при расстоянии между кабелями 18 cm в случае пробоя соседний кабель был бы также поврежден. Муфты этого кабеля имели длину 2,20 т. После прокладки кабель был испытан напряжением 250 кВ прямого тока в течение 1 часа. При этом он дал сопротивление изоляции более 2000 MU/km при 19С. Произведенные после прокладки измерения дали следующие характеристики кабеля:
Емкость.................................................................................... 0,21 nF/km и фазу
Зарядный ток при 105 кВ трехфазного тока и 50 Hz . . . .4,0 A/km ,
Ток замыкания на землю....................................... .... 12 , . .
Сопротивление изоляции........................................................ 375 MQ/km
Эффективное сопротивление переменному току..................... 0,1435 S/km и фазу
Сопротивление постоянному току.......................................... 0,0925
Самоиндукция ........................................................................ 5,3-10-4 H/km и фазу
Реактанц .................................................................................. 0,116 Q\km . .
Тангенс угла потерь................................................................. tg о = 0,0059
Германский маслом наполненный кабель
Фиг. 80. Германский маслом наполненный кабель фирмы Sieraens-Schuckert

Рабочий градиент этого кабеля был 5,6 кВ/мм, а при заземлении одной из фаз —10 кВ/мм. Для этого кабеля и в Германии была допущена рабочая температура в 70—80° С, причем Schrottke [87] указывает, что кратковременный нагрев до 100° С также не оказывает вредного влияния, хотя он не рекомендует переходить этого предела вследствие образования внутри кабеля паров, правда, при охлаждении конденсирующихся. Этот кабель в расширительном резервуаре сообщается с воздухом через слой хлористого кальция, эта мера обеспечила в течение года неизменность электрической прочности масла. В это же самое время Xgi кабеля неуклонно понижался, что объяснялось допропиткой кабеля. Стоимость этого кабеля на 1 м линии передачи была 130 марок, включая сюда стоимость кабеля, муфт, прокладку и монтаж. Подобная же прокладка кабеля напряжением 20 кВ стоила бы 250 марок за метр линии передачи.
В результате удачной эксплуатации первого кабеля Акционерное о-во Franken проложило в 1932 г. второй маслом наполненный кабель, изготовленный той же фирмой Siemens u. Schuckert. Он имел сечение 120 мм2 при толщине изоляции 16 мм, т. е. уже уменьшенной по сравнению с первым кабелем; вследствие этого и рабочий градиент напряжения повысился до 6,4 кВ/мм при нормальной, работе и до 11 кВ/мм при заземлении одной из фаз. Кабель этот имел ленточную и проволочную броню из альдрея, его внешний диаметр был равен 76 мм. Полая жила этого кабеля была сделана из двух повивов плоской медной проволоки на спиральной опоре, причем между обоими повивами была проложена прокладка из одной бумажной ленты, назначение которой — служить фильтром, чтобы не пропускать в изоляцию кабеля из масла случайных загрязнений. Эта бумажная лента послужила, между прочим, причиной тяжелых повреждений в кабеле, благодаря тому что из-за ошибки монтажа в некоторых концевых муфтах не были достаточно далеко эти ленты обрезаны, что вызвало отсутствие контакта между обоими повивами проволок, а это в свою очередь в местах изгибов кабеля у концевых муфт, где эта промежуточная бумага получилась несколько поврежденной, вызвало образование сильной вольтовой дуги, причем почти половина изоляции в этом месте обратилась в уголь. Тем не менее кабель после этого выдержал продолжительное испытание прямым током в 250 кВ между жилой и свинцовой оболочкой. Второй 100-кВ нюренбергский кабель прокладывался при очень низкой температуре, а именно при  — 10° С, что явилось вполне безопасным, так как жидкое масло, замерзающее при —40°С до —50°С, при t = —10°С обладает еще очень высокой текучестью. Кроме того, при установке фирма Siemens u. Schuckert применяла замораживание концов кабеля жидким воздухом, чем предупреждалось вытекание масла из кабеля при монтаже.
Помимо этих двух установок германскими заводами выполнен еще ряд интересных установок маслом наполненного кабеля; приведем описание некоторых из этих установок и образцов.
Фирмой Siemens u. Schuckert был сделан образец трехжильного кабеля на напряжение 132 кВ, предназначенного для передачи 85000 кВA, причем такой кабель мог быть изготовлен длинами по 300 м при внешнем диаметре 135 мм, сечение его было 120 мм2, а толщина изоляции — 14 мм, поверх свинцовой оболочки кабель снабжался укрепляющей лентой из альдрея. Кабель был выполнен по типу кабеля с отдельно освинцованными жилами.
Интересна выполненная фирмой Siemens u. Schuckert совместно с фирмой Pirelli установка 66-кВ маслом наполненного кабеля для Буэнос-Айреса. Этот одножильный кабель имел площадь сечения в 130 мм2, толщину изоляции 8,5 мм, а наружный диаметр 49 мм, строительная длина его была 500 т, а вся длина 54 km. Прокладка была выполнена в 1932 г. Благодаря очень высокой окружающей температуре почвы для этой установки нельзя было взять иного кабеля кроме маслом наполненного, но даже и при этих тяжелых температурных условиях плотность тока в жиле доходила до 3 A/мм2.
Из других установок маслом наполненных кабелей обращает на себя внимание установка в 1932 г. подводного трехжильного кабеля в Цюрихе на длину 1 140 т, к которой прибавлялась длина траншей в 1 200 т. Кабель был построен на напряжение 50 кВ, сечение его было равно 150 мм2, толщина изоляции 7 мм.
Интересен также кабель для Берлина на 30 кВ, трехжильный сечением 3 X 50 мм2, с толщиной изоляции 4,5 мм. Выполнен он по типу Н-кабеля, причем масляными каналами служили пазы между жилами.
Какой большой электрической прочностью обладают немецкие маслом наполненные кабели, показывает следующее сообщение Lflschen’a [47]. У фирмы Siemens u. Schuckert при испытании 66-кВ кабеля один кусок кабеля работал свыше 1 000 час. при напряжении 200 кВ, т. е. при напряжении в пять раз выше рабочего, причем диэлектрические потери в нем после испытания не отличались от тех, которые были перед испытанием. Градиент напряжения при этом испытании равнялся 35 кВ/мм. В проложенном через Цюрихское озеро в 1932 г. трехфазном кабеле на 50 кВ нельзя было достигнуть пробоя при длительном приложении градиента напряжения в 45 кВ/мм.
Фирмой Siemens u. Schuckert был изготовлен также образец 220-кВ кабеля. Сечение этого кабеля было 200 мм2, толщина изоляции равнялась 24 мм, он был бронирован лентой и проволокой из альдрея, его наружный диаметр равнялся 105 мм. Нужно сказать, что в этом случае, а также и во всех вышеупомянутых случаях, лента из альдрея накладывалась непосредственно поверх свинцовой оболочки и служила для укрепления ее.

