Идельчик В.И. Электрические системы и сети

Подождите немного. Документ загружается.

Конструкции линий электрических сетей

Гл1

подразделяются на глухие и с заделкой ограниченной проч-

ности. Глухой зажим показан на рис. 1.14, е. Нажимные

болты / через плашку 2 прижимают провод к корпусу зажи-

ма («лодочке») 3 и удерживают его на месте при односто-

роннем тяжении. Провод и трос в случае обрыва в одном

из пролетов, как правило, не вытягиваются из зажима,

и тяжение провода или троса, оставшегося необорванным,

передается на промежуточную опору. Глухие зажимы

—

основной тип зажимов, применяемых в настоящее время

на В Л 35—500 кВ.

Зажимы с ограниченной прочностью заделки применя-

ются на ВЛ 500 кВ. При обрыве провод протягивается

(проскальзывает) в зажиме, что уменьшает продольную

нагрузку на промежуточную опору. Однако опыт эксплуа-

тации линий 500 кВ с зажимами ограниченной прочности

заделки не вполне удовлетворителен [12].

На анкерных опорах провода закрепляют наглухо при

помощи натяжных зажимов. Провода одной фазы электри-

чески соединены друг с другом отрезком провода в виде

петли или шлейфа, свободно висящего под гирляндами

(рис.

1.3, 1.8). Существует несколько типов натяж-

ных зажимов: болтовые

—

для проводов сечением 35—

500 мм

; прессуемые — для сталеалюминиевых проводов

сечением 300 мм

и более; клиновые

—

для подвески сталь-

ных тросов. Соответственно закрепление проводов и тро-

сов в натяжных зажимах осуществляется с помощью на-

жимных плашек и болтов, спрессовыванием частей зажима

на проводе, а также заклиниванием троса между телом за-

жима и клином под действием тяжения по тросу. Болтовые

зажимы (рис.

1.14,г)

состоят из корпуса /, плашек 2, на-

тяжных болтов с гайками 3 и прокладок 4 из алюминия.

Прессуемые зажимы (рис. 1.14, д) состоят из стального ан-

кера /, в котором на длине U опрессовывается стальной

сердечник провода, и алюминиевого корпуса 2, в котором

на длине h опрессовывается алюминиевая часть провода

со стороны пролета, а на длине /

—

шлейф.

Промышленность выпускает провода кусками опреде-

ленной длины. На ВЛ эти куски проводов соединяют друг

с другом с помощью соединителей, подразделяемых на

овальные и прессуемые.

Овальные соединители (рис. 1.14, е,ж) применяются

для проводов сечением до 185 мм

включительно. В них

§ 1.5

Конструкция кабелей

кабельные линии

провода укладываются внахлест, после чего производится

обжатие соединителя с помощью специальных клещей

(рис.

1.14, е). Сталеалюминиевые провода сечением до

95 мм

включительно закрепляются в соединителях мето-

дом скручивания (рис. 1.14, ж).

Прессуемые соединители используются для соединения

проводов сечением 240 мм

и более и стальных тросов всех

сечений. Для сталеалюминиевых проводов эти зажимы со-

стоят из двух трубок: одной

—

стальной, предназначенной

для соединения внутренних стальных жил, и другой

—

алюминиевой, накладываемой поверх первой и служащей

для соединения наружных алюминиевых жил, (рис. 1.14, з).

К проводам ВЛ вблизи от зажимов подвешиваются га-

сители вибрации с грузами или демпфирующие петли, при-

менение которых уменьшает вибрацию и позволяет пред-

отвратить излом проволок провода (см. § 8.7). Гаситель

состоит из двух чугунных грузов /, соединенных стальным

тросом 2 (рис. 1.14,и). Частота собственных колебаний

гасителей во много раз меньше, чем провода, и вибрация

последнего в результате уменьшается. Для алюминиевых

и сталеалюминиевых проводов малых сечений защита от

вибраций осуществляется с помощью демпфирующей пет-

ли 1 яз провода той же марки. Петля прикрепляется к про-

воду болтовыми зажимами 2 по обе стороны поддержива-

ющего зажима 3 у подвесной гирлянды изоляторов 4 (рис.

