Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Оборудование >> Кабельные маслонаполненные линии 110-500 кВ высокого давления

Конструкции и характеристики кабелей - Кабельные маслонаполненные линии 110-500 кВ высокого давления

Оглавление
Кабельные маслонаполненные линии 110-500 кВ высокого давления
Область применения и классификации кабелей
Конструкции и характеристики кабелей
Электрические характеристики кабелей
Прокладка кабелей
Прокладка кабеля из контейнера
Муфты для кабелей
Кабельные вводы в трансформаторы
Вакуумирование линии и заполнение маслом
Автоматические подпитывающие установки
Электрическая защита от коррозии
Эксплуатация кабельных линий высокого давления
Основные профилактические работы на линии
Ремонт линий
Приложения
Список литературы

2. КОНСТРУКЦИИ И ХАРАКТЕРИСТИКИ КАБЕЛЕЙ
Для маслонаполненных кабелей предусмотрены токопроводящие жилы сечением: 120, 150, 185, 240, 270, 300, 350, 400, 500, 550, 625, 700, 800, 1000, 1250 и 1500 мм2. Жилы сечением до 800 мм2 включительно скручиваются из отдельных проволок, а при больших сечениях— из отдельных изолированных секторов для кабелей высокого давления или из отдельных сегментов для кабелей низкого давления.
Согласно ГОСТ 16441—78 кабели высокого давления могут изготовляться с токопроводящими жилами сечением 120—700 мм2 — напряжением 110 кВ; 300—700 мм2 —220 кВ; 400—700 мм2 —330, 380 кВ; 550—700 мм2 —500 кВ. Конструктивные параметры кабелей указаны в табл. 2. Для сооружения кабельных линий 330, 380 кВ до настоящего времени применялись кабели сечением 550 мм2, 500 кВ — 625 мм2 и в ближайшие годы планируется применение кабелей с токопроводящей жилой сечением 1000—1200 мм2.
Токопроводящая жила кабеля высокого давления скручивается из круглых медных нелуженых проволок диаметром 2—3 мм. Жилы сечением 120—270 мм2 четырехповивные, 300—400 мм2 пятиповивные, 500—700 мм2 шестиповивные. Центральная проволока считается за повив.
Жилы сечением 1000 мм2 и выше скручиваются из четырех секторов, изолированных слоями полупроводящей бумаги. Применение изолированных секторов уменьшает сопротивление жилы переменному току за счет снижения влияния поверхностного эффекта и эффекта близости. Поверхностный эффект — неравномерное распределение переменного тока по сечению проводника; при этом плотность тока уменьшается в направлении от поверхности проводника к его центру. Это приводит к увеличению сопротивления проводника переменному току по сравнению с сопротивлением постоянному току.

