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

Соединение токопроводящих жил

Соединение многопроволочных медных жил производит­ ся в основном следующими способами: 1) простым со­ единением; 2) скруткой с пропайкой сплавом ПОС-40 50% проволок жилы; 3) пайкой внахлест 50% проволок жилы; 4) пучковой скруткой с последующей сваркой пучков.

Жилы, соединенные перечисленными способами, имеют относительную прочность при растяжении менее 50% прочности целой жилы, а превышение температу­ ры нагрева в месте соединения достигает 140% при дли­ тельном пропускании тока [Л. 52].

Разработаны два способа соединения многопроволочиых жил, обеспечивающие достаточно высокое качество места соединения: электростыковой (для жил сечением до 70 мм2) и электродуговой сваркой. Способ соедине­ ния электростыковой сваркой отрабатывался на аппа­ ратах типа АСП и ДСТ. Перед сваркой по этому спо­ собу торцы жил необходимо обрезать быстровращаю­ щимся латунным диском. При этом происходит сплав­ ление всех проволок жилы. Подготовленные таким об­ разом концы жил свариваются на электростыковом аппарате.

Лабораторные исследования показали, что прочность таких соединений составляет 94—96% прочности целой жилы, а электропроводность участков соединений прак­ тически равна электропроводности целой жилы.

Однако этот способ требует специального сварочно­ го оборудования и малоприемлем для полевых условий или небольших ремонтных мастерских. Более приемле­ мым в этих случаях является способ соединения жил электродуговой сваркой.

Защита изоляции токопроводящих жил при электро­ дуговой сварке достигается применением специальных охладителей, которые закрепляются на жилах и отводят часть тепла (рис. 6-3). Охладители имеют набор смен­ ных латунных или бронзовых втулок для сварки жил разных сечений.

Технология соединения многопроволочных медных жил электродуговой сваркой заключается в следующем. Подлежащие соединению жилы кабеля укладываются горизонтально в открытую угольную форму и зажима­ ются охладителями. Между торцами жил при укладке

в форму оставляется зазор, равный примерно половине диаметра соединяемой жилы. Перед сваркой на концы жил наносится тонкий слой флюса. Затем производится расплавление в угольной форме концов жил электриче­ ской дугой.

По мере образования на дне формы жидкого метал­ ла происходит плавление медной присадочной проволо­

162

трода и дополнительно расплавляется еще некото­ рая часть присадочной проволоки для образования сфе­ рического наплыва. Участок соединения удаляется из охладителей, очищается от остатков флюса и шлака, неровности от сварки зачищаются напильником. Гото­ вое соединение жилы показано на рис. 6-4.

Диаметр участка сварки dc превышает диаметр жи­ лы d не более чем на 0,5 мм, а длина участка сварки U составляет 2,5d жилы.

В табл. 6-3 приведены рекомендуемые величины сва­ рочного тока и диаметры присадочной проволоки. В табл. 6-4 приведены результаты испытаний на раз­ рыв жил, срощенных электродуговой сваркой. Из табли­

Как показали исследования, электропроводность со­ единенных жил практически не отличается от электро­ проводности целой жилы.

Восстановление полупроводящих экранов, изоляции и оболочки

Экран на соединенной медной жиле восстанавливается наложением ленты из вулканизованной электропроводя­ щей резины ГТПШ-40. Лента накладывается в один слой с перекрытием в 50%, рис. 6-5 (изоляция должна быть срезана на конус таким образом, чтобы внутренний полупроводящий экран выступал из-под изоляции на 4 5 мм). На электропроводящий слой резины накла-

3

дывается также обмоткой резиновая изоляция (резина ПИ-35). Лента должна наматываться ровно, без скла­ док и постепенно находить на конусные срезы изоляции жилы. Намотка производится до тех пор. пока диаметр на участке соединения не будет на 5—10% больше диа­ метра изоляции в целом месте. На восстановленный участок изоляции накладывается обмоткой слой элек­ тропроводящей резины так, чтобы обмотка перекрывала наружный полупроводящий экран на 10—15 см (рис. 6-6). Затем в специальной пресс-форме производят вулканизацию изоляции.

Исследования показали, что восстановленная таким способом изоляция имеет достаточно высокие характе­ ристики. В частности, напряжение начала ионизации отремонтированных жил составляет 7—8,5 кв (для це­ лых жил С/н= Юн-12 кв).

Шланговая оболочка восстанавливается таким же способом. Ленту из шланговой резины ШВП-50 или ШВПМ-50 накладывают обмоткой так, чтобы диаметр в месте починки превышал диаметр целого кабеля на 5—10%', и вулканизуют в пресс-форме.

