Герметичные оболочки предназначены для защиты изоляции кабеля от влияния окружающей среды и, главным образом, проникновения влаги. В качестве материала для герметичных оболочек в кабелях с бумажной пропитанной изоляцией применяется свинец. Целесообразность применения свинца для герметизации и защиты бумажной изоляции кабеля обусловлена следующими его качествами: влагонепроницаемостью, пластичностью, гибкостью, технологичностью, при которой обеспечивается возможность наложения его при помощи пресса на кабели при сравнительно невысокой температуре (220—250°C), малой химической активностью (нормальный потенциал свинца минус 0,13 В) и относительной стойкостью к химическому воздействию веществ, содержащихся в почве.
Для изготовления оболочек кабеля применяется свинец марки С-3, имеющий следующие основные характеристики: содержание чистого свинца 99,95%, температура плавления 327°С, плотность 11,4 г/см3, прочность на разрыв 1,3—1,8 кгс/мм2.
Наряду с этим свинец имеет следующие недостатки: высокую стоимость и дефицитность, неустойчивость против электрохимической коррозии, подверженность влиянию содержащихся в почве органических кислот, в особенности уксусной, извести, гниющих органических остатков, малую механическую прочность, малую устойчивость против вибраций особенно при повышении температуры, что вызывает иногда разрушение свинцовых оболочек кабелей, проложенных по мостам, кранам и др. Свинец имеет большую плотность, вследствие чего около 50% массы кабеля с медными жилами составляет масса свинцовой оболочки.
Для повышения механической прочности и стойкости свинцовой оболочки к вибрации ГОСТ 340-59 допускается наличие в свинце до 0,8% присадки сурьмы или до 0,08% меди. В свинцовых оболочках кабелей марок СГТ и АСГТ содержание 0,4—0,8% присадки сурьмы является обязательным.
Для кабелей, изготовляемых по ГОСТ 340-59, номинальное значение толщин свинцовых оболочек и допускаемые минимальные и максимальные отклонения по толщине в зависимости от диаметра кабелей под оболочкой приведены в табл. 2-12.
В связи с высокой стоимостью и дефицитностью свинца в последнее время непрерывно увеличивается выпуск различных кабелей в алюминиевой оболочке. Она имеет значительно большую механическую прочность, чем свинцовая (в 2—2,5 раза), масса ее меньше массы свинцовой оболочки в 4,2 раза (плотность алюминия 2,7 г/см3, а свинца 11,4 г/см3). Алюминиевая оболочка устойчива против вибраций и имеет сравнительно небольшую текучесть. Теплопроводность алюминия в 6 раз выше, чем у свинца.
Масса кабелей с медными жилами в алюминиевой оболочке (без брони) составляет от 59 до 75%, а масса кабелей с алюминиевыми жилами в алюминиевой оболочке — от 33 до 37% массы аналогичного кабеля с медными жилами в свинцовой оболочке.
