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

жима 2 образец, закручиваясь, образует петлю и при возвращении зажима 3 в исходное положение растяги­ вается. Затем образец закручивается в противополож­ ную сторону, образует петлю и растягивается.

Этот вид испытаний принят только в СССР, за ру­ бежом подобные испытания не проводятся.

Рис. 5-9. Установка для испытания на осевое кручение.

Испытание на осевое кручение заключается в закру­ чивании образца вокруг своей оси на заданный угол в одном направлении, возвращении его в первоначаль­ ное положение и закручивании в противоположном на­ правлении при действии растягивающей нагрузки.

Образец 1 (рис. 5-9) одним концом закрепляется во вращающемся зажиме 2, другим — в зажиме 3, который

может свободно перемещаться. Установка должна обес­ печивать вращение зажима 2 на 2 л рад и возвращение его в первоначальное положение. Оси вращающегося и возвратно-поступательного зажима должны лежать на одной прямой.

Испытание кабеля на осевое кручение проводится также во Франции.

Рис. 5-10. Установка для испытания на многократный перегиб.

Испытание на многократный перегиб через систему роликов заключается в прохождении кабеля через ро­ лики сначала в одном направлении, а затем после воз­ вращения образца в первоначальное положение в про­ тивоположном направлении (этот вид испытаний также называют «испытание на пробег с изгибом»).

Образец 1 (рис. 5-10) длиной 4,5 м закрепляется на приводном ролике 2 диаметром не менее 800 мм и при вращении последнего проходит через рабочие ролики 3 со скоростью не более 0,8 м/сек. На образец подается растягивающая нагрузка.

Испытания на многократный перегиб через систему роликов проводятся также в Англии и Франции, где ка­ бель длиной 3 м проходит через ролики при нагрузке от 25 до 75 кгс.

Испытание на раздавливание заключается в раздав­ ливании образца до замыкания между жилами. Испы­ тание производится на отрезке кабеля, уложенном меж­ ду матрицами гидравлического пресса. Ось матрицы и ось образца должны пересекаться под прямым углом. Испытания проводятся на расстоянии не менее 200 мм

148

друг от друга. Профиль матриц и величины раздавли­ вающих нагрузок оговариваются в стандартах на ка­ бели. .

В США при испытании на раздавливание кабель переезжают 7-тонной вагонеткой.

Испытание на разрыв производится на разрывной машине, разрывное усилие которой не превышает пяти­ кратного разрывного усилия испытуемого образца.

Расстояние между местами закрепления должно быть не менее 200 и не более 500 мм. Если разрыв про­ изошел на расстоянии, меньшем 40 мм от места закреп­ ления, то испытание необходимо повторить.

Для всех рассмотренных видов испытаний должен выполняться ряд общих требований:

испытания должны проводиться при температуре 25±10°С и относительной влажности воздуха 65±15%, если другие условия не оговариваются специально;

рабочие поверхности роликов не должны вызывать повреждения испытуемых образцов;

установки должны обеспечивать возможность присое­ динения образцов к электрическим цепям;

конструкции зажимов должны обеспечивать надеж­ ное и равномерное по поверхности закрепление образца.

Здесь следует отметить, что при некоторых испыта­ ниях (кручение, изгиб с кручением) разрушение токо­ проводящих жид около зажимов значительно больше, чем в остальной части образца. Опыт испытаний, про­ водимых в НИКИ г. Томска, показывает, что для полу­ чения достоверных результатов разрушение на участках у зажимов длиной менее 5 диаметров образца не сле­ дует принимать во внимание.

Кроме рассмотренных, существуют еще испытания на удар, на'гибкость, на истирание шланговой оболоч­ ки и др. Однако для этих испытаний пока отсутствуют отработанные методики, недостаточно эксперименталь­ ных данных и поэтому они здесь не рассматриваются.

5-5. А П П А РА Т ДЛЯ ИСПЫ ТАНИЯ ЭК РА Н И РО ВА Н Н Ы Х ЖИЛ

В соответствии с требованиями ГОСТ изолированные жилы кабелей КШВГ должны после 6 ч пребывания в воде выдержать в течение 5 мин испытание напряже­ нием 15 кв переменного тока. Однако такие испытания требуют значительной затраты времени и, кроме того,

149

при наличии поверх изоляции достаточно проводящего экрана во многом теряют смысл, так как слой прово­ дящей резины, во-первых, полностью исключает попада­ ние влаги в изоляцию и, во-вторых, играет роль второго

Рис. 5-11. Принципиальная схема аппарата для сухого испытания экранированных жил гибких высоковольтных кабелеіі.

электрода, которым при водных испытаниях являлась вода.

Наличие проводящего экрана по изоляции обеспе­ чило возможность сухого испытания изоляции жил вы­ соковольтных гибких -кабелей, и НИКИ г. Томска был разработан аппарат для таких испытаний.

Аппарат сухого испытания экранированных жил вы­ соковольтных кабелей обеспечивает, кроме испытания напряжением, отыскание дефектов, измерение величины сопротивления изоляции и счет метража жил.