1.14, к).

На проводах ВЛ 330—750 кВ применяются распорки 1

(рис.

1.14, л) для фиксации проводов расщепленной фазы

2 относительно друг друга. Эти распорки обеспечивают

требуемое расстояние между отдельными проводами фазы

и предохраняют их от схлестывания, соударения и закру-

чивания.

1.5. КОНСТРУКЦИЯ КАБЕЛЕЙ И КАБЕЛЬНЫЕ ЛИНИИ

Силовые кабели состоят из одной или нескольких токо-

проводящих жил, отделенных друг от друга и от земли

изоляцией. Поверх изоляции для ее предохранения от вла-

ги,

кислот и механических повреждений накладывают за-

щитную оболочку и стальную ленточную броню с защит-

ными покровами. Токопроводящие жилы, как правило, из-

готовляются из алюминия как однопроволочными (сечением

42 Конструкции линий электрических сетей Гл.1

до 16 мм

), так и многопроволочными. Применение кабе-

лей с медными жилами предусмотрено только в специаль-

ных случаях, например во взрывоопасных помещениях,

в шахтах, опасных по газу и пыли. На переменном токе до

1 кВ применяют четырехжильные кабели, сечение четвер-

той, нулевой жилы меньше, чем основных. Кабели в сетях

переменного тока до 35 кВ — трехжильные, кабели ПО кВ

и выше

—

одножильные. На постоянном токе применяют

одножильные и двухжильные кабели.

Изоляция выполняется из специальной пропитанной

минеральным маслом кабельной бумаги, накладываемой

в виде лент на токопроводящие жилы. При прокладке ка-

белей на вертикальных и крутонаклонных трассах возмож-

но перемещение пропитывающего состава вдоль кабеля.

Поэтому для таких трасс изготовляются кабели с обеднен-

но-пропитанной изоляцией и с нестекающим пропитываю-

щим составом. Изготовляются также кабели с резиновой

или полиэтиленовой изоляцией.

Защитные оболочки, накладываемые поверх изоляции

для ее предохранения от влаги и воздуха, бывают свинцо-

выми, алюминиевыми или поливинилхлоридными. Реко-

мендуется широко использовать кабели в алюминиевой

оболочке. Кабели в свинцовой оболочке предусмотрены

для прокладки под водой, в угольных и сланцевых шахтах,

в особо опасных коррозионно-активных средах. В осталь-

ных случаях выбор кабелей в свинцовой оболочке надо

специально технически обосновать.

Свинцовые, алюминиевые или поливинилхлоридные

оболочки надо защитить от механических повреждений.

Для этого на оболочку накладывают броню из стальных

лент или проволок. Алюминиевая оболочка и стальная

броня в свою очередь подлежат защите от коррозии, хими-

ческого воздействия и блуждающих в земле токов. Для

этого между оболочкой и броней, а также поверх брони

накладывают внутренний и внешний защитные покровы.

Внутренний защитный покров (или подушка под броней)

—

это джутовая прослойка из хлопчатобумажной пропитан-

ной пряжи или из кабельной сульфатной бумаги. Поверх

этой бумаги накладывают еще две поливинилхлоридные

ленты. Наружный защитный покров — также из джута,

пропитанного антикоррозионным составом. Для прокладки

в туннелях и других местах, опасных в пожарном отноше-

§1.5

Конструкция кабелей

кабельные

линии 43

нии, применяют специальные кабели с негорючими защит-

ными покровами.

Кабели напряжением до 10 кВ изображены на рис.

1.15, а, б. На рис. 1.15, а показан четырехжильный кабель

до

кВ:

— токопроводящие фазные жилы; 2— бумажная

фазная и поясная изоляция; 3—алюминиевая или свинцо-

вая защитная оболочка; 4

—

стальная броня; 5

—

защит-

ный покров; 6—бумажное заполнение; 7

—

нулевая жила.

На рис.

