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

Высоковольтные гибкие Кабели конструкции, подобных paccNidтренным, выпускаются Японией (рис. 2-11, фирмы «Сумитомо», «Фудзикюра», «Хитачи»), Францией (рис. 2-12, фирма «Кабль де Лион») и другими странами.

Г'

Рис. 2-11. Кабель иа напряжение 6 000 я с бутиловой изоляцией (Япония).

Рис. 2-12. Шахтный кабель на напряжение

6 000 в (Франция).

Из приведенного выше видно, что конструктивно гибкие высоковольтные кабели могут значительно отли­ чаться: наличие или отсутствие заземляющей жилы, расщепление жил, наличие или отсутствие металличе­ ских экранов по жилам, металлического или лолупроводящего общих экранов — одного или нескольких, изме­ нение профиля сердечника, использование упрочняющих элементов для шланговых оболочек и т. д.

Однако вряд ли можно признать какую-либо одну из приведенных выше конструкций универсальной. В не­ которых случаях (например, если кабелем подводится питание к механизму, работающему на воде и не нуж­ дающемуся в специальном заземлении) конструкция ка­ беля без заземляющей жилы наиболее приемлема, хотя, в большинстве случаев наличие заземляющей жилы не­ обходимо.

27

Расщепление заземляющей жилы целесообразно только для кабелей больших сечений, т. е. когда жила заземления имеет сечение 35 мм2 и выше. Когда сечение каждой расщепленной жилы заземления будет менее 10—16 мм2, разрушение этих жил при циклических де­

чем силовых жил и нерасщепленной жилы заземления. Наличие металлических экранов обеспечивает наи­ большую безопасность обслуживания, но такие экраны при деформациях кабеля сравнительно быстро разру­ шаются, и, кроме того, наложение металлического экра­ на в виде оплетки является низкопроизводительной опе­

рацией.

Поэтому использование эластичных экранов из пол>- проводящей резины в качестве защитных является перс­ пективным. Следует отметить, однако, что для обеспе­ чения безопасности обслуживания высоковольтных кабе­ лей только с полупроводящими экранами необходимо применение защитной аппаратуры или принятие других мер: применение нескольких экранов, сердечника или заполнения из полупроводящей резины, обеспечиваю­ щих хороший контакт с заземляющей жилой, и т. д.

В большинстве конструкций кабелей широко исполь­ зуются упрочняющие элементы: инти, ткани, стренги из стальной проволоки. Однако наличие нескольких таких элементов в конструкции кабеля, как правило, значи­ тельно увеличивает трудоемкость его изготовления, по­ этому включение таких элементов в конструкцию кабеля следует делать с большой осторожностью.

В последние годы наметилась тенденция упрощения

товления кабелей, совместить некоторые процессы и по­ высить производительность труда.

Анализируя изложенное, можно сделать вывод, что высоковольтные гибкие кабели для большинства случаев эксплуатации должны иметь следующую конструкцию: 1) гибкие токопроводящие жилы; 2) электрическая изо­ ляция; 3) экраны из полупроводящей резины по жилам

иповерх изоляции; 4) металлические экраны по основ­ ным жилам и заземляющая жила или расщепленная заземляющая жила, покрытая полупроводящей резиной,

изаполнение из полупроводящей резины; 5) сердеч­

28

ник — заполнитель и упрочняющий элемент; 6) защит­ ная оболочка.

Ниже мы рассмотрим элементы такой конструкции более подробно.

2-2. Т О КО ПРО ВО Д ЯЩ И Е ЖИЛЫ

Токопроводящие жилы в гибких кабелях скручиваются из большого числа тонких проволок из мягкой меди. По способу скрутки проволок между собой различают следующие системы скрутки токопроводящих жил

[Л. 2].

Рис. 2-13. Правильная простая концентрическая скрутка.

скрученных между собой проволок накладывают не­ сколько концентрически расположенных рядов (повивов) проволок одного и того же диаметра. При этом число проволок в каждом последующем повиве увели­ чивается на 6.

Шнуровая или пучковая скрутка. По этой системе проволоки одинакового диаметра скручиваются пучком.

Правильная слооісная концентрическая скрутка. Про­ волоки сначала скручиваются правильной концентриче­ ской или пучковой скруткой в стренгу, а затем стренги скручиваются по системе простой концентрической скрутки.

Концентрическая неправильная скрутка, простая и сложная. По этой системе скрутки проволоки или стрен­ ги, которые имеют разные диаметры, скручиваются кон­ центрическими повивами, но каждый повив должен со­ держать проволоки или стренги одного диаметра.

Гибкость токопроводящих жил в значительной мере определяется числом проволок, составляющих жилу. Косвенно гибкость жилы может быть оценена величиной

29

Лучить заданную деформацию (при расчете число и се­ чение проволок соответствует числу и сечению проволок жилы [Л. 3]).

В общем виде

где а — напряжение в наружной части изогнутой про­ волоки; / — момент инерции, равный лФ/64; d — диа­ метр проволоки; 11 — число проволок.

Подставив значение / в (2-1), получим:

МіВрй 0 , 1 А

Если при сравнительном расчете задаться опреде­ ленным значением а, то MmT^ d 3n.

На рис. 2-14 приведена зависимость изгибающего момента от числа проволок для случая, если проволоки

о250 500 750 1000 ГОСТ 1956-70 делятся «а четыре

типа (I, II, III и IV). При этом чем выше степень гибкости жилы, гем нз большего количества про­

диаметром 0,30 мм.

В высоковольтных гибких кабелях КШВГ тип токо­ проводящих жил соответствует типу III. Жилы скручи­ ваются правильной сложной концентрической скруткой.

Для правильной простой системы скрутки число повивов и количество проволок в жиле связано следую­ щими соотношениями:

30

в центральном повиве две, три, четыре нлн пять про­ волок

Для правильной сложной системы скрутки соотноше­ ние между количеством стренг и количеством повивов из стренг определяется этими же отношениями.

Следовательно, количество проволок в жиле при пра­ вильной сложной концентрической системе скрутки определится из выражений:

если в центре стренги одна проволока, а в центре

При односторонней скрутке касание проволок в токо­ проводящей жиле происходит по линии (при 'разносто­ ронней скрутке —в точке), что повышает стойкость жил

кдеформациям.

Втабл. 2-8 приведенырезультатысравнительных испытаний,выполненных в НИКИ г.Томска по стой­

кости к механическим деформациям токопроводящих жил с односторонней и разносторонней скруткой пови-

b o b . Из таблицы видно, что стойкость токопроводящих жил с односторонней скруткой к различным видам де­ формации значительно выше, чем с разносторонней, и поэтому применение в гибких кабелях жил с односто­ ронней скруткоіТ более целесообразно.

Конструктивные данные токопроводящих жил кабелей КШВГ

За рубежом для высоковольтных гибких кабелей

восновном применяются многопроволочные жилы

(табл. 2-9) примерно той же степени гибкости, что и в нашей стране, хотя в некоторых странах (Франция, Италия) степень гибкости жил выше.

Одним из способов повышения стойкости жил является их уплотнение. В уплотненных жилах касание проволок происходит по плоскости, и жилы, скручен­ ные из уплотненных стренг, будут обладать повышен­ ной стойкостью к деформациям.

Отечественная кабельная промышленность имеет большой опыт по уплотнению секторных и круглых одноповивных и многоповивных жил, скрученных на про­ волок. Возможность уплотнения круглых жил, скручен­ ных из стренг, была впервые исследована в НИКИ г. Томска,

32