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

Повышение токовой нагрузки в 2 раза привело к уве­ личению среднего времени до пробоя изоляции с 7 до 9 мес. Данные табл. 6-2 показывают, что в обоих слу­ чаях кабели работали со значительной недогрузкой по току.

Методика выбора сечения токопроводящих жил, при­ меняемая для кабелей стационарной прокладки, не мо­ жет быть рекомендована для кабелей, предназначенных для подвижных потребителей. Предлагается следующая методика выбора сечения токопроводящих жил кабеля.

По номинальному току установки выбирают сечение токопроводящей жилы кабеля. По таблицам берут до­ полнительно два кабеля меньших сечений. Например, при номинальном токе 125 а сечение токопроводящей жилы должно быть 50 мм2 (номинальный ток кабеля 130 а). Одновременно берут два кабеля с сечением токопроводящих жил 35 и 25 мм2.

Зная режим работы установки, подсчитывают зна­ чения температур изоляции при разных режимах рабо­ ты и температурах окружающей среды. Строят годовой график температур изоляции для трех выбранных се­ чений токопроводящих жил.

На основе известных условий работы для каждого из выбранных вариантов подсчитывают эквивалентные нагрузки по методике, описанной в гл. 3.

Найденные эквивалентные нагрузки позволяют рас­ считать надежность изоляции кабеля. Для сравнитель­ ной оценки наивыгоднейшего варианта целесообразно сравнивать их долговечность при Р(т)=0,5. В этом случае можно использовать формулу

D — (Ае -ьт.'Р/£,)» + (Т°)э X

2De

X ln

V ( А е ЬТ^ Е ъу + (ч*)1

ІП — = -

Из выбранных вариантов принимают тот, который дает наибольшую долговечность изоляции.

Изложенная методика выбора сечения токопроводя­

печить его длительную эксплуатацию, что оправдывает дополнительные затраты на расчеты. Как видно из

155

табл. 6 -2 , средний срок службы изоляции гибкого ка­ беля, выбранного ИЗ условия / Ном.каб>Люм.уст, СОСТЭВ- ляет 7—9 мес. Между тем при оптимальном выборе ка­

тельность работы кабеля наносит значительный мате­ риальный ущерб народному хозяйству.

Повышение надежности кабеля должно решаться на всех этапах его разработки, производства и эксплуата­ ции. Мероприятия, направленные на повышение надеж­ ности кабелей, можно подразделить: 1 ) на конструк­ тивные; 2 ) технологические; 3) эксплуатационные.

Конструктивные мероприятия направлены на разра­ ботку таких конструкций кабеля, которые обладали бы наибольшей надежностью. Вероятность безотказной рабо­ ты кабеля зависит от способа и углов скрутки жил и стренг, конструкции изоляции. Так, уменьшение междужильного сдвига при скрутке кабеля приводит к уве­ личению долговечности токопроводящих жил, подвер­ женных циклическому изгибу и кручению. Полупроводящие экраны по токопроводящей жиле приводят к повышению напряжения начала ионизации, уничтожа­ ют эффект проволочное™, что увеличивает срок службы изоляции. Применение в кабелях электроизоляционных материалов с малым значением уст при рабочих темпера­ турах приведет к повышению их надежности. Создание шланговых материалов, стойких к истиранию и дейст­ вию внешней среды, также повысит надежность высо­ ковольтных кабелей.

Тщательная разработка кабельной конструкции на стадии проектирования имеет существенное значение в повышении их надежности. Именно на стадии проек­ тирования закладываются основные параметры надеж­ ности кабеля. Методы оптимального проектирования некоторых элементов кабеля изложены выше.

Технология производства кабеля требует обеспече­ ния наиболее точного выполнения заданных проектиров­ щиком параметров. В процессе производства материалу придают необходимую форму и структуру. Применение современных технологических режимов, таких, как сов-

156

мещенное наложение полупроводящих экранов и изо­ ляции, дегазация изоляции и ряд других, заметно по­ вышает надежность кабельной конструкции. Существен­ ное значение в производстве кабелей приобретает кон­ троль их качества. Одним из показателей качества является надежность конструкции. Выбор наивыгодней­ ших режимов эксплуатации кабеля определяется пара­ метрами надежности. Изложенная в гл. 5 методика

Рис. 6-1. Фотография концевой разделки кабеля.

испытания кабеля для получения параметров надежно­ сти изоляции даст возможность оптимизировать условия эксплуатации. Имея данные уравнения надежности, во многих случаях ңожно задать такие условия эксплуа­ тации, при которых срок службы будет наибольшим.

