В больших городских сетях низкого напряжения обычно применяются сложные сети, в которых питание обеспечивается от нескольких точек. Возможные токи коротких замыканий в таких сетях благодаря колоссальной мощности современных центральных станций достигают иногда порядка до 30000 А. Хотя на случай коротких замыканий кабели защищаются автоматическими выключателями, однако эти выключатели большей частью при таких коротких замыканиях не успевают срабатывать, так как еще раньше этого кабель на месте пробоя выгорает начисто и размыкает цепь, что ставит под вопрос вообще необходимость установки в таких сетях дорогостоящих автоматических выключателей. С целью выявления возможности и условий для автоматического прогара кабелей при коротких замыканиях в Германии и в особенности в Америке был поставлен ряд опытов, а также создан ряд кабелей специальной конструкции. Обширные опыты, проведенные в Берлине в сети Акционерного о-ва BEWAG и описанные Н. Freiberger’oм [143], показали, что при токе короткого замыкания в 18 000 А обычные у BE WAG кабели 3 х 95-(-1 X 50 мм2 прогорают без отказа, при более же высоких токах короткого замыкания (до 30 000 А) получается до 30°/„ отказов, причем за отказ принимался полный прогар за время, превышающее 10 сек. Американские опыты G. Sutherland’a. МасCornle [144] показали, что во всех практических случаях время прогара не превышало 8 мин.
В опытах, описанных Н. Freiberger’oм [143], кроме нормального кабеля были испытаны также и две специальные конструкции. Первая конструкция представляла собой кабель с отдельно освинцованными жилами, причем нулевая жила создавалась путем обмотки кабеля тремя медными лентами от 20 до 30 мм шириной. Другая конструкция отличалась от первой только тем. что нулевая жила устраивалась в виде круглого провода, расположенного в центре кабеля между трех освинцованных жил. Кроме того, прокладка между жилами делалась из тугогорючего материала, так как при коротких замыканиях образуется очень много газов, которые могут давать взрывы. Судя по результатам опытов, однако, эти конструкции не внесли заметных улучшений в процесс прогара кабелей, хотя некоторое уменьшение продолжительности прогаров и было отмечено. Лучшим из двух указанных специальных конструкций оказался второй кабель. В результате опытов как часть сети BEWAG, так и часть американских сетей была переведена на так называемую "замкнутую сетку", т. е. на включение без предохранительных устройств. В связи с этим поиски новых конструкций кабелей, работающих без отказа на прогар при коротких замыканиях, продолжаются. Н. О. Anderson а. М. С. Chensy [145] сообщают об особом специальном кабеле, предназначенном для этой цели и разработанном американской фирмой Rockbestos Products Corporation. Кабель этот имеет особый тип изоляции, которая не воспламеняется, не взрывается и не развивает ядовитых газов, кроме того, она не повреждается при температурах ниже точки плавления меди. Основой этой изоляции, по всей вероятности, является асбестовая пряжа.
После выгорания кабеля от короткого замыкания на расстоянии 8 дюймов от места прогара диэлектрическая прочность этой изоляции остается неизменной. Вышеуказанные авторы описывают испытание кабеля №4/0 (105 мм), который имел медную жилу, скрученную из 19 проволок, диаметром каждая 2,69 мм, изоляцию „Rockbestos" толщиной 2,54 мм и свинцовую оболочку толщиной 1,28 мм. Пробойное напряжение этого кабеля было следующее:
- Первоначальная диэлектрическая прочность при толщине изоляции 2,54 мм была в среднем 3 725 V.
- После нагрева в течение 63 час. при температуре 150° С диэлектрическая прочность, определенная при 150°С на толщину 2,54 мм, была в среднем 2 800 V.
- После нагрева в течение 63 час. при температуре 275° С диэлектрическая прочность, определенная при 275°С, была в среднем 2 300 V.
- После нагрева в течение 63 час. при температуре 150° С и последующего охлаждения до комнатной температуры диэлектрическая прочность кабеля была в среднем 3 800 V.
- После нагрева при температуре 275° С в течение 63 час. и последующего охлаждения до комнатной температуры диэлектрическая прочность кабеля в среднем была 3350 V.
- На полном барабане кабель испытывался в течение 5 мин. напряжением I 500 V.
- Пробой образца кабеля, отрезанного на расстоянии 200 мм от места пробоя, был равен при комнатной температуре 3750 V.
Время выгорания этого кабеля при коротких замыканиях было от 5 сек. до 10 мин. в зависимости от условий опыта. В нашей практике такие кабели вряд ли могут иметь распространение, поскольку асбестовая изоляция очень капризна по качеству и в наших условиях очень дефицитна и дорога.