Толщина свинцовой оболочки
Диаметр кабеля под оболочкой | Толщина свинцовых оболочек, мм, кабелей марок | ||||||||
СБ, ЛСБ, СБВ, АСБВ, СБГ, АСБГ, СБГВ, АСБГВ,СП, АСП, СПВ, АСПВ, СПГ, АСПГ, СПГВ, АСП, ГВ | ОСБ, АОСБ, ОСБГ, АОСБГ, ОСБВ, АОСБВ, ОСБГВ, АОСБГВ | СГТ, АСГТ. СК. АСК СКВ, АСКВ, ОСК, АОСК, ОСКВ, АОСКВ | |||||||
минимальная | номинальная | максимальна я | минимальная | номинальная | максимальная | минимальная | номинальная | максимальная | |
До 13 | 0,9 | 1,05 | 1,13 | 1,0 | 1,25 | 1,24 | 1,2 | 1,4 | 1,51 |
13—16 | 0,9 | 1,05 | 1,13 | 1,1 | 1,25 | 1,35 | 1,3 | 1,5 | 1,62 |
16—20 | 1,0 | 1,15 | 1,24 | 1,4 | 1,51 | 1,4 | 1,6 | 1,73 | |
20—23 | 1,1 | 1,25 | 1,35 | 1,3 | 1,5 | 1,62 | 1,5 | 1,7 | 1,84 |
23—26 | 1,2 | 1,4 | 1,51 | 1,4 | 1,6 | 1,73 | 1,6 | 1,8 | 1,94 |
26—30 | 1,3 | 1,4 | 1,51 | 1,4 | 1,6 | 1,73 | 1,7 | 1,95 | 2,11 |
30—33 | 1,3 | 1,5 | 1,62 | 1,5 | 1,7 | 1,84 | 1,8 | 2,05 | 2,21 |
33—36 | 1,4 | 1,6 | 1,73 | 1,6 | 1,8 | 1,94 | 1,9 | 2,15 | 2,32 |
36-40 | 1,4 | 1,6 | 1,73 | 1,7 | 1,95 | 2,11 | 2,0 | 2,3 | 2,48 |
40—43 | 1,5 | 1,7 | 1,84 | 1,8 | 2,05 | 2,21 | 2,0 | 2,3 | 2,48 |
43—46 | 1,5 | 1,7 | 1,84 | 1,9 | 2,15 | 2,32 | 2,1 | 2,4 | 2,59 |
46—50 | 1,6 | 1,8 | 1,94 | 2,0 | 2,3 | 2,48 | 2,2 | 2,5 | 2,70 |
50—53 | 1,6 | 1,8 | 1,94 | 2,0 | 2,3 | 2,48 | 2,3 | 2,6 | 2,81 |
53—56 | 1,7 | 1,95 | 2,11 | 2,1 | 2,4 | 2,59 | 2,4 | 2,7 | 2,92 |
56 и | 1,7 | 1,95 | 2,11 | 2,2 | 2,5 | 2,70 | 2,5 | 2,8 | 3,92 |
выше |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Недостатками алюминиевых оболочек являются больший модуль упругости (в 4 раза), что заставляет увеличивать толщину этих оболочек; значительно меньшая коррозионная стойкость алюминия в земле, что вызывает необходимость применения усиленных защитных покровов для предупреждения его повреждения, и высокая температура плавления алюминия (657 °C).
Толщины свинцовых и алюминиевых оболочек кабелей до 35 кВ включительно определяются из соображения механической прочности, технологии изготовления и учета деформации оболочек при изгибе кабелей.
Номинальная толщина оболочек устанавливается в зависимости от диаметра кабеля dк под оболочкой. В зависимости от толщины свинцовых оболочек все кабели согласно ГОСТ 340—59 разделены на три группы и для этих групп толщина установлена в следующих пределах:
свинцовых оболочек (0,75-1,1) + (0,022-0,029) dK;
алюминиевых оболочек примерно (0,75-0,22) dK.
Для выпрессованных алюминиевых оболочек кабелей применяется алюминий марки А5 чистотой не ниже 99,95%.
Таблица 2-13
Толщина алюминиевой оболочки
На металлических защитных оболочках не допускаются риски, царапины и вмятины, если после их зачистки толщина оболочки кабеля будет меньше номинальной.
Завод-изготовитель обязан гарантировать герметичность металлической оболочки по всей длине кабеля. Кроме того, металлические оболочки должны выдерживать, не разрываясь, испытание на растяжение: свинцовая оболочка — до 1,5, свинцовая оболочка с присадкой сурьмы и алюминиевая — до 1,3 первоначального внутреннего диаметра.
Радиальная толщина алюминиевой оболочки согласно ГОСТ 6615-55 и дополнения к нему ТУ 017-7-62 в зависимости от диаметра кабеля под оболочкой приведена в табл. 2-13.