Пресс-форма для восстановления резиновой изоляции и шланга (вулканизатор) состоит из двух стальных полу-

164

труб с внутренним диаметром ПО мм и длиной око­ ло 1 м.

Вулканизатор имеет набор стальных вкладышей, ко­ торые устанавливаются в рабочей части вулканизатора при вулканизации кабелей различного диаметра. Обо­ грев вулканизатора осуществляется с помощью нагре­ вательных стержневых элементов от трансформатора напряжением 36 в. Вулканизатор снабжен терморегуля­ тором, который в комплексе с термопарой обеспечивает автоматическое отключение нагревательных элементов при достижении заданной температуры. Вулканизатор установлен на специальном столе и может транспорти­ роваться с одного места на другое.

Таким образом, для соединения кабеля можно пред­ ложить следующую последовательность операций:

1. Перед разделкой конец кабеля ровно обрезать. На расстоянии 400 мм от торца кабеля надрезать по окружности и вдоль наружную оболочку и снять ее. Если есть внутренняя оболочка, отступив на 35—40 мм ит места среза наружной оболочки, снять внутреннюю оболочку. На длине 30—40 мм от торца оболочку сре­ зать на конус.

2. Раскрутить жилы кабеля и выпрямить их, раз­ мотать и обрезать на каждой жиле обмотку из тканевой ленты.

3. На расстоянии 80 мм от торцов жил сделать бан­ дажи из проволоки и припаять к ним пряди металли­ ческого экрана.

4.На длине 50 мм от торцов жил полностью снять изоляцию. Затем на длине 20 мм изоляцию срезать на конус так, чтобы внутренний полупроводящий экран вы­ ступал из-под изоляции на 4—5 мм.

5.Соединить токопроводящие жилы.

6.Наложить на медные жилы экран из электропро­

водящей резины.

7. Наложить обмоткой изоляцию, наружный по­ лупроводящий экран и свулканизовать в прессформе.

8.Пряди из медных луженых проволок наложить обмоткой на ремонтируемый участок жилы так, чтобы соседние витки находились на расстоянии 3—5 мм друг от друга. Концы прядей припаять к бандажам.

9.Обмотать каждую жилу лентой из прорезиненной

ткани.

165

10.Обмоткой наложить шланг н свулканизовать е

впресс-форме.

При проведении ремонта кабеля может выполняться только часть этих операций.

6-4. ВОПРОСЫ БЕЗОПАСНОСТИ ОБСЛУЖИВАНИЯ КАБЕЛЕЙ

Тяжелые условия эксплуатации высоковольтных гибких

и т. д., обусловленные передвижным характером рабо­ ты машин и механизмов, приводят к частым поврежде­ ниям кабелей, в частности к замыканиям. Анализ за­

выполняются с изолированной нейтралью трансформа­ торов, следовательно, карьерные сети относятся к сетям с малым током замыкания на землю. Обычно однофаз­ ный ток замыкания в карьерных сетях равен 2—6 а и редко превышает эту величину [Л. 53]. Однофазный ток замыкания на землю не оказывает разрушительного действия на электрооборудование, но при таких замы­ каниях появляется большая опасность поражения элек­ трическим током людей, работающих в карьере, так как корпуса электрооборудования, механизмов и машни оказываются под напряжением относительно земли.

В связи с трудностью устройства надежного защит­ ного заземления в карьерах главным образом ввиду пе­ редвижного характера работы машин и механизмов правила безопасности для открытых горных разработок требуют обязательной установки защиты от однофазных замыканий на землю.

Напряжение корпуса установки по отношению к земле определяется током замыкания на землю /а и сопротивлением растеканию тока в землю R3:

Если считать, что длительный безопасный ток /б ра­ вен 0,03 а, сопротивление тела человека /?ч=1 000 ом, и если считать коэффициент прикосновения равным еди­ нице, допустимое напряжение прикосновения будет:

[Упр= 0,03-1 000 = 30 в.

166

Таким образом, защитное заземление должно удо­ влетворять требованию допустимого Unp и не может быть выбрано с произвольным сопротивлением растека­ нию тока, так как имеется возможность появления на­ пряжения прикосновения выше допустимого.

В свою очередь ток замыкания на землю /3 является величиной, зависимой от общей емкости электрически связанных кабельных линий. Эта зависимость выра­ жается известной формулой:

заземления от емкости, из которой видно, что при со­ противлении защитного заземления 4 ом и емкости фа­ зы более 2,3 мкф напряжение прикосновения превысит допустимую величину [Л. 54]. По данным [Л. 53], при

Рис. 6-7. Зависимость сопротивления заземле­ ния от емкости.

167