Файл: И электроснабжение.pdf

20
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
Металлические оболочки обеспечивают полную защиту изоляции от влаги и поэтому применяются в тех случаях, когда материал изоляции обладает способностью впитывать влагу
(бумага, пористые материалы и т.п.), или при специальных требованиях повышенной надежности. Полимерные оболочки хотя и имеют очень низкие коэффициенты влагопроницаемости (особенно полиэтилен), тем не менее допускают проникновение влаги внутрь кабеля [4].
Поверх металлических оболочек (особенно свинцовых) при прокладке кабелей в землю или под воду накладываются
броневые покровы — стальные ленты или повив круглых стальных оцинкованных проволок (при подводной прокладке), а поверх брони — антикоррозийные защитные покровы
(различные комбинации слоев пропитанной бумаги, кабельной пряжи, полимерных лент и битума).
2.3.
Область применения силовых кабелей
Кабельные линии прокладывают в земле
(кабелеукладчиками), в траншеях (без труб и в трубах), в воде, внутри производственных помещений, кабельных сооружениях, на эстакадах, в галереях, открыто по стенам зданий и сооружений, а также в коллекторах — подземных сооружениях, предназначенных для прокладки в них кабелей совместно с линиями связи и другими коммуникациями.
Область их применения зависит от конструктивного выполнения электрической сети, способа прокладки кабелей и воздействия на них агрессивной и взрывоопасной или пожароопасной окружающей среды. Марки кабелей, рекомендуемых для прокладки в земле (траншеях), приведены в таблице П.1.2 а для прокладки в воздухе – в таблице П.1.3.
Кабели с пластмассовой изоляцией в алюминиевой оболочке не следует применять для прокладки на трассах с наличием блуждающих токов в грунтах с высокой коррозийной активностью.
Кабели с бумажной пропитанной изоляцией в алюминиевой оболочке с однопроволочными алюминиевыми

21
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
жилами сечением 3  150 – 3  240 мм
2 не рекомендуется прокладывать на участках трасс с числом поворотов на строительной длине кабеля более трех под углом 90 в кабельных сооружениях промышленных предприятий из-за усилий тяжения, превышающих нормируемые.
В четырехпроводных сетях применяют четырехжильные кабели. Прокладка нулевых жил отдельно от фазных не допускается.
В сетях трехфазной системы допускается применять одножильные кабели, если это приводит к значительной экономии меди или алюминия по сравнению с трехжильными или при невозможности применения кабеля необходимой строительной длины.
Кабели, применяемые в трехфазных системах с заземленной нейтралью при напряжении 220/380 В и изготовляются в основном в четырехжильном исполнении
(три фазных проводника и один нулевой для соединения с заземленной нейтралью — рис. 2.3), хотя выпускаются и трехжильные кабели. В качестве электрической изоляции жил и защитных оболочек кабелей применяются пластмассы преимущественно на основе поливинилхлоридных (ПВХ) пластикатов [3].
Рис. 2.3. Типовая конструкция силового кабеля
напряжением до 1000В.
Перспективными являются конструкции кабелей низкого напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена (ПЭ)

22
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
с повышенной нагрузочной способностью по сравнению с
ПВХ-изоляцией (примерно на 17%), в том числе коррозионно- защищенные кабели для подземной прокладки в агрессивных грунтах.
В настоящее время многие страны практически полностью перешли на использование силовых кабелей среднего напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена
(СПЭ) [1] и имеют положительный опыт эксплуатации.
Переход на кабели с изоляцией из СПЭ обусловлен рядом неоспоримых преимуществ:
• более высокая надёжность в эксплуатации;
• меньшие расходы на реконструкцию и содержание кабельных линий;
• низкие диэлектрические потери
(коэффициент диэлектрических потерь 0,001 вместо 0,008);
• высокая стойкость к повреждениям;
• большая пропускная способность за счёт увеличения допустимой
• температуры нагрева жил: длительной (90°С вместо
70°С), при перегрузке (130°С вместо 90°С);
• более высокий ток термической устойчивости при коротком замыкании (250°С вместо 200°С);
• низкая допустимая температура при прокладке без предварительного подогрева (-20°С вместо 0°С);
• низкое влагопоглощение;
• меньший вес, диаметр и радиус изгиба, что облегчает прокладку на сложных трассах;
• возможность прокладки на трассах с неограниченной разностью уровней;
• более экологичный монтаж и эксплуатация (отсутствие свинца, масла, битума).
За счет повышения рабочих температур изоляции из сшитого ПЭ длительно допустимые токи нагрузки кабелей увеличиваются на 17 % при прокладке в земле и на 20 % при