Усилия коллективов проектировщиков и изготовите­ лей кабелей могут быть сведены к нулю при техниче­ ски неправильной эксплуатации кабелей. Обеспечение высокой надежности кабеля определяется правильным его выбором.

Влияние режима эксплуатации и основы выбора ка­ беля изложены в § 6-1. В зависимости от режима экс­ плуатации долговечность кабеля изменяется в 1 0 раз. Это требует серьезного изучения режима работы кабель­ ных конструкций. Чем точнее будет известен режим ра­ боты, тем легче выбрать кабель.

Значительное число отказов кабеля (до 70%) про­ исходит в результате пробоя изоляции в концевой раз­

16

делке. Причинами такого положения являются непра­ вильные концевые разделки токопроводящих жил кабе­

стойкой резины. Применение озоностойкой резины не­ сколько увеличивает срок службы изоляции в разделке, но не уничтожает основную причину отказа. Разделка кабеля должна быть такой, чтобы полностью исключить появление поверхностных разрядов по изоляции при рабочем напряжении. Отсутствие поверхностных разря­ дов в разделке позволит уничтожить старение изоляции. На рис. 6-2 показан один из возможных вариантов кон­ цевой разделки, в котором напряжение коронного раз­ ряда выше рабочего. На рисунке дается разделка одной

158

тельная диэлектрическая проницаемость материала под­ мотки.

напряженность поля, при перекрытии принимается рав­ ной 4,5—5,5 кв/см.

где Di — диаметр изолированной токопроводящей жилы. Концевая разделка кабеля осуществляется в сле­

дующем порядке:

1. Удаляется шланговая оболочка 9 с конца кабеля. Операция выполняется осторожно, чтобы не повредить токопроводящие жилы.

2. Разъединяются изолированные токопроводящие жилы. С поверхности изолированных жил снимается металлическая оплетка путем ее расплетения. После расплетения проволоки оплетки скручиваются в жгут 6

исоединяются с заземляющей жилой.

3.С поверхности изоляции удаляется полупроводящий экран 5 на длину h + k+2,5 см. Удаление полупроводящего экрана производится с помощью рашпиля и шкурки. Необходимо следить, чтобы поверхность изоля­ ции жилы не была повреждена и на ней не оставалась полупроводящая резина.

4.С конца токопроводящей жилы на длину 2,5 см удаляется на конус изоляция и надевается наконечник 3. Наконечник припаивается к токопроводящей жиле оло­ вянным припоем.

5.Поверх изоляции токопроводящей жилы наклады­ вается подмотка 4 из сырой резины. Поверх обмотки накладываются два-три слоя полупроводящей резины 6. как показано на рис. 6 -2 . Обмотка сырой и полупрово­ дящей резины должна быть плотной, без газовых вклю­ чений. Подмотка из сырой и полупроводящей резины вулканизируется с помощью переносного вулканизатора,

159

применяемого для ремонта кабеля. Вместо сырой рези­ ны допускается использование липких пластмассовых изоляционных лент или самовулкаиизирующейся ре­ зины.

Применение описанной разделки позволит практиче­ ски полностью устранить ускоренное старение изоляции в разделке, что резко уменьшит число отказов изоляции кабеля. Существенное влияние на отказы изоляции ка­ беля оказывают механические напряжения, возникаю­ щие при его перемещениях. С целью уменьшения вну­ тренних механических напряжений в изоляции целесо­ образно применять после перемещения кабеля его прогрев там, где это возможно, повышенным током.

Большое число отказов кабеля происходит в резуль­ тате его механического повреждения наезжающим транспортом, падающими кусками пород. С целью уменьшения числа механических повреждений кабеля целесообразно на опасных местах защищать кабель, прокладывая его в трубах или закрывая полутрубами.

Рассмотренный комплекс мероприятий позволит су­ щественно увеличить срок службы кабеля, что даст зна­ чительный экономический эффект. Некоторые из этих мероприятий не требуют практически никаких дополни­ тельных затрат.

6-3. СОЕДИНЕНИЕ И РЕМОНТ КАБЕЛЕЙ

Строительные длины гибких высоковольтных кабелей обычно равны 200—400 м. В ряде случаев требуются значительно большие длины питающих кабелей. Поэто­ му довольно часто возникает необходимость в соедине­ нии отдельных длин кабелей. Необходимость-в соедине­ нии возникает иногда и при ремонте кабеля. Качествен­ но выполненное соединение как по механическим, так и по электрическим свойствам не должно существенно отличаться от свойств самого кабеля.

В НИКИ г. Томска разработаны способы соедине­ ния и ремонта высоковольтных гибких кабелей с сече­ нием основных жил до 150 мм2.

160