1.15,6

изображен трехжильный кабель 1—10 кВ

с бумажной изоляцией:

— медная или алюминиевая то-

копроводящая жила; 2

—

фазная изоляция; 3

—

общая по-

ясная изоляция; 4

—

свинцовая или алюминиевая оболоч-

ка; 5

—

подушка под броней; 6

—

стальная броня; 7

—

за-

щитные покровы; 8

—

заполнение.

Каждая из трех жил кабелей 1—10 кВ имеет сектор-

ную форму и обмотана фазной изоляцией (двумя или бо-

лее слоями лентами пропитанной кабельной бумаги). Про-

странство между жилами заполняют жгутами из сульфат-

ной бумаги 8. Поверх жил накладывают общую поясную

изоляцию 3 той же структуры, что и фазная изоляция жил

кабеля (рис. 1.15, б).

Силовые линии электрического поля в кабелях с пояс-

ной изоляцией и общей металлической оболочкой имеют

различные углы наклона по отношению к слоям бумаги

(рис.

1.15, в), что обусловливает в них как нормальные,

так и касательные (тангенциальные) составляющие поля.

Это заметно ухудшает свойства кабеля, так как электри-

ческая прочность изоляции вдоль слоев бумаги в 8—10 раз

меньше по сравнению с прочностью при нормальном к бу-

маге направлении силовых линий. Электрическая прочность

заполнителей также значительно ниже, чем пропитанной

изоляции. Из-за* этого недостатка кабели с поясной изоля-

цией и общей металлической оболочкой не применяются

на напряжение выше 10 кВ.

Трехжильные кабели 20—35 кВ состоят из отдельно

освинцованных или экранированных жил (рис. 1.15, г, д).

В первом случае (рис. 1.15, д) бесшовная свинцовая обо-,

лочка 4 положена поверх бумажной фазной изоляции каж-

дой жилы 3. В кабеле с экранированными жилами поверх

бумажной изоляции каждой жилы наложен экран

—

слой

перфорированной медной ленты или ленты из перфориро-

ванной металлизированной бумаги. Свинцовая оболочка

44 Конструкции линий электрических сетей I л 1

§1.5 Конструкция кабелей и кабельные линии 45

Рис.

1 15. Силовые кабели:

а — четырехжилышй до 1 кВ, б —с бумажной пропитанной изоляцией 1—10 кВ;

в, г

—

электрическое поле в кабеле с поясной изоляцией и экранированными или

освинцованными жилами; д — на напряжение 20—35 кВ, е—маслонаполненный

низкого давления 110—220 кВ,

ж —

маслонаполненный высокого давления 220 кВ

или экран создает эквипотенциальные поверхности вокруг

изоляции каждой из фаз, при которых существуют лишь

радиальные силовые линии электрического поля в фазной

изоляции (рис. 1.15, г). Свинцовые оболочки поверх жил

выравнивают и тепловые поля в изоляции фаз. В кабеле

на 20 и 35 кВ на рис. 1.15, д:

— круглая токопроводящая

жила; 2— полупроводящие экраны; 3

—

фазная изоляция;

—

свинцовая оболочка; 5

—

подушка. Промежутки между

освинцованными жилами заполнены пропитанной кабель-

ной пряжей 6. Все три жилы скручены друг с другом и по-

крыты стальной броней 7. Защитный покров от коррозии —

кабельная пряжа 8, пропитанная битумным составом.

Газонаполненные кабели применяются при напряжении

10—ПО кВ. Это освинцованные кабели с изолирующей

бумагой, пропитанной относительно малым количеством

компаунда. Кабель находится под небольшим избыточным

давлением инертного газа (обычно азота), что значитель-

но повышает изолирующие свойства бумаги. Постоянство

давления обеспечивается тем, что утечки газа компенсиру-

ются непрерывной подпиткой.