23
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
прокладке в воздухе по сравнению с кабелями с пропитанной бумажной изоляцией.
На рис. 2.4 показана типовая конструкция одножильного кабеля с ПЭ-изоляцией на напряжение 10 кВ. Конструкция препятствует росту водных триингов в радиальном и осевом направлении при работе в увлажненных грунтах.
2.4.
Арматура кабельных линий
Кабельная арматура предназначена для соединения строительных длин кабеля, а также для оконцевания кабельных линий. В зависимости от назначения кабельную арматуру можно разделить на следующие основные группы [3,
4]:
• соединительные муфты и их разновидности
(ответвительные, соединительно-разветвительные)
— арматура для соединения между собой отдельных строительных длин кабелей;
• стопорные и полустопорные муфты — арматура для соединения строительных длин и одновременного секционирования кабельных линий с целью предотвращения перетекания масла или пропиточного состава из секции в секцию;
• концевые муфты и концевые заделки — арматура для оконцевания кабелей на открытом воздухе и внутри помещений.
Рис. 2.4. Типовая конструкция кабеля с ПЭ –изоляцией на
напряжение 10 кВ: 1 – круглая многопроволочная уплотнённая

24
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
токопроводящая жила материал - медь; 2 – экран по жиле из
экструдируемого полупроводящего сшитого полиэтилена; 3–
изоляция из сшитого полиэтилена (Пв); 4 – экран по изоляции
из экструдируемого полупроводящего сшитого полиэтилена;
5–разделительный слой; 6 – экран из медных проволок,
скреплённых медной лентой разных сечений; 7 –
разделительной слой из двух лент крепированной бумаги или
прорезиненной ткани или полимерной ленты; 8 –
разделительной слой; 9–оболочка из полиэтилена.
Типы муфт и их соответствующие обозначения представлены в табл. П.1.4.
Наибольшее распространение получили кабельные концевые муфты и заделки из эпоксидного компаунда, самосклеивающихся лент и термоусаживаемых материалов, соединительные муфты из эпоксидного компаунда, чугунные и свинцовые.
Маркировка
кабелей.
Кабелям присваиваются условные марки соответственно материалу герметичной защитной оболочки и типу наружных защитных покровов
(рис. П.1.5, рис. П.1.6). Марка кабеля составляется из начальных букв слов, описывающих конструкцию кабеля (см. табл. П.1.7).
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 [3]. Жилы этих марок кабелей изготовляются из меди. Если в кабеле по условиям прокладки наружный жгут 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 [3]. Например, СП обозначает кабель с

25
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
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.
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.
Кабели и шнуры, производимые российскими предприятиями в маркировке, содержат следующие буквенные обозначения [3]: 1-я буква характеризует материал токопроводящей жилы: алюминий -

