Шахтные кабели С. J. Beaver’a
Кабели в вертикальных шахтах, в особенности шахтах горных разработок, работают в особо тяжелых условиях, ибо пропиточная масса кабеля стекает во время эксплуатации вниз, растягивает свинцовую оболочку так, что она иногда лопается, а верхний конец кабеля освобождается от массы, в результате чего в этом конце возможны электрические пробои. Для борьбы с этими недостатками прибегают к ряду средств.
Фиг. 99. Сечение удлиняющегося кабеля германского кабельного завода С. J. Vogel.
Прежде всего для шахтных кабелей применяют более вязкую пропиточную массу, чем для обычных кабелей. Кроме того, в Англии для этой цели применяют кабели с искусственно осушенной изоляцией, для каковой цели после пропитки кабеля дают пропиточной массе стечь и опрессовывают кабель свинцовой оболочкой в горячем виде, а не в охлажденном, как это требуется для нормальных кабелей. Это мероприятие, однако, очень опасно для кабелей на напряжение в 6 кВ и выше. В Англии также в обычае применять кабели, построенные на более высокое напряжение, чем то, которое требуется для эксплуатации. До империалистической войны для шахтных кабелей обычно не шли с напряжением выше 3000 V, теперь в наших новых шахтах напряжение повышено до 6000 V, что уже требует принятия некоторых добавочных мер предосторожности.
Представляет большой интерес ознакомление с 20-кВ шахтной установкой, выполненной в 1929 г. в Южной Африке и описанной W. Elsdon-Dew и Н. Denedy [85]. Кабель был изготовлен английским заводом Glover’a по конструкции С. J. Beaver’a; он представляет собой ряд интересных особенностей. Общая длина этого кабеля была 1 880 м., из которых 1 400 м. шло вертикально и 480 м горизонтально, наиболее длинная строительная длина, установленная в шахте, была равна 35U ш. На фиг. 100 дано сечение этого кабеля, он был взят нормальной конструкции, трехжильным, с поясной изоляцией, сечение каждой жилы было равно 0,15 кв. дюйма, остальные размеры указаны на фиг. 100, обозначения на которой следующие: 1 — медная жила; 2 — бумажная пропитанная изоляция; 3 — подушка для жил; 4 — бумажная пропитанная изоляция;5 — металлическая оболочка для производства испытаний; 6—бумажная пропитанная изоляция; 7— свинцовая оболочка; 8 — джутовая подушка; 9 — проволочная броня; 10— джутовая оболочка; 11— специальная прокладка.
Фиг. 101. Схема изолировочной машины английского кабельного завода Glover'a.
Фиг. 100. Сечение вертикального кабеля С. J. Веаver’a на 20 кВ рабочего напряжения.
Основной особенностью этого кабеля являлась его пропитка, которая была сделана по особому методу, применяемому только на заводе Glover’a, причем здесь употребляется особо тугоплавкая масса специального состава. Во время скруцси из отдельных проволок проводящей жилы каждый повив покрывался особым пластичным компаундом, причем каждый последующий повив проволоки впрессовывался в предыдущий и выдавливал наружу избыток этого компаунда. Изоляция жил этого кабеля бумагой производилась на особом станке, резко отличающемся от обычных станков, он изображен схематически на фиг. 10). Здесь вращаются не кружки с лентами, а сам кабель. Кружки же бумажных лент стоят неподвижно, причем бумага получает пропитку до разрезания ее на кружки. Вся обмотка производится в особом корыте, наполненном циркулирующей в нем горячей массой. Эта масса изгоняет из изоляции остатки влажности, забранные бумагой из воздуха, и вполне заполняет все промежутки между бумажными лентами. Прокладка между жилами сделана из упругого материала. Общая скрутка изолированных жил в кабель аналогично изолировке делалась под горячей массой. Наложение свинцовой оболочки сопровождалось подачей к свинцовому прессу в месте выхода свинцовой трубки пропиточной массы, чем преследовалось и на этой операции исключение возможности проникновения воздуха в изоляцию.
Этот кабель подвергался особым испытаниям, наиболее интересные из которых следующие:
- Образец освинцованного кабеля длиной 2 ярда, подвешенный вертикально и нагретый током в 200 А по каждой жиле в течение 7 дней, при температуре свинцовой оболочки в 38° С не должен был обнаруживать более 3 g вытекшей массы. В действительности образец кабеля совершенно не обнаруживал вытекания.
- В пределах от 13 до 26 кВ коэффициент мощности не должен был превосходить 2%, а увеличение коэффициента мощности в тех же пределах напряжения — 0,2%.
- Зависимость tg от температуры в рабочем интервале должна быть такой, чтобы разница между высшим и низшим пределом была не более 2% при максимальной рабочей температуре 60°С.
- Кабель на заводе должен был испытываться напряжением в 60 кВ в течение 15 мин.
- Образцы кабеля, испытанные на изгиб согласно английским нормам должны были выдержать в течение 15 мин. напряжение в 100 кВ, после чего они доводились до пробоя. Пробой получился при 128 и 149 кВ.
