Файл: Дмитревский, В. С. Высоковольтные гибкие кабели.pdf

где Р,к(т:) — надежность токопроводящих жил кабеля; Риз(т) — надежность изоляции кабеля, определяемая по формуле (3-42) при эквивалентных нагрузках.

Надежность токопроводящих жил приближенно мож­

Величину % можно приближенно принять равной

(1,5—1,2) • ІО-10 отказ/мсек.

7.Строят зависимости с от Еѵ при разных т и графи­ чески оценивают условия, при которых имеет место ми­ нимум с.

8.По найденному значению Ер, соответствующему минимуму с, определяют толщину изоляции.

Изложенная методика определения толщины кабель­ ной изоляции позволяет найти оптимальное решение при заданном электроизоляционном материале. Если допол­ нительно возникнет задача выбора электроизоляционно­ го материала, то такой расчет требуется выполнить для каждого из материалов.

Г Л А В А Ч Е Т В Е Р Т А Я

ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ГИБКИХ КАБЕЛЕЙ

4-1. СКРУТКА, И ЗО Л И РО ВАН И Е И ЭКРАН И РО ВА Н И Е Т О К О П РО ВО Д ЯЩ И Х ЖИЛ

В конструкциях высоковольтных гибких кабелей (см. гл. 2) применяются токопроводящие жилы типа ІІГ, скрученные правильной концентрической скруткой. Ха­ рактерным признаком этой системы скрутки является то, что сначала проволоки скручиваются в стренгу, а затем

скрутки проволок в стренгу и скрутки стренг в жилу. Обычно скрутка проволок в стренгу производится на вы­ сокопроизводительных литцекрутильных машинах, обес­ печивающих шнуровую скрутку, или на сигарообразных

116

крутильных машинах; скрутка стренг в жилу в подав­ ляющем большинстве случаев производится на крутиль­ ных машинах клетьевого типа. Эти крутильные машины широко распространены на кабельных заводах, специа­ лизирующихся по производству гибких шланговых кабе­ лей. Подробное описание этих машин приведено в боль­ шинстве книг, посвященных кабельному производству, и поэтому авторы считают возможным опустить описание принципа действия и устройства крутильных машин.

Наложение изоляции на жилы гибких высоковольт­ ных кабелей производится на агрегатах непрерывной вулканизации (АНВ) обычной конструкции, очень широ­ ко распространенных и в отечественной и зарубежной кабельной промышленности. Наложение эластичных полупроводящих экранов возможно самыми различными способами: шприцеванием, совмещенным с вулканизаци­ ей на АНВ, шприцеванием с помощью червячного пресса с последующей котловой вулканизацией, обмоткой лен­ тами полупроводящей резины, холоднопокрывательным методом и др.

В отечественной кабельной промышленности раньше применялся способ обмотки лентами полупроводящей резины. При этом одно из основныхтребований экрани­ рования жил высоковольтных кабелей—недопустимость воздушных включений между изоляцией и экранами — обеспечивается подклейкой полупроводящей резины

кизоляции.

ВСША внутренний полупроводящий экран чаще на­

носится экструзией, вулканизуется и покрывается смесью из масла и 10% перекиси дикумила, затем накладывает­ ся изоляционная оболочка, смазывается той же смесью и, наконец, наружный полупроводящий экран. В процес­ се вулканизации при каталитическом действии перекиси дикумила происходит химическое склеивание смежных слоез резины. Масло служит для равномерного распре­ деления перекиси по поверхности, облегчения экструзии, а также улучшения склеивания вследствие набухания поверхности резины. Таким методом хорошо склеиваются резины на основе натурального и синтетических (бута- диен-стирольного и хлоропренового) каучуков. Недостат­ ком всех этих способов экранирования является то, что они не исключают полностью возможность попадания газовых включений на границах между полупроводящи­ ми и изоляционной оболочками.

