Избыточное давление масла в строительных длинах маслонаполненных кабелей при изготовлении, транспортировке, хранении, монтаже и в фазах кабельных линий при эксплуатации поддерживается с помощью баков низкого давления типа БД-6-0,25 или БД-7-0,25, где цифры 6, 7 — порядковые номера разработок бака давления; 0,25 — давление азота в сильфонном элементе, кгс/см2.
Наиболее сложным элементом бака давления (рис. 22) является сильфонная батарея, состоящая из сильфонных элементов.
Рис. 22. Бак низкого давления типа БД-6-0,25 (БД-7-0,25).
I — сильфонный вентиль: 2 — крышка: 3 — сильфонная батарея; 4 — корпус; 5 — штуцер; 6 —заглушка; 7 — днище бака.
Сильфонный элемент представляет собой герметичную коробку (диск), сваренную из двух гофрированных диафрагм толщиной 0,3 мм и промежуточного кольца толщиной 0,8 мм, к которому припаивается медная трубка. Элемент заполняется сухим азотом до давления 0,25 кгс/см2, затем трубка сплющивается и запаивается. Сильфонные элементы изготовляются из медно-никелевого сплава монель-металла марки НМЖМц-28-2,5-1,5, в котором содержится до 60—70% никеля и кобальта. Сплав обладает высокой коррозионной стойкостью, прочностью и пластичностью. Проводятся работы по изготовлению сильфонных элементов из стали.
Сильфонная батарея представляет собой набор несообщающихся между собой сильфонных элементов (51 элемент для бака БД-6-0,25 и 30 элементов для бака БД-7-0,25), отделяемых друг от друга дюралюминиевыми прокладками в виде дисков с прорезями и закрепленных в жестком каркасе. Прокладки предохраняют диафрагмы элементов от деформаций при вакуумировании бака и облегчают прохождение масла между элементами.
Сильфонная батарея устанавливается в корпус бака давления, изготовляемый из стали. Днища и крышка бака плоские и к корпусу бака привариваются электросваркой. К крышке бака и корпусу приварены штуцера, в один из которых ввертывается сильфонный вентиль условным диаметром 10 мм из латуни, а в другой — заглушка. При горизонтальной установке бака давления сильфонный вентиль ввертывается в штуцер на крышке, при вертикальной — в штуцер на корпусе. Все резьбовые соединения на баках уплотняются металло-асбестовыми или металлическими прокладками. Для предохранения от коррозии внутренние поверхности баков и детали сильфонных батарей, изготовленные из стали, покрываются глифталевой грунтовкой № 138 или ГФ-020. На заводе-изготовителе баки давления вакуумируются и заполняются маслом, характеристики которого проверяются через трое суток после заполнения (приложение 1).
При повышении давления в кабеле, к которому подключен бак, масло поступает в бак давления. Сильфонные элементы при этом сжимаются, давление азота в элементах, а следовательно, и давление масла в баке возрастает. При уменьшении давления масла в кабеле сильфонные элементы расширяются, и масло из бака поступает в кабель, давление масла в баке при этом уменьшается.
Максимальное длительно допустимое давление масла в баке равно 3,0, а минимальное — 0,25 кгс/см2. При прокладке кабеля по горизонтальной трассе давление масла в баке при различных режимах работы линии колеблется от 3,0 до 0,25 кгс/см2, для наклонной трассы зависит от режима работы линии и от гидростатического давления столба масла. Например, при разности уровнен участков кабеля 15 м и при минимально допустимом давлении на верхнем участке 0,25 кгс/см2 минимальное допустимое давление на нижнем участке равно 0,25+1,35=1,6 кгс/см2, где 1,35 кгс/см2 — гидростатическое давление столба масла. Рабочий диапазон давления в баке, установленном на верхнем участке, находится в пределах 0,25—1,65 кгс/см2, а на нижнем — от 1,6 до 3,0 кгс/см2.