Пластмассовая герметичная оболочка. Применение поливинилхлорида для изоляции кабелей дало возможность использовать его также для изготовления герметической оболочки кабеля. Такие кабели имеют меньшую плотность по сравнению с плотностью аналогичных кабелей в свинцовой оболочке. Достаточная механическая прочность поливинилхлоридного пластиката позволяет применять кабели без защитных покровов. Пластикат влаго- и маслостоек и не распространяет горение, что очень важно для кабелей, прокладываемых в коллекторах и кабельных туннелях.
Высокие механические свойства полиэтилена, особенно малая его влагопроницаемость, а также стойкость против воздействия агрессивных сред, способствуют использованию его для оболочек кабелей.
Оболочка из полиэтилена в 12,2 раза легче свинцовой. Гладкая поверхность полиэтиленовой оболочки позволяет затягивать кабель в трубы и извлекать его оттуда без больших усилий, а высокая гибкость кабелей в полиэтиленовой оболочке позволяет многократное их использование при ремонте поврежденных кабельных линий, а также использование их в качестве шлангов для временного электроснабжения.
Минимальные толщины пластмассовых оболочек согласно ГОСТ 16442-70 в зависимости от диаметра кабеля под оболочкой, приведены в табл. 2-14.
Таблица 2-14
Минимальная толщина поливинилхлоридных и полиэтиленовых оболочек кабелей
Защитные покровы, накладываемые поверх металлических или пластмассовых оболочек кабелей, состоят из подушки и наружного покрова.
Подушка предохраняет оболочку кабеля от повреждения бронелентами или бронепроволоками при ее наложении, а также при изгибах кабеля в процессе прокладки. Одновременно подушка защищает металлическую оболочку кабелей от химической и электрохимической коррозии. Подушка состоит из последовательно наложенных концентрических слоев битума, лент из крепильной битуминизированной бумаги или пропитанной кабельной бумаги, битума, пропитанной кабельной пряжи и битумного состава. На кабели в пластмассовой оболочке подушка накладывается без первого и второго слоя битума.
Наружный покров, выполняемый из волокнистых материалов, накладывается поверх брони и предназначен для защиты брони от коррозии и механических повреждений. Наружный покров состоит из последовательно наложенных слоев битума или битумного состава, пропитанной кабельной пряжи, битума или битумного состава и мелового покрытия, предохраняющего от слипания витков кабеля на барабане.
Негорючий наружный покров состоит из последовательно наложенных слоев негорючего состава из каменноугольного пека и совола, пряжи из штапельного стекловолокна, негорючего состава и покрытия, предохраняющего от слипания витков кабеля на барабане.
Внутри помещении кабели в оболочке из поливинилхлоридного пластиката прокладываются без подушки из волокнистых материалов.
Пластмассовые защитные покровы применяются для кабелей с алюминиевыми оболочками, которые, как известно, особенно нуждаются в надежной защите как от почвенной, так и электролитической коррозии, вызванной блуждающими токами электрифицированного транспорта. Наиболее простым, обладающим высокими электроизоляционными свойствами, хорошей прилипаемостью к оболочке, влагонепроницаемостью, эластичностью и прочностью, является защитный покров в виде поливки битумом или битумным составом и обмотка металлической оболочки двумя лентами из поливинилхлоридного пластиката и лентами из крепированной битуминизированной или пропитанной кабельной бумаги с общей толщиной 2 мм.
В особо агрессивных средах в дополнение к требованиям ГОСТ 7006-62 предусматривается особо усиленная подушка, состоящая сверх указанных выше слоев дополнительно из слоя битумного состава, двух лент из поливинилхлоридного пластиката, одной ленты из крепированной битуминизированной или кабельной пропитанной бумаги общей толщиной не менее 2,5 мм.
Особо усиленное покрытие испытывается и должно выдерживать напряжение 10 кВ постоянного тока или 4 кВ переменного тока в течение 1 мин.