117

Наиболее полно это требование обеспечивается при наложении двух полупроводящих экранов и изоляции одновременно в одной головке АНВ, с которой соединены три червячных пресса. Подобные агрегаты непрерывной вулканизации, оснащенные тремя червячными прессами,, уже имеются на некоторых ка'бельных заводах. Но со­ здание и эксплуатация таких агрегатов встречаются с целым рядом производственных трудностей, и дальней­ шее распространение их специально для изолирования- и экранирования жил гибких высоковольтных кабелей нецелесообразно.

Более перспективным для этой цели является двух­ шнековый агрегат непрерывной вулканизации, который уже нашел широкое применение в кабельной промыш­ ленности. Для одновременного наложения трех резино­ вых оболочек необходима специальная экструзионная головка.

Так как для внутреннего и наружного эластичных экранов возможно применение одной и той же резино­ вой смеси, то оба полупроводящих экрана могут быть наложены одновременно с помощью одного червячного пресса.

Проверка работоспособности этой головки на рези­ новых смесях и ее усовершенствование были проведены НИКИ г. Томска. Следует отметить, что в процессе раз­ работки технологии наложения изоляции и двух экранов было установлено, что последовательная установка прес­ сов (первым накладывается внутренний экран, вторым— изоляция и наружный экран) дает значительно худшие результаты как по качеству изолированных жил, так и по удобству обслуживания. Усовершенствование головки обусловлено применением ее для производства гибких высоковольтных кабелей и заключалось во введении в ' конструкцию регулировок величин осевых и радиаль­ ных зазоров между сменным пресс-ииструмейтом. При этом установлено, что раздельная настройка концентрич­ ности всех трех оболочек в значительной мере затруд­ няет и усложняет обслуживание агрегата непрерывной вулканизации. Выбранная в результате этих работ и изо­ браженная на рис. 4-1 конструкция экструзионной голов­ ки для трехслойного опреосования токопроводящих жил высоковольтных кабелей существенно упрощена и ис­ пользуется, в частности, на двухшнековых АНВ 90x90 французской фирмы «Андуар».

" 118

Корпус гблоТзкіі 1 Остаётся тем же самым, что іі в головке для двухслойного опрессоваиия. Со стороны вулканизационной камеры в корпус устанавливается гай­ ка 12 с матрицедержателем 11 Фі сменной матрицей 10. С другой стороны в корпус экструзігонной головки встав­ ляется дорнодержатель 5, по фасоФіным каналам кото­ рого полупроводящая резиновая смесь из правого цилннд-

Рис. 4-1. Головка АНВ 90X90 для трехслоГшого опрессоваиия токо­ проводящих жил.

ра пресса направляется в конусообразное пространство между гайкой 12 и наконечником 9 для формиро­ вания наружного эластичного экрана. Этот дорнодержа­ тель крепится к корпусу с помощью откидного хомута, накладываемого на буртики гаек 14 и 13. В дорнодержа­ тель 5 вставляется второй дорнодержатель 4, по фасон­ ным каналам которого резиновая смесь из левого ци­ линдра пресса через отверстие в дорнодержателе 5 по­ ступает в кольцевой зазор между наконечниками 8 и 9 для формирования изоляционной оболочки с помощью дорноматрицы 7 и матрицы 10. Дорнодержатель 4 кре­ пится посредством гайки 15, двух полуколец 17 и коль­ ца 19 к дорнодержателю 5. Аналогичным образом с по­ мощью гайки 16, двух полуколец 18 и кольца 20 к дорнодержателю 4 крепится дорнодержатель 3. По фасон­ ным каналам этого дорнодержателя резиновая смесь из ■правого цилиндра пресса через совмещенные отверстия