Проведенные исследования показали, что эффектив­ ность выявления дефектов повышается при испытании деформированных жил. Поэтому аппарат снабжен спе­ циальным деформирующим устройством. Степень дефор­ мации жил, однако, не превышает допустимых радиусов

150

изгиба, и поэтому деформации при испытаниях не ухуд­ шают механических свойств токопроводящих жил.

с удаленным на 1 0 см экраном подключаются к токо­ съемникам приемного и отдающего устройств. Высокое напряжение до 2 0 кв подается от высоковольтного трансформатора Трі, включенного через регулировоч­ ный трансформатор Тр2. Регулировка осуществляется дистанционно.

Деформирующие ролики 1 непосредственно заземле­ ны, а контактные датчики 2 подключены к земле через блок отыскания.

Взависимости от местонахождения дефекта послед­ ний фиксируется по утечке тока одним из поляризован­ ных реле. Против чрезмерного увеличения тока утечки через дефект предусмотрено реле максимального тока РМ. Заземление деформирующих роликов необходимо для предотвращения срабатывания сразу двух поляри­ зованных реле.

Всхеме указаны только контакты реле РЗ и Р4, ко­ торые включаются соответственно правым и левым по­ ляризованным реле, самоблокируются и включают реле Р5, размыкающее цепь магнитных пускателей 1ПМ\ 2ПМ и сигнализирующее о причине останова (зажи­ гается сигнальная лампочка ЛЗ).

Величина испытательного напряжения фиксируется ламповым вольтметром ВЛУ-2, включенным на высокой стороне трансформатора Трі через емкостный делитель напряжения типа Д6-2. Подключение высокого напря­ жения к жиле осуществляется высоковольтным масля­ ным контактором КЛ1, имеющим нормально замкнутый

контакт, который закорачивает жилу непосредственно на землю при отключении высокого напряжения.

Если при заземленной жиле деформирующие роли­ ки отключить от земли и подсоединить к ним тераом­ метр, то можно измерить сопротивление изоляции жилы.

Для измерения длины перематываемой жилы к. од­ ному из прижимных роликов 3 подключен сельсин-при­ емник. Сельсин-датчик совместно с механическим счет­ чиком (валы их связаны через зубчатую передачу) вмонтирован в пульт управления, благодаря чему про-

151

Г Л А В А Ш Е С Т А Я

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ

ГИБКИХ КАБЕЛЕЙ

6-1. О СН О В Ы ВЫ БО РА ГИБКОГО КАБЕЛЯ

Силовые кабели выбирают по конструктивному выпол­ нению, напряжению, экономической плотности тока и проверяют на максимальный длительный ток нагрузки, потерю напряжения при нормальном и аварийном ре­ жимах, термическую устойчивость при коротких замы­ каниях.

Высоковольтный гибкий кабель выбирают как обыч­ ный силовой. При этом не учитывают особенности ра­ боты гибкого кабеля. Кабельные линии к экскаваторам имеют небольшую протяженность (200—500 м). Паде­ ние напряжения в такой кабельной линии будет неве­ лико, если кабель выбран по экономической плотности тока. Характерным для работы гибкого кабеля является частая его перекладка. Это приводит к появлению вы­ соких внутренних механических напряжений в изоля­ ции, что не имеет место в кабелях стационарной про­ кладки.

Для землеройных и угледобывающих машин исполь­ зуется один тип кабеля марки КШВГ. Рассмотрим вы­ бор данного типа кабеля.

Основой выбора кабеля являются номиналь'ное на­ пряжение, температура окружающей среды, график то­ ковой нагрузки, условия прокладки и работы.

Выбор кабеля по напряжению требует соблюдения условия

Сечение токопроводящих жил для кабелей стацио­ нарной прокладки выбирается по условиям допустимого нагрева изоляции. Известно, чем выше температура изо­ ляции, тем быстрее происходит ее старение и раньше наступает ее отказ. Поэтому чем меньше токовая на­ грузка на кабель, тем больший срок его службы.

Характерной особенностью кабелей нестационарной прокладки является их частое перемещение. Кабель при перемещении испытывает деформации изгиба, кручения

153

И растяжения. В изоляции образуются высокие механи­ ческие напряжения, величина которых тем выше, чем меньше температура. Наличие высоких механических напряжений в изоляции и их зависимость от темпера­ туры приводят к тому, что с повышением температуры долговечность изоляции может возрастать. Приведенное в гл. 3 уравнение надежности электрической изоляции позволяет получить зависимость срока службы изоляции от температурного режима ее работы.

У прямых кабелей стационарной прокладки время до пробоя изоляции с повышением температуры моно­

известным положениям для стационарных кабелей. Вре­ мя до пробоя изоляции кабелей, подвергнутых частому изгибу, с повышением температуры сначала возрастает, а затем убывает.

Наблюдения в эксплуатации кабелей КШВГ с сече­ нием токопроводящей жилы 25 мм2 показывают, что недогрузка по току сокращает срок службы их эксплуа­ тации. В табл. 6-2 приводятся эксплуатационные дан­ ные по отказам изоляции кабеля КШВГМ, работающе­

154