Наличие на алюминиевой оболочке сплошного защитного покрова из поливинилхлоридного пластиката обеспечивает возможность использования такого кабеля без применения брони для прокладки в земле, а также в помещениях, где требуется негорючесть и химическая стойкость оболочек к различным активным средам.
Полиэтилен обладает более высокими электроизоляционными свойствами, а также большей влагостойкостью по сравнению с поливинилхлоридным пластикатом, однако применение его в качестве защитного покрова для алюминиевых оболочек ограничено вследствие его горючести.
Применяемые типы защитного покрова по ГОСТ 7006-62, их назначение и выбор в зависимости от среды, где кабель прокладывается, приведены ниже:
Б—броня из стальных лент, пропитанная кабельная пряжа;
БГ—броня из стальных лент, покрытых битумным составом;
Бв—поливинилхлоридный пластикат, броня из стальных лент, пропитанная пряжа.
БГв—поливинилхлоридный пластикат, броня из стальных лент, покрытых битумным составом и меловым покрытием;
П—броня из стальных оцинкованных проволок, пропитанная кабельная пряжа;
Пв—поливинилхлоридный пластикат, броня из стальных оцинкованных проволок, пропитанная кабельная пряжа;
ПГ — броня из стальных оцинкованных проволок;
ПГв—поливинилхлоридный пластикат, броня из стальных оцинкованных проволок, покрытых битумным составом и меловым покрытием;
К— броня из круглых стальных оцинкованных проволок, пропитанная кабельная пряжа.
Броня кабеля выполняется из двух стальных лент или стальных оцинкованных проволок прямоугольной формы, она предохраняет герметичную оболочку кабеля от механических повреждений, а проволочная броня, кроме того, воспринимает на себя возможные в кабельных линиях растягивающие усилия. Для кабелей, подвергающихся особо значительным растягивающим усилиям, может быть изготовлена комбинированная броня.
Две стальные ленты брони накладываются на кабель с зазором до 1/3 ширины ленты. При изгибе кабеля верхняя лента не должна открывать зазоры между витками нижней ленты брони.
Битумный состав защитных покровов кабеля не должен вытекать при температуре +40 °С и не должен осыпаться с наружного слоя от удара при температуре —40 °С.
Номинальные толщины наружных защитных покровов кабелей, соответствующие ГОСТ 7006-62, приведены в табл. 2-15.
Таблица 2-15
Номинальные толщины защитных покровов, мм
Отклонение от номинальной толщины подушки наружного слоя допускается до 20% в сторону уменьшения.
Согласно ГОСТ 340-59 вместо брони из плоских стальных оцинкованных проволок кабели могут изготовляться с броней из круглой проволоки диаметром 1,4—4 мм.
Кабели по ГОСТ 16442-70 изготавливаются со стальными гофрированными оболочками из лент толщиной 0,2 мм, свернутых в трубку и сваренных. Стальные гофрированные оболочки (СТ) обладают повышенной радиальной жесткостью, при изгибах кабелей сохраняют круглое сечение, выдерживают большое внутреннее давление и устойчивы к вибрационным нагрузкам.
Строительные длины кабелей со свинцовыми или алюминиевыми оболочками, поставляемые кабельными заводами по ГОСТ 340-59 и 6515-55, приведены ниже:
Кабели до 10 кВ включительно (кроме кабелей с отдельно освинцованными жилами для вертикальных прокладок) | Строительная длина кабеля (не менее), м |
сечением до 70 мм2 .................... | 300 |
сечением 95 и 120 мм2 . . . | 250 |
сечением свыше 120 мм2 . . | 200 |
ГОСТ допускает увеличение строительной длины кабелей против указанных значений, а также выпуск заводом маломерных отрезков длиной ие менее 50 м и в количестве не более 10% общей длины заказанного кабеля.
Для кабелей, заказываемых для прокладки под водой, маломерные отрезки не допускаются.