119

Двух предыдущих Дорнодержателей поступает в конусо­ образную полость между дорном 6 и дорноматрицей 7, с помощью которых происходит формирование внутрен­ него полупроводящего экрана1. Дорн 6 крепится в шаро­ вом регуляторе 2, с помощью которого посредством четы­ рех болтов 21 производится настройка концентричности внутреннего полупроводящего экрана. Концентрич­ ность изоляционной оболочки регулируется перемещени­ ем в радиальном направлении матрицедержателя 11 четырьмя центровочными болтами 22. Осевые зазоры между сменным пресс-инструментом регулируются вра­ щением гаек 14, 15 и 16. Фасонные каналы всех дорнодержателей выполнены таким образом, что имеют сужа­ ющееся проходное сечение, обеспечивая тем самым по­ степенное сжатие резиновой вмеси по мере продвижения ее к формирующему инструменту и получение качественно лучших резиновых оболочек. Глубина фасонных кана­ лов дорнодержателя 5 на входе резиновой смеси 7 мм, на выходе — 3,5 мм, у дорнодержателя 4 соответственно 12 и 4,5 мм, а у дорнодержателя 3 — 10 и 2,5 мм.

Внедрение технологии совмещенного изолирования н экранирования жил высоковольтных кабелей на двух­ шнековых АНВ наряду с повышением качества экрани­ рования обеспечивает повышение производительности труда.

4-2. НАЛ О Ж ЕН И Е МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЭКРАНОВ, О БЩ А Я СКРУТКА И О Ш Л А Н ГО В А Н И Е КАБЕЛЯ

Большинство конструкций высоковольтных кабелей по­ верх эластичного полупроводящего экрана каждой жилы имеет металлический экран. Обычно этот экран выпол­ няется в виде оплетки из металлических проволок на оплеточных машинах. Однако, как уже отмечалось в гл. 2, с точки зрения стойкости к механическим де­ формациям экран, выполненный методом оплетки, явля­ ется самым слабым звеном в кабеле, и наложение прово­ лок экрана в одну сторону методом обмотки значительно повышает его механическую стойкость. С другой сторо­ ны, оплеточная машина марки ОПК-24, применяемая обычно для этих кабелей, имеет низкую производитель­ ность: линейная скорость изделия на этой операции не

1 На рисунке ниже осевой линии показан второй вариант смен­ ного пресс-инструмента дорна 6, дорноматрицы 7, матрицы 10.

120

превышает 1,5 м/мин. К тому же после наложения экра­ на на оплеточной машине необходима еще одна техно­ логическая операция — обмотка жилы хлопчатобумаж­ ной или синтетической лентой.

В 'случае наложения экрана способом обмотки не только повышается его качество, но увеличивается про­ изводительность и уменьшается количество технологиче­ ских операций.

Разработанная для этой цели НИКИ г. Томска вер­ тикальная обмоточная машина одновременно с наложе­ нием экрана из медной проволоки производит наложение скрепляющих нитей и обмотку хлопчатобумажной или синтетической лентой при линейной скорости жилы 10— 20 м/мин. Эта машина изображена на рис. 4-2. Она со­ стоит из отдающего устройства 1, трех обмотчиков, смон­ тированных на общей раме 2, и приемного устройства 3.

Нижний обмотчик 4 представляет собой горизонталь­ но расположенный диск с закрепленными на нем 18 от­ дающими устройствами и предназначен для наложения проволочного экрана. Отдающие устройства этого об­ мотчика снабжены индивидуальными тормозами для катушек и приспособлениями для остановки машины в случае обрыва или окончания проволок. Средний об­ мотчик 5 предназначен для наложения прядей, закреп­ ляющих металлический экран, и имеет 12 отдающих устройств тех же размеров и конструкции, что и на ниж­ нем обмотчике. В центральном отверстии этого обмот­ чика установлен калибродержатель, в котором закреп­ ляется сменный калибр для нижнего обмотчика. Калиб­ родержатель имеет возможность вертикального переме­ щения при установке технологического режима. Лентообмотчик 6 имеет два отдающих устройства, снабжен­ ных тормозами и приспособлениями для остановки машины в случае обрыва ленты или ее окончания. В центральном отверстии установлен калибродержатель для среднего обмотчика.

Регулировка шага обмотки экрана и скрепляющих прядей осуществляется изменением линейной скорости изделия с помощью сменных шестерен. Изменение шага обмотки лентой производится заменой другой пары смен­ ных шестерен.

Обмоточная машина позволяет принимать готовую жилу на барабаны, которые являются отдающими бара­ банами мрщины ддя общей скрутки кабеля.

131