Силовые кабели для работы при постоянном напряжении до 3 кВ имеют одинаковую конструкцию с кабелями для работы при переменном напряжении.
Рис. 4-26. Одножильный кабель постоянного тока для электрофильтров.
Высоковольтные линии постоянного тока, как правило, двухпроводные. Токопроводящие жилы каждого из двух кабелей этой линии имеют соответствующую рабочему напряжению толщину изоляции по отношению к земле. Между жилами напряжение имеет двойную величину.
Конструкция кабеля для электрофильтров на 75 кВ постоянного напряжения по роду изоляции и защитных покровов одинакова с одножильными освинцованными кабелями марки СБ на переменное напряжение 35 кВ. Токопроводящую жилу этого кабеля сечением 50 мм изготовляют алюминиевой. Толщину бумажной изоляции кабеля принимают равной 9 мм. Поверх изоляции накладывают экран из металлизированной бумаги и свинцовую оболочку толщиной 1,6 мм. Наружный диаметр кабеля поверх брони и защитных покровов 39,7 мм. Вес кабеля 3558 кг/км. Кабелю присвоена марка АСБЭ (рис. 4-30).
Силовые кабели на 220—400 кВ постоянного тока изготовляют с круглыми токопроводящими жилами из алюминия сечением по заказу. Изоляцию кабеля выполняют из кабельной бумаги, пропитанной вязкими изоляционными составами (вязкое масло или маслоканифольный состав).
С целью увеличения электрической прочности изоляции кабелей постоянного высокого напряжения применяют тонкую уплотненную бумагу не только у токопроводящей жили, но и под оболочкой. Средняя часть изоляции может быть наложена из бумаги большей толщины. Применение уплотненной бумаги (удельный вес 1—1,1) повышает электрическую прочность изоляции на 10—15%.
Рис 4-27. Кабель на постоянное напряжение ±400 кВ.
1 — токопроводящая жила; 2 —экран из металлизированных бумаг; 3 — пропитанная бумажная изоляция; 4 — экран из металлизированных бумаг; 5 — медная перфорированная лота; 6 — полукруглые проволоки; 7 — масло; 8 — стальной трубопровод; 9 — антикоррозионный покров.
Толщина изоляции кабеля 220 кВ равна 12 мм, а 400 кВ — 18 мм (в стальной трубе). Поверх изоляции накладывают экран из перфорированной металлизированной бумаги, свинцовую или алюминиевую оболочку и защитные покровы. С целью повышения надежности кабеля для длительной эксплуатации защитные покровы снабжают слоем полихлорвинилового пластиката. Общая толщина защитного покрова равна 7,0 мм. На рис. 4-27 приведено сечение силового кабеля на постоянное напряжение ±400 кВ.
4-10. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАБЕЛЕЙ
Сопротивление токопроводящей жилы силовых кабелей постоянному току, пересчитанное на 1 мм2 номинального сечения, 1 м длины и температуру 20° С: не более 0,031 Ом для алюминиевой жилы и не более 0,0184 Ом для медной жилы.
Минимальные значения сопротивления изоляции силовых кабелей с бумажной изоляцией (сопротивление изоляции одной жилы против других, соединенных со свинцовой оболочкой), пересчитанные на температуру 20° С: для кабелей с бумажной пропитанной изоляцией на напряжение 1 и 3 кВ — не менее 50 Μομ·κμ, на напряжение 6 кВ и выше — не менее 100 Мом-км. для кабелей с обедненной пропитанной бумажной изоляцией на напряжение I и 3 кВ — не менее 100 Мом-км, на напряжение би 10 кВ — не менее 200 Мом · км.
Величины емкости одножильного кабеля и одной жилы трехжильного кабеля в отдельной свинцовой оболочке приведены в табл. 4-26, а одной жилы трехжильного кабеля с секторными жилами по отношению к двум другим и металлической оболочке — в табл. 4-27.
Величины емкостной проводимости трехжильных кабелей приведены в табл. 4-28, зарядного тока в трехфазной кабельной линии— в табл. 4-29 и емкостных токов при заземлении на землю в системах с незаземленной нейтралью — в табл. 4-30.
Величины активного и реактивного сопротивлений трехжильного кабеля с медными жилами приведены в табл. 4-31.
Реактивные потери в трехфазной кабельной линии при 0,08 Ом/км приведены в табл. 4-32.
Тангенс угла диэлектрических потерь (tgδ), измеренный на строительной длине кабеля, и приращение ∆tgδ при повышении напряжения от 0,3 номинального напряжения (но не ниже 4 кВ) до испытательного не превышают значений, указанных в табл. 4-33.