Кабели переменного

тока

110 и 220 кВ изготовляют мас-

лонаполненными и, как правило, одножильными. Конструк-

ция маслонаполненного кабеля с бумажной пропитанной

изоляцией на ПО и 220 кВ изображена на рис. 1.15, е: 1—•

маслопроводящий канал; 2

—

полая токопроводящая жила,

Конструкции

линий

электрических сетей

Гл.1

скрученная из фасонных луженых проволок; 3— экран из

двух-трех лент полупроводящей бумаги; 4 — изоляция;

5 — металлическая оболочка; 6

—

подушка из поливинил-

хлор идных лент; 7—медные усиливающие ленты; 8 —

броня; 9

—

защитные покровы. Эти кабели изготовляются

с изоляцией из бумажных лент различной плотности, про-

питанных высоковольтным нефтяным или синтетическим

маслом малой вязкости. Маслопроводящий канал 1 этих

кабелей через специальные муфты периодически по трассе

прокладки соединяется с баками давления, которое может

достигать 0,3 МПа. Избыточное давление масла исклю-

чает возможность образования пустот в изоляции кабеля

и значительно повышает его электрическую прочность. По

значению давления, под которым находится масло, кабели

делятся на кабели низкого (рис. 1.15, е) и высокого давле-

ния. Длительно допустимое избыточное давление масла

в кабелях низкого давления должно быть в пределах 0,06—

0,3 МПа, а в кабелях высокого давления—1,1—1,6 МПа.

Кабели высокого давления наиболее целесообразны на

220—500 кВ при прямых трассах. Конструкция такого ка-

беля 220 кВ показана на рис. 1.15,

ж.

Три однофазных ка-

беля размещены в стальном трубопроводе /, покрытом за-

щитным покровом 7 и заполненном изоляционном маслом

6 под избыточным давлением до 1,5 МПа. Токоведущая

жила 4 из медных круглых проволок имеет бумажную изо-

ляцию 3 с вязкой пропиткой. Поверх изоляции и полупро-

водящих бумажных лент наложена медная перфорирован-

ная лента 2 (экран), а сверх нее — две бронзовые полу-

круглые проволоки 5, которые служат для механической

защиты изоляции от повреждений во время протягивания

в стальном трубопроводе и, кроме того, способствуют улуч-

шению циркуляции масла. Свинцовая оболочка на таком

кабеле нужна только на период транспортировки и хране-

ния; перед затягиванием кабеля в стальной трубопровод

ее снимают.

Принципиально новые конструкции кабелей разраба-

тываются для значительного увеличения их пропускной

способности. К ним принадлежат электропередачи в трубах

со сжатым газом и криогенные кабельные линии.

Марки кабелей состоят из начальных букв слов, харак-

теризующих их конструкцию. Первая буква А соответству-

ет алюминиевым жилам, отсутствие обозначения — мед-

§ 1.5

Конструкции

кабелей и

кабельные

линии 47

ным. Оболочки кабелей обозначаются буквами:

А —

алю-

миниевая, С

—

свинцовая, В — поливинилхлоридная,

Н — резиновая, наиритовая; П — полиэтиленовая; кабели

с отдельно освинцованными жилами маркируются буквой

О. Обозначения марок кабелей с различными бронирован-

ными защитными покровами отмечаются следующими бук-

вами: Б — стальные ленты, П — плоские стальные оцинко-

ванные проволоки, К

—

такие же проволоки, но круглые.

Отсутствие в конструкции кабеля брони и защитного слоя

обозначается буквой Г. Маслонаполненные кабели низкого

давления маркируются буквами МН в начале названия

кабеля, кабели высокого давления

—

буквами МВД.

Например, кабелям, изображенным на рис. 1.15, а, б,

с медными жилами и свинцовой оболочкой соответствует

марка СБ, а с алюминиевыми жилами и алюминиевой обо-

лочкой—

ААБ.

Изображенному на рис.

1.15,5

кабелю

с медными жилами соответствует марка ОСБ.

Рядом с маркой кабеля обычно указывают число и се-

чение токоведущих жил кабеля. Например, СБ 3X95

означает: кабель в свинцовой оболочке, бронированный

стальными лентами, с тремя медными жилами сечением

95 мм

Кабельная арматура предназначена для соединения от-

дельных отрезков (строительных длин) кабеля, а также

для присоединения концов кабелей к аппаратуре или ши-

нам распределительных устройств. Арматура для соедине-

ния отрезков кабеля — соединительные муфты. Арматура

для оконцевания кабелей на открытом воздухе и внутри

помещений

—

концевые муфты и концевые заделки. Основ-

ное назначение всех этих муфт и заделок

—

герметизация

кабелей в местах соединений и оконцеваний.