Таблица 2


Напря-жение, кВ
Сечение

Диаметр жилы, мм

Толщина,

мм

Диаметр по проволокам скольжения, мм

Тол щина оболочки, мм

Наружный диаметр, мм

Масса

экрана по жиле

изоляции

экрана по изоляции

кабеля, кг/км

оболочки, кг/км

110

120

14,1

0,32

12,4

0,65

45,8

2,6

53,0

8621

4910

110

150

15,8

0,32

11,8

0,65

46,3

2,6

53,5

8959

4960

110

185

17,6

0,32

11,3

0,65

47,1

2,6

54,3

9397

5040

110

240

20,0

0,32

10,7

0,65

48,3

2,8

55,5

10 073

5170

110

270

21,4

0,32

10,5

0,65

49,3

2,8

56,5

10 576

5275

110

300

22,4

0,32

10,5

0,65

50,3

2,8

57,5

11 402

5780

110

400

26,1

0,32

10,0

0,65

53,0

2,8

60,2

12 856

6070

110

500

29,1

0,32

9,8

6,65

55,6

2,8

62,8

14 233

6340

110

550

30,4

0,32

9,8

0,65

56,9

2,8

64,1

14 869

6480

110

623

32,7

0,32

9 6

0,65

58,8

2,8

66,0

16011

6680

110

700

34,4

0,32

9,6

0,65

60,5

2,8

67,7

16 983

6860

220

300

22,4

0,32

20,7

0,65

70,7

3,3

79,3

17 925

9400

220

400

26,1

0,32

19,1

0,65

71,2

3,3

79,8

18905

9460

220

500

29,1

0,32

18,1

0,65

72,2

3,3

80,8

19 978

9590

220

550

30,4

0,32

18,1

0,65

73,5

3,3

82,1

20 616

9750

220

625

32,7

0,32

17,5

0,65

74,6

3,3

83,2

21 692

9890

220

700

34,4

0,32

17,5

0,65

76,3

3,3

84,9

22 711

10 100

380

550

30,6

0,48

26,0

0,90

90,4

3,9

98,6

26619

13 887

500

625

32,6

0,56

30,0

0,90

100,2

3,6

109,4

30 460

14 350

При наличии эффекта близости под действием магнитного поля соседних фаз кабеля наибольшая плотность тока наблюдается в слоях жилы, обращенных к соседним кабелям, или в противоположно расположенных слоях (в зависимости от направления тока в соседних кабелях).
Экран, накладываемый на токопроводящую жилу, сглаживает неровности на ее поверхности, формирует радиальное электрическое поле в толщине изоляции.
Экран, накладываемый на изоляцию, сглаживает неровности на внутренней поверхности медных лент, исключает возможность образования масляных полостей между ними и поверхностью изоляции, обеспечивает радиальное электрическое поле в изоляции.
Изоляция кабеля высокого давления и кабельная линия в целом подпитываются маслом от АПУ. При изменениях температуры кабеля происходит движение масла сквозь слои изоляции и экранов, которое поступает в изоляцию из трубопровода или в трубопровод из изоляции. Экраны из полупроводящих бумаг, обладающих абсорбционными свойствами, способствуют стабилизации электрических свойств масла и изоляции.
При применении экранов только из полупроводящей бумаги сажа из последней проникает в слои изоляции, прилегающие к экранам, вследствие чего увеличивается тангенс угла диэлектрических потерь основной изоляции. Во избежание этого для экранов высоковольтных кабелей применяется специальная двухцветная изоляционная бумага с полупроводящим слоем с одной стороны. Бумага накладывается изоляционным слоем к изоляции кабеля, и изоляционный слой препятствует миграции сажи в основную изоляцию.
Экран по жиле состоит из трех полупроводящих лент толщиной по 0,08 мм или двух по 0,12 мм; при этом одна лента из двухцветной бумаги толщиной 0,08 мм.
Экран по изоляции имеет следующую конструкцию: одна лента двухцветной бумаги толщиной 0,12 мм, одна лента полу проводящей бумаги толщиной 0,12 мм для кабелей 110—220 кВ или три для кабелей 330—500 кВ, одна полу проводящая металлизированная перфорированная лента толщиной 0,14 мм, одна медная перфорированная лента толщиной 0,15 мм с прослойкой ленты полупроводящей бумаги толщиной 0,12 мм.
Полупроводящие ленты экранов накладываются с зазором 0,5— 2 мм: двухцветные — с перекрытием 2—3 мм, металлизированная полупроводящая — с перекрытием 2—4 мм металлом наружу, медная перфорированная — с перекрытием 2—5 мм с прослойкой из ленты полупроводящей бумаги
Изоляция жил кабелей выполняется из бумаги различной толщины и плотности (градирование изоляции), для чего применяются ленты из кабельной бумаги толщиной 0,08 и 0,12 мм для кабелей 110 кВ; 0,08, 0,12 и 0,17 для кабелей 220 кВ и выше. Ленты накладываются на жилу методом обмотки и пропитываются маслом С-220.
Непосредственно у жилы слой изоляции выполняется из тонкой (толщиной 0,08 мм) уплотненной бумаги, имеющей более высокую электрическую прочность. Применение тонкой бумаги также дает возможность получать наименьшие толщины масляных прослоек, что способствует увеличению электрической прочности изоляции кабеля.
Ленты изоляции накладываются с зазором 0,5—2,0 мм, который необходим для того, чтобы при изгибании кабеля они могли несколько смещаться без разрывов и без смятия краев. Каждая последующая лента перекрывает на '/з своей ширины зазор предыдущей.
Расчет толщины изоляции производится по напряжению переменного тока частотой 50 Гц и импульсному напряжению. По результатам расчета принимается наибольшая полученная толщина изоляции. При расчетах толщины изоляции по переменному напряжению максимальная напряженность электрического поля в изоляции кабелей 110—220 кВ при рабочем напряжении принимается
равной 8,0—9,0 МВ/м и не более 15,0 МВ/м для кабелей 330— 500 кВ. При расчетах толщины изоляции по импульсному напряжению максимальная напряженность электрического поля принимается не более 100 МВ/м,
Толщина слоев изоляции из бумаги различной толщины для кабелей высокого давления 110—220 кВ приведена в табл. 3
На экран по изоляции накладывается не менее двух полукруглых проволок скольжения из немагнитного материала (медные луженые проволоки и пр.) размером 2,5X5,0 мм, предохраняющих его "и изоляцию от повреждения при протягивании кабеля в трубопровод. Проволоки образуют зазор между фазами кабелей, что улучшает их охлаждение за счет циркуляции масла в зазорах.
Оболочки кабелей и способы транспортировки. Для защиты изоляции от увлажнений при транспортировке и хранении поверх полукруглых проволок скольжения накладывается временная свинцовая оболочка, разрезаемая и снимаемая специальной машиной при затягивании кабелей в трубопровод. Свинцовая оболочка выполняется из свинца марки С2, СЗ или из свинцового сплава с присадками меди 0,03—0,05 %, сурьмы 0,15—0,3 %, олова 0,35—0,5 % и теллура до 0,005% (сплав Е). Толщина свинцовой оболочки указана в табл. 2.
За последние годы выполнен комплекс работ по освоению производства, транспортировке, хранению и прокладке кабелей с применением специальных контейнеров или корзин. Контейнер (рис. 3) состоит из герметичного корпуса, закрываемого крышкой, в котором размещается барабан с кабелем. При наложении бумажной изоляции изолированная жила принимается на барабан контейнера. Барабан устанавливается в контейнер, в котором производятся сушка и пропитка кабеля, его электрические сдаточные испытания, транспортировка и хранение. Из него же кабель прокладывается в трубопровод кабельной линии.