26
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
по числу токопроводящих жил и их конструкции, по материалу, по конструкции сердечника кабеля. Подробная классификация кабелей приведена в прилож. табл. П.1.8.
Перегрузочная способность кабельных линий. При эксплуатации систем электроснабжения для кабелей напряжением до 10 кВ может допускаться кратковременная перегрузка. Существует два вида допустимых перегрузок: перегрузка за счет недогрузки кабельной линии в нормальном режиме и перегрузка на время ликвидации повреждений.
Допустимая перегрузка кабельных линий зависит от значения и длительности максимума нагрузки линии в нормальном режиме и от способа прокладки кабелей. Для кабелей напряжением до 10 кВ с бумажной пропитанной изоляцией допустимая перегрузка приведена в таблице П.1.9.
На время ликвидации послеаварийного режима для кабелей с полиэтиленовой изоляцией допускается перегрузка до 10 %, а для кабелей с поливинилхлоридной изоляцией – до
15 % номинальной. Указанная перегрузка допускается на время максимумов нагрузки продолжительностью не более 6 часов в сутки в течение 5 суток, если нагрузка в остальные периоды времени этих суток не превышает номинальную.
При определении длительных токов для кабелей и проводов, проложенных в среде, температура которой отличается от 20°С, применяют поправочные коэффициенты на температуру окружающей среды, указанные в таблице
П.1.10.
Для питания передвижных механизмов и не стационарных электрооборудований применяются гибкие
провода и кабели разных марок, такие как КГ, КГЭ, КГН,
КОГ, КГНВ, РПШ, РПШМ, КГ-ХЛ, РПШ и т.п. Например, кабели марки КГ, КГ-ХЛ, РПШ используют подключения специальных механизмов к электрическим сетям переменного напряжения 660 В и частотой 400 Гц, или сетям постоянного напряжения 1000 В. Токопроводящие жилы способны выдерживать, нагрев до температуры 750 ℃. Конструктивное исполнение силовых кабелей предусматривает использование

27
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
жилы, состоящей из нескольких медных проводников. В качестве изолятора применяется резина. Кроме того, на токопроводящие жилы гибкого кабеля, предназначенного для работы в тропическом климате, наносится слой оловянно- свинцового припоя, содержащим 40% олова. Конструкция наиболее применяемых гибких кабелей показан на рис. 2.5.
Рис. 2.5. Конструкция кабеля КГ: 1 – токопроводящая
жила; 2 – обмотка из полтэтилентерефталатной пленки; 3
– резиновая изоляция, изготовлена на основе натурального и
бутадиенового
каучука;
4
–
обмотка
из
полтэтилентерефталатной пленки; 5 – резиновая оболочка
изготовлена на основе изопренового и бутадиенового каучука.
2.5. Методы выбора сечения жил кабелей
напряжением до и свыше 1000 В
Согласно
ПУЭ сечение проводов и кабелей напряжением до и свыше 1 кВ должны выбираться по следующим методам:
1. По нагреву расчетным током нагрузки;
2. По потери напряжения;
3. По экономической плотности тока;
4. По термической и электродинамической устойчивости.
Если сечение проводника, определенное по одним из приведенным условиям, получается меньше сечения, требуемого по другим условиям, то должно приниматься наибольшее сечение, требуемое этими условиями.

28
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
Выбор сечение проводов и кабелей по нагреву.
Выбор сечения провода или кабеля по данному методу сводится к определению длительно допустимых токов, то есть подбирается такое сечение кабеля, которое позволяет выдерживать длительно расчетные токи для заданного участка, без нанесения ущерба кабелю.
Сечение проводов и кабелей выбираются по следующим условиям:
�
каб.
≥ �
сет.
,
(1.1) где
I
расч.
????
доп
∙ ????
п1
∙ ????
п2
∙ ????
п3
≥ ????
расч.
,
- длительно протекающий
(1.2) максимальный рабочий (расчетный) ток нагрузки, А; I
доп
– длительно допустимый ток для выбранного сечения кабеля, определяется по литературе [1], А; К
п1
– поправочный коэффициент учитывающий температуру среды отличающуюся от расчетной, выбирается по [1] таблице
П.1.11; К
п2
– поправочный коэффициент, который учитывает удельное сопротивление почвы, выбирается по [1] таблица
П.1.12; К
п3
– поправочный коэффициент, учитывающий снижение токовой нагрузки при числе работающих кабелей в одной траншее (в трубах или без труб), выбирается по таблице П.1.13 [1].
Длительно протекающий максимальный рабочий ток кабеля питающая электрического двигателя в трехфазной сети определяется следующим образом:
????
????
расч
=
√3 ∙ �
ном
∙ ????�� ???? ∙
????
,
(1.3)
Проверка
сечения
по
допустимой
потере
напряжения. По этому методу проверяются все сечения, выбранные по другим условиям, указанные выше. То есть, отклонение напряжения присоединенного к этой сети