Соединительная муфта изображена на рис. 1.16, а. За-

чищенные от изоляции концы жил кабеля J путем пайки

или сварки соединяют друг с другом в специальных соеди-

нительных гильзах 6 и изолируют лентами кабельной бу-

маги (подмотка рулонами 5). Поверх соединения жил на-

девают корпус свинцовой муфты 3, концы которой припаи-

вают к свинцовой (или алюминиевой) оболочке кабеля 2.

,Через специальные заливочные отверстия 4 муфту запол-

няют кабельной массой. После этого отверстия запаивают.

На рис. 1.16, а 7—провод заземления, $—бандажи. Свин-

цовые соединительные муфты при прокладке в земле за-

48 Конструкции линий электрических сетей Г л !

WOO

200^

Рис.

1.16. Арматура и способы прокладки кабелей:

а —свинцовая соединительная муфта

для

кабелей 6—ПО

кВ, б

—

концевая задел-

ка типа

КВЭ с

пластмассовыми трубками

на

жилах,

—

трехфазная концевая

муфта наружной установки типа

КНЧ для

кабелей

6—10 кВ, г

—

прокладка кабе-

лей

земляных траншеях,

—

проходной кабельный туннель;

—

кабельный блок

5 Конструкции кабелей и кабельные линии 49

щищаются от механических повреждений защитными ко-

жухами из чугуна или из стеклопластика.

На рис.

1.16,6

показана сухая концевая заделка типа

КВЭ,

при монтаже которой не применяются кабельные за-

ливочные составы. Герметизация жил 3 разделанного ка-

беля осуществляется с помощью трехслойных пластмассо-

вых трубок 2, надеваемых на жилы. На рис.

1.16,6:

/ —

наконечник; 4

—

металлическая оболочка кабеля; 5

—

кор-

пус из эпоксидного компаунда; 6

—

наконечник провода за-

земления; 7—провод заземления.

На рис. 1.16, в показана концевая муфта типа КНЧ 10—

240 с вертикально расположенными изоляторами, приме-

няемая в наружных установках при соединении кабелей

с трансформаторами и распределительными устройствами.

На этом рисунке / — металлический корпус; 2

—

фарфоро-

вый изолятор; 3— заземляющий провод.

Специальная аппаратура поддерживает давление мас-

ла в маслонаполненных кабельных линиях в заданных пре-

делах.

Прокладка кабелей осуществляется в помещениях и вне

их. Вне помещений кабели обычно прокладывают в земля-

ных траншеях (рис. 1.16, г). На дно траншеи насыпают

мягкую подушку из просеянной земли или песка. Кабель

засыпают слоем мягкого грунта, а затем для защиты от

механических повреждений покрывают кирпичом или бе-

тонными плитами. После этого кабельную траншею засы-

пают землей и послойно утрамбовывают.

На переходах через автомобильные дороги и под же-

лезнодорожными путями кабель прокладывают в асбесто-

цементных или бетонных трубах. При прокладке большого

количества кабелей применяют коллекторы, туннели, ка-

налы и блоки. Коллектор предназначен для совместного

размещения в нем кабельных линий, водопровода и тепло-

провода. Применение коллекторов целесообразно при соо-

ружении новых или при реконструкции существующих улиц

крупных городов. Туннель предназначен для прокладки

только кабельных линий (силовых и связи) (рис. 1.16, д).

Туннели и коллекторы могут быть круглыми и прямоуголь-

ными. Емкость одного туннеля — от 20 до 50 кабелей При

меньшем количестве кабелей применяются кабельные ка-

налы. В больших городах и на крупных предприятиях ка-

бели иногда прокладывают в блоках (рис. 1.16, е). Обыч-

4—237