Таблица 3


Сечение жилы, мм2

Толщина слоя изоляции, мм, из лент толщиной, мм

0,08

0,12

0,17

110 кВ

220 кВ

110 кВ

220 кВ

220 кВ

120

1,7

 

10,7

 

 

150

1,8

10,0

185

2,0

9,3

240

2,2

8,5

270

2,4

8,1

300

2,4

2,4

8,1

3,5

14,8

400

2,8

2,8

7,2

3,5

12,8

425

3,0

3,0

7,0

3,5

12,6

500

3,2

3,2

6,6

3,5

11,4

550

3,4

3,4

. 6,4

3,5

11,2

625

3,5

3,5

6,1

3,5

10,5

700

3,8

3,8

5,8

3,5

10,2

Контейнер для кабеля высокого давления
Рис. 3. Контейнер для кабеля высокого давления без свинцовой оболочки:
1 — корпус контейнера; 2 — крышка контейнера; 3 —барабан с кабелем 4 – компенсатор, 5 — люк для вымотки кабепя; 6 — кабель, 7 — стопор барабана

Высокая механическая прочность и герметичность контейнера гарантируют сохранность кабеля при всех указанных выше операциях. Компенсирующее устройство контейнера специальной конструкции поддерживает постоянное избыточное давление масла в изоляции при изменении температуры окружающей среды, что обеспечивает постоянство электрических характеристик изоляции. При прокладке кабелей в труоопровод кабельной линии контейнеры соединяются с трубопроводом с помощью закрытых шлюзов, через которые производится протягивание кабеля. Такой способ значительно упрощает прокладку кабелей, сокращает длительность и трудоемкость работ. Уменьшается число временных сооружений, объем строительных работ, расход электроэнергии, высвобождается специальное монтажное оборудование.
Применение кабельных контейнеров наиболее целесообразно при сооружении кабельных линий на объектах, до которых контейнеры транспортируются с завода изготовителя автомобильным или водным транспортом. При перевозке контейнеров железнодорожным транспортом их размеры ограничиваются допустимыми габаритами перевозимых грузов.
Длина кабеля 110—220 кВ на барабане контейнера 600—800 м. Строительные длины кабеля могут быть увеличены примерно в 2 раза при применении специальных металлических корзин. Корзина состоит из двух колец (обечаек) высотой около 1 м, к нижним торцам которых приваривается дно корзины, а на верхние устанавливается крышка. Кабель после изолирования принимается в корзину, которая затем закрывается крышкой. В крышке имеются выводы для вакуумирования кабеля и подачи масла. Корзины устанавливаются в вертикальный вакуумный котел, где производится сушка и пропитка изоляции. При сооружении линии кабели из трех корзин одновременно прокладываются в трубопровод.



 
« Защита электростанций и подстанций 3-500 кВ от прямых ударов молнии   Как сделать проект небольшой электроустановки »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.