Кабели на напряжение 110 кВ и выше получают все большее применение для передачи мощности от ГЭС к ОРУ, передачи электроэнергии через труднопроходимые местности (большие водные пространства, горные районы, большая плотность застройки и т. п.), ввода электроэнергии в города и электроснабжения энергоемких промышленных предприятий, а также для ввода высокого напряжения непосредственно в цеха для питания мощных агрегатов от трансформаторов с кабельными вводами.
Изготовление силовых кабелей выше 35 кВ с бумажной изоляцией, пропитанной маслоканифолевым составом, невозможно из-за наличия в изоляции воздушных и газовых включений.
Под действием электрического поля в них возникает ионизация, которая сопровождается повышением температуры изоляции. Это вызывает ускоренное местное старение изоляции и снижает ее электрическую прочность.
При нагревании все элементы кабеля, в том числе пропитывающий состав, увеличиваются в объеме. После охлаждения кабеля оболочка и бумажная изоляция кабеля из-за остаточных деформаций не в состоянии занять свое прежнее положение и оказывать на пропитывающий состав давление, необходимое для возвращения его в прежнее положение. В результате этого после нескольких циклов нагрева и охлаждения включения, находившиеся ранее у оболочки, постепенно могут перемещаться к жиле, т. е. в область большей напряженности электрического поля в изоляции кабеля. Одновременно происходит увеличение объема газовых включений.
Повысить электрическую прочность бумажной изоляции кабеля можно, исключив в кабеле воздушные и газовые включения или увеличив давление в них.
В маслонаполненных кабелях образование газовых включении исключено. При изготовлении кабелей для пропитки бумажной изоляции применяется маловязкое дегазированное масло, сушка и пропитка изоляции производится по технологии, исключающей появление воздушных и газовых включений. В процессе монтажа и эксплуатации масло в изоляции кабеля постоянно находится под некоторым давлением, которое автоматически поддерживается в заданных пределах, и даже при отключении кабельной линии в кабеле не могут образоваться газовые включения.
Давление масла в кабелях поддерживается баками давления, устанавливаемыми вдоль кабельной линии. Баки принимают избыток масла при нагревании кабеля и отдают его при охлаждении в маслопроводящий канал жилы и в изоляцию.
Классификация маслонаполненных кабелей производится по длительно допустимому давлению и конструктивному исполнению. В настоящее время в нашей стране применяются следующие типы кабелей:
кабели низкого давления в свинцовой оболочке, работающие при длительно допустимом давлении до 1,0 кгс/см2 (изготовлялись до 1960 г.);
кабели низкого давления в свинцовой оболочке с упрочняющим покровом, работающие при длительно допустимом давлении от 0,25 до 3,0 кгс/см2, или в алюминиевой оболочке, работающие при длительно допустимом давлении от 0,25 до 5 кгс/см2 (ранее кабели этого типа назывались кабелями среднего давления);
кабели высокого давления в стальной трубе с маслом, работающие при длительно допустимом давлении от 11 до 16 кгс/см2.
Опыт многолетней эксплуатации показал, что маслонаполненные кабели имеют высокую электрическую и механическую прочность.
Широко применяются одножильные кабели низкого давления 110 кВ. Маслонаполненные кабели в стальной трубе на это напряжение применяются как исключение, так как имеют следующие недостатки: большие трудоемкость и длительность монтажных работ при сооружении кабельной линии (сварка стального трубопровода, снятие временной свинцовой оболочки и пр.); большие радиусы изгиба трубопровода кабельной линии при поворотах трассы, что вызывает дополнительное переустройство подземных коммуникаций; наличие в монтажной организации, сооружающей линию, производственной базы для обработки стальных труб; большой расход дорогостоящего масла марки С-220, требующегося для заполнения трубопровода (20—25 т на 1 км); наличие помещения значительных размеров для установки агрегатов подпитки, что на территории подстанций вызывает определенные затруднения.
Таблица 1
Схемы кабельных маслонаполненных линий 110 кВ низкого давления.
а — линия с концевыми соединительными муфтами и вводами в трансформатор; б — линия с концевыми и стопорными муфтами; 1 — концевая муфта; 2 — бак давления; 3 — кабель; 4 — колодец для соединительных муфт; 5 — соединительная муфта; С — трансформатор; 7 - кабельный ввод в трансформатор; 8 — колодец для стопорных муфт; 9 — стопорная муфта: 10 — вентиляционная шахта; 11 —панель с электроконтактными манометрами; 12 — свинцовая трубка.
Применение кабелей низкого давления позволяет снизить затраты на сооружение кабельных линий.
В табл. 1 даны характеристики кабелей на 110 кВ в свинцовой или алюминиевой оболочке.
На рис. 1 приведены различные схемы кабельных линий.
