Поскольку кабельные линии (КЛ) вводятся в РУ и при эксплуатации подстанций необходимо обслуживать концевые заделки кабелей, то целесообразно дать краткие сведения о КЛ.
Кабелем называют одну или несколько изолированных токопроводяших жил в герметичной оболочке. По назначению кабели делятся на силовые и контрольные. Силовые кабели служат для передачи электрической энергии от источника к потребителю. С помощью контрольных кабелей осуществляют соединение элементов схем управления и релейной защиты, автоматики и контроля.
Силовой электрический кабель (рис. 1) состоит из токопроводящих жил фазной (2) и поясной (4) изоляции, заполнителя 3. алюминиевой оболочки 5, защитных покровов. При напряжении у трехфазного переменного тока до 1 кВ применяют трех- и четырехжильные силовые кабели, а при напряжении 3,6 и 10 кВ — трехжильные кабели с номинальным сечением жилы до 240 мм2.
Токопроводящие жилы кабеля изготовляют из меди и алюминия. В качестве изоляции жил применяют бумагу, резину, пластмассу. Наиболее распространены силовые кабели с бумажной пропитанной изоляцией, в которых поверх каждой жилы накладывается жильная изоляция, а поверх изолированных жил — поясная. Преимущества пропитанной бумажной изоляции — дешевизна, высокая электрическая прочность и относительно высокая теплостойкость. Недостатком является гигроскопичность, что вынуждает особо тщательно защищать бумажную изоляцию от соприкосновения с внешней средой.
Рис. 1. Силовой трехжильный кабель марки ААБ:
1 — токопроводящие жилы: 2 и 4— фазная и поясная изоляция; 3— заполнители; 5 — алюминиевая оболочка; 6 — защитный покров оболочки (подушка); 7 — броня из стальных лент; 8 — наружный защитный покров
Для удобства фазировки при монтаже, т. е. нахождения одноименных фаз соединяемых отрезков кабелей, верхняя бумажная лента каждой жилы имеет отличительную окраску.
В кабелях на напряжение 6 и 10 кВ поверх поясной изоляции накладывают экран из полупроводящей бумаги. При скрутке изолированных жил в процессе изготовления кабеля промежутки между жилами заполняют бумажными жгутами (заполнителями).
Для герметизации поверх изоляции накладывают оболочку. Оболочки кабелей с бумажной изоляцией изготовляют из свинца или алюминия.
Свинец — мягкий металл, обладающий высокой коррозионной стойкостью ко многим химическим веществам, содержащимся в почве. Существенным недостатком свинца является слабая стойкость к вибрациям, что вызывает повреждение свинцовых оболочек кабелей, проложенных по мостам, эстакадам и т. д. Свинец разрушается под действием находящихся в почве гниющих органических веществ, растворов извести и бетона.
Для защитных оболочек в настоящее время широко применяют алюминий, обладающий рядом преимуществ по сравнению со свинцом: прочность его в несколько раз выше, масса в 4,2 раза меньше, вибропрочность в 25 раз больше. Благодаря небольшому удельному сопротивлению (в 7 раз меньше, чем у свинца) алюминиевую оболочку используют в качестве нулевого провода в четырехпроводных сетях переменного тока. К недостаткам алюминиевых оболочек относятся их подверженность коррозии, особенно во влажной среде.
Для защиты от коррозии и механических повреждений на оболочки кабелей накладывают защитные покровы.
В последнее время получают распространение кабели с пластмассовой изоляцией в пластмассовой оболочке, которые изготовляют на напряжение от 1 до 35 кВ для трасс с неограниченной разностью уровней прокладки. В качестве изоляции в этих кабелях применяют поливинилхлорид или полиэтилен. Оболочку выполняют из поливинилхлорида. На пластмассовую изоляцию кабелей напряжением 6 и 10 кВ накладывают экраны из металлической ленты (медной или алюминиевой фольги), а в кабелях 10 кВ еще и экран по жиле из полупроводящего полиэтилена или поливинилхлорида.
Контрольные кабели для присоединения к приборам и аппаратам до 660 В переменного тока или до 1000 В постоянного выпускаются как с медными, так и с алюминиевыми жилами, с резиновой или пластмассовой изоляцией, в свинцовой, поливинилхлоридной и стальной оболочке. Число медных жил в кабеле может быть от 4 до 61, алюминиевых — до 37. Номинальное сечение медной жилы — от 0,75 до 6 мм2, алюминиевой — от 2,5 до 10 мм2. Контрольные кабели аналогично силовым могут иметь поверх оболочки защитные покровы.