Таблица 4-26
Емкость (мкф/км) одножильных кабелей и одной жилы трехжильных кабелей с пропитанной бумажной изоляцией с отдельно освинцованными жилами
Максимальные значения tgδ маслонаполненных кабелей на напряжения 110 кВ (низкого и среднего давления) и 220 кВ (высокого давления), а также приращения ∆tgδ при изменении напряжения и температуры не превышают указанных в табл. 4-34.
Температурный ход tgδ маслонаполненных кабелей на напряжения 110 и 220 кВ приведен на кривых рис. 4-28.
Зависимость tgδ маслонаполненных кабелей на напряжения 110 и 220 кВ от напряжения приведена на рис. 4-29.
Кабели с вязкой пропиткой на напряжения 1—35 кВ выдерживают испытание переменным напряжениям частоты 50 Гц, приведенные в табл. 4-35.
Кабели с бумажной изоляцией, пропитанные нестекающей массой, выдерживают испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, предусмотренное для кабелей с вязкой пропиткой (табл. 4-35).
Кабели с обедненно-пропитанной изоляцией и пропитанной нестекающей массой на напряжения 6 и 10 кВ выдерживают испытание постоянным напряжением 7U + 3 кВ. Контрольные жилы кабелей выдерживают переменное напряжение 1.25 кВ частоты 50 Гц. приложенное между основной и контрольной жилами.
Таблица 4-27
Емкость (мкф/км) одной жилы трехжильного с секторными жилами кабеля с пропитанной бумажной изоляцией по отношению к двум другим и металлической оболочке (измеренная при постоянном напряжении)
Таблица 4-28
Емкостные проводимости (10-6 Ом-км) трехжильных кабелей
Таблица 4-29
Зарядный ток (а/км) в трехфазной кабельной линии
Таблица 4-30
Емкостные токи при замыкании на землю в системах с незаземленной нейтралью
Таблица 4-31
Активное и реактивное сопротивления трехжильных кабелей с медными жилами
Таблица 4-32
Реактивные потери (кзар/км) в трехфазной кабельной линии (при Х=0,08 Ом/км)
Рис. 4-28. Температурный ход tgδ маслонаполненных кабелей.
а — низкого и среднего давления на напряжение 110 кВ; б — в стальных трубах с маслом под давлением 15 ат на напряжение 233 кВ.
Ряс. 4-29. Зависимость tgδ от напряжения маслонаполненный кабелей.
а — низкого и среднего давления на напряжение 110 ат; б — в стальных трубах с маслом под давлением 15 ат на напряжение 220 кВ.
Продолжительность испытания кабелей напряжением для каждого способа подключения: 20 мин при испытании одножильных кабелей и отдельно освинцованных жил кабелей, 15 мин — двухжильных кабелей и 10 мин — трех- и четырехжильных кабелей и кабелей с отдельно освинцованными жилами на напряжения 6 и 10 кВ с обедненно-пропитанной изоляцией.
Образцы кабелей до и после изгибания выдерживают испытание переменным напряжением, приведенным в табл. 4-35.
На рис. 4-30 приведены сравнительные кривые жизни кабелей с вязкой пропиткой, маслонаполненных, газонаполненных и кабелей давления.
Отрезки маслонаполненного кабеля низкого давления длиной около 10 м и отрезки кабеля высокого давления, смонтированные
В стальной трубе, выдерживают не менее 50 ударов импульсного напряжения 650 кВ от импульсного генератора со стандартной волной (фронт — 1,5 мксек и длина волны — время спадания волны от амплитуды до половины величины волны — 50 мксек).
Рис. 4 30. Кривые линии кабелей различных конструкций.
1 — маслонаполненный кабель (давление масла 15 кГ/см); 2 — кабель давления (давление газа 15 кГ/см); 3 — маслонаполненный кабель (давление масла 1,3 15 кГ/см), 4 — газонаполненный кабель (давление газа 15 15 кГ/см); 5 — кабель с вязкой пропиткой (поле радиальное); 5 — кабель с вязкой пропиткой к поясной изоляцией.
Импульсное пробивное напряжение при стандартной волне: кабелей 10 кВ не менее 250 кВ, кабелей 35 кВ — не менее 600 кВ и кабелей 110 кВ — не менее 900 кВ.
Кабели на напряжения 1—10 кВ после прокладки выдерживают испытание постоянным напряжением, равное 6Uп, а кабели 20 и 35 кВ — 5Uп в течение 10 мин для каждого подключения кабеля. Кабели на напряжения 6 и 10 кВ, пропитанные нестекающей массой, выдерживают 5Uп, а кабели на напряжение 35 кВ — 120 кВ.
Длительно допустимые расчетные нагрузки для кабелей с алюминиевыми и медными жилами с бумажной пропитанной изоляцией, прокладываемых непосредственно в земле, приведены в разделе 26. Нагрузки для одножильных кабелей даны для работы их при постоянном токе.