По согласованию с потребителем допускается изготовление кабелей любых длин.
Маркировка кабелей.
Кабелям присваиваются условные марки соответственно материалу герметичной защитной оболочки и типу наружных защитных покровов.
Марки кабелей обозначаются большими буквами алфавита, при этом буквы С и А обозначают герметичные защитные оболочки — свинцовая и алюминиевая, буква Б обозначает тип наружного защитного покрова, состоящего из ленточной брони и наружного джута. Жилы этих марок кабелей изготовляются из меди. Например, марка СБ обозначает кабель с медными жилами в свинцовой оболочке, бронированный двумя стальными лентами с защитным наружным слоем. Если такой же кабель с медными жилами имеет не свинцовую, а алюминиевую оболочку, ему присваивается марка АБ; при замене в нем медной жилы алюминиевой впереди обозначения марки ставится еще буква А, например ААБ.
Если в кабеле по условиям прокладки наружный джут отсутствует, к марке после буквы Б добавляется буква Г (голый), например СБГ, АСБГ, ААБГ и т. д.
При замене ленточной брони по условиям прокладки проволочной броней в марке такого кабеля буква Б заменяется буквой П, если проволока плоская, и буквой К, — если проволока круглая. Например, СП обозначает кабель с медными жилами в свинцовой оболочке, бронированный плоскими проволоками с защитным наружным слоем. Марка СК обозначает такой же кабель, но с круглыми проволоками.
Строчная буква «в» после буквы для брони обозначает усиленное покрытие алюминиевой оболочки. Например, ААБв, ААПв. Особо усиленное покрытие обозначается строчной буквой «у», например ААБу.
Таблица 2-16
Маркировка, характеристика и назначение стандартных конструкций кабеля с изоляцией из пропитанной бумаги в свинцовой оболочке (ГОСТ 340-59)
Таблица 2-17
Маркировка, характеристика и назначение стандартных конструкций кабеля с изоляцией из пропитанной бумаги в алюминиевой оболочке (ГОСТ 6515-55 и дополнения к нему ТУ 017-7-62)
Марки кабеля с жилами | Конструктивные особенности | Количество жил | Номинальное сечение жил, мм2, при номинальном напряжении кабеля, кВ | Преимущественное назначение | ||||
алюминиевыми | медными | 1 | 3 | 6 | 10 | |||
ААБГВ | АБГВ | То же, что и кабели марок ААБГ и АБГ, но с обедненно-пропитанной изоляцией | 3 | 6—150 | 6—150 | 16—240 |
| Прокладка на вертикальных и наклонных участках с разностью уровней более, чем это указано для кабелей марок ААБГ и АБГ |
ААПВ | АПВ | То же, что и кабели марок ААП и АП, но с обедненно-пропитанной изоляцией | 3 | 25—150 25—95 | 25—150 | 16—120 | — | Прокладка на вертикальных и наклонных участках с разностью уровней более, чем это указано для кабелей марок ААП и АП |
ААПГВ | АПГВ | То же, что и кабели марок ААПГ и АПГ, но с обедненно-пропитанной изоляцией | 3 | 25—150 | 25—150 | 16—120 |
| Прокладка на вертикальных и наклонных участках с разностью уровней более, чем это указано для кабелей марок ААПГ и АПГ |
Для кабелей с отдельно освинцованными жилами обозначение марок дополняется буквой «О», например ОСБ, АОСБ и т. д. Для кабелей, предназначенных для вертикальных прокладок, обозначение марок дополняется буквой «В», например СБВ и АСБВ, ОСБВ, АБГВ, ААГВ и т. д.
Негорючие защитные покровы обозначаются в марках кабеля строчной буквой «н» после буквы, обозначающей тип брони (например, АСБн).
Марки кабелей, конструктивные особенности и преимущественное их назначение приведены в табл. 2-16— 2-18.