Наиболее распространенными марками силовых кабелей с изоляцией из пропитанной бумаги являются:
СБ — с медными жилами, в свинцовой оболочке, бронированные двумя стальными лентами, с наружным покровом, применяемые для прокладки в земле;
АСБ — то же с алюминиевыми жилами;
ААБ — с алюминиевыми жилами, в алюминиевой оболочке;
СБГ, ААБГ — без наружного покрова, применяемые для прокладки в помещениях, туннелях, каналах;
ААШв — с алюминиевыми жилами, в алюминиевой оболочке, с наружным покровом из поливинилхлоридного шланга, применяемые для прокладки в земле, а особенно в помещениях, туннелях, каналах, так как поливинилхлорид является покровом, не поддерживающим горения.
Длительно допустимые рабочие температуры на жилах не должны превышать: для кабелей на напряжение 1 и 3 кВ — 80, 6 кВ — 65, 10 кВ — 60 °С. Минимальный радиус изгиба равен 15-кратному наружному диаметру для многожильных кабелей в свинцовой оболочке и 25-кратному — для кабелей в алюминиевой оболочке. Толщина нормально пропитанной изоляции жил кабелей до 1 кВ в зависимости от их сечения составляет 0,75—0,95 мм, поясной изоляции — 0,6 мм, для кабелей напряжением 6 кВ толщина изоляции жил и поясной изоляции составляет 2,0 и 0,95 мм и напряжением 10 кВ — соответственно 2,75 и 1,25 мм. Толщина свинцовой оболочки в зависимости от диаметра кабеля колеблется от 0,9 до 2,1 мм, алюминиевой — от 1,0 до 1,8 мм.
После прокладки и монтажа кабели с бумажной изоляцией должны выдержать испытание 6-кратным номинальным напряжением постоянного тока. Так, кабели 10 кВ должны быть испытаны напряжением 60 кВ. Кабели с пластмассовой изоляцией используют для прокладки в земле и помещениях.
Наиболее распространенными марками силовых кабелей с пластмассовой изоляцией являются:
АВВБ — с алюминиевыми жилами, изоляцией и оболочкой из поливинилхлоридного пластиката, бронированный, с наружным покровом, применяется для прокладки в земле;
АПВБ — то же, но с изоляцией из полиэтилена;
ВВГ — с медными жилами, изоляцией и оболочкой из поливинилхлоридного пластиката, применяется для прокладки в помещениях;
АВВГ — то же, но с алюминиевыми жилами.
У кабелей с пластмассовой изоляцией допустимые рабочие температуры на жилах составляют при номинальном напряжении 1 и 3 кВ 70 °С, 6 кВ — 65 °С, 10 кВ — 60 °С, максимально допустимый нагрев жил кабелей при токах короткого замыкания меньше, чем кабелей с бумажной изоляцией.
Металлическая лента экрана рассчитана на однофазный ток 50 А, что в разветвленных сетях с большими токами замыкания на землю является недостаточным.
При обозначении контрольных кабелей марка кабеля начинается с буквы К, например
КРСГ — контрольный кабель с медными жилами, с резиновой изоляцией, в свинцовой оболочке, применяется для прокладки внутри помещений, в каналах, туннелях, в местах, не подверженных вибрациям;
АКРНГ— контрольный кабель с алюминиевыми жилами, с изоляцией из резины я оболочкой из негорючей резины, применяется для прокладки в пожароопасных помещениях, каналах, туннелях;
АКРВГ— то же, но оболочка из поливинилхлоридного пластиката, может применяться в условиях агрессивной среды;
АКВВГ — контрольный кабель с алюминиевыми жилами, с изоляцией и оболочкой из поливинилхлоридного пластиката; область применения та же, что и для кабеля АКРВГ.
Длительно допускаемая температура па жиле контрольных кабелей с резиновой изоляцией должна быть не более 65 °С, с поливинилхлоридной — не более 70 С. Радиус изгиба кабелей в свинцовой небронированной оболочке — не менее 10 диаметров кабеля, для остальных кабелей — не менее 7 диаметров. Толщина резиновой изоляции в зависимости от сечения кабеля составляет 1,0—1,2 мм, пластмассовой — 0,6—1,0 мм. В эксплуатации контрольные кабеля должны выдерживать испытание напряжением 1500 В переменного тока.