Рядом интересных особенностей обладают образцы маслом наполненных кабелей, изготовленные германской фирмой Siiddeutsche Kabelwerke и описанные Н. Schiller’oм [100]. Образцы имели жилу сечением 95 мм2, скрученную из шести плоских проволок в один повив, без внутренней опорной спирали (в замок), причем диаметр внутреннего масляного канала был равен 10 мм, а наружный диаметр жилы 14,9 мм. В проволоках были сделаны прорезы шириной 1,5 мм и длиной 5 мм с расстоянием около 50 мм один от другого. Были изготовлены одножильный кабель с толщиной изоляции 16 мм и трехжильный кабель с отдельно освинцованными жилами с толщиной изоляции 8 мм. Свинцовая оболочка одножильного кабеля имела присадку олова, ее толщина была 3 мм, она была покрыта броней из двух алюминиевых лент. В трехжильном кабеле толщина свинцовой оболочки была равна 2,5 мм. Эти кабели пропитывались и сушились как обычные кабели с вязкой пропиточной массой, т. е. неосвинцованными. Для пропитки служило масло, имевшее вязкость при 20° С—2,5° Э, а при 50° С—1,5° Э. В концевых муфтах у этого кабеля были применены особые компенсационные сосуды, причем сосуд, находящийся в соединении с кабелем, имел в верхней части масло, а в нижней — глицерин; в другом сосуде, сообщающемся с первым, наоборот, внизу находился глицерин, а сверху — азот. Глицерин практически не растворяет газов, поэтому считалось, что глицериновая прослойка защищает масло от растворения в нем газа.
У нас, в СССР, маслом наполненные кабели строит завод „Севкабель"; достигнутые этим заводом успехи в построении таких кабелей описаны инж. Д. В. Быковым, П. Н. Горшковым и Б. В. Залевским [35]. Опытные образцы 120-кВ кабеля завод „Севкабель“ начал делать еще в 1930 и 1931 гг., после чего он приступили изготовлению 12 концов 120-кВ кабеля для Ижорской линии под Ленинградом. Кабель имел сечение 300 мм2, его полая жила имела в центре спираль из плоской твердотянутой медной ленты. Наружный диаметр спирали был равен 23,3 inm, а внутренний 19,3 мм. Наружный диаметр жилы был равен 34 мм. Толщина изоляции была взята 15,7 мм; поверх изоляции была наложена металлизированная бумага, назначение которой, главным образом, заключалось в создании проводящей поверхности для возможности производства электрических измерений на кабеле во время производственного процесса сушки и пропитки. Свинцовая оболочка имела толщину 4,5 мм, свинец имел присадку в 1% олова. Масло для пропитки имело температуру замерзания минус 35—37° С, удельный вес 0,87, температурный коэффициент расширения 0,0007. Кабель испытывался напряжением 100 кВ переменного тока и 235 кВ прямого тока. При 70 кВ tgб имел для 12 барабанов величину от 0,0042 до 0,0056, а повышение tgб между 20 и 90 кВ было от 0,0002 до 0,0005.



 
« Ручные оправки для забивания дюбелей при монтаже   Силовые электрические конденсаторы »
электрические сети