При работе бака объем элементов в зависимости от давления масла изменяется. Меньшему объему элементов соответствует наибольшее давление масла в баке давления (верхний предел давления), а большему объему элементов — меньшее давление (нижний предел давления). На рис. 23 приведены объемные характеристики баков давления БД-6-0,25 и БД-7-0,25, представляющие зависимость количества масла в баке от давления. Отдача масла баком при изменении давления от 3,0 до 0,25 кгс/см2 составляет 55 и 34 л в зависимости от типа бака.
Количество баков давления для подпитки каждой фазы или секции кабельной линии определяется расчетом. При монтаже стационарной системы маслоподпитки баки подключаются к коллектору, на котором устанавливается электроконтактный манометр. Коллектор соединяется с концевой или стопорной муфтой. В ряде случаев при подпитке фазы кабельной линии со стороны стопорной муфты электроконтактные манометры устанавливаются на панели, помещаемой в вентиляционной шахте, что облегчает контроль давления при обходах и осмотрах кабельных линий.
Баки давления устанавливаются в колодцах для стопорных муфт в специальных помещениях или на открытом воздухе при температуре не ниже минус 30°С. Соединение баков между собой, подключение к коллекторам и муфтам производятся с помощью свинцовых трубок марок ТСБ, ТСБГ, ТСБШВ диаметром 26/18 мм.
Контроль за давлением масла.
Надежная работа маслонаполненных кабельных линий в значительной мере обеспечивается непрерывным контролем за давлением масла в кабеле, осуществляемым устройством телесигнализации. Основные требования, предъявляемые к этому устройству, следующие: оно должно извещать персонал только при понижении или повышении давления масла сверх допустимых пределов, а также сообщать, откуда поступил сигнал (колодец), и характер изменения давления (больше, меньше); извещать персонал об изменении давления масла сверх допустимых пределов заблаговременно (за 1—2 ч) до наступления аварийного состояния линии, т. е. о снижении давления ниже 0,25 кгс/см2 и повышении давления выше 3 кгс/см2.
Рис. 23. Объемные характеристики баков давления.
а — типа БД-6-0.25; б — типа БД-7-0.25.
Это позволяет организовать своевременное пополнение или слив масла из аппаратуры без отключения линии.
Специальный контрольный кабель для телесигнализации прокладывается одновременно с силовыми кабелями
в той же траншее по всей трассе. В процессе эксплуатации исправность состояния цепей телесигнализации должна контролироваться непрерывно.
В основу работы устройства, разработанного институтом «Мосэнергопроект» (рис. 24), положен принцип сигнализации об изменении значения постоянного тока, протекающего в устройстве, при отклонениях давления в какой-либо из секций линии. Устройство телесигнализации состоит из сигнального устройства СУ, устанавливаемого на щите подстанции; указывающего прибора УП— магнитоэлектрического миллиамперметра, показывающего характер изменения давления («меньше — больше») и участок линии, в котором произошло это изменение; выпрямительного узла ВУ, устанавливаемого на дальнем конце от подстанции СУ\ контактных манометров КМ, устанавливаемых на стопорных и концевых муфтах в конце и начале секций линии; узлов сопротивлений УС, шунтированных германиевыми диодами и устанавливаемых вблизи соответствующих манометров; звонка и сигнальных лампочек, сигнализирующих о готовности устройства и ненормальном давлении масла в кабеле.
В измерительный шлейф может быть подано напряжение как со стороны ВУ, так и со стороны СУ.
При нормальном давлении масла во всех контролируемых участках кабеля контакты манометров разомкнуты. Линия связи обтекается постоянным током от ВУ по цепочке: плюс Uu прямое сопротивление диодов. Реле ЛР обтекается током, контакты Л1 иЛ2 замкнуты. По устройству протекает ток контроля линии, который держит возбужденным ЛР. На щите горит лампочка готовности, включенная последовательно с контактом JJ3 реле ЛР. Указывающий прибор при этом закорочен контактом Л2, и ток через него не протекает. Стрелка прибора показывает нуль. Напряжение U2 в это время включено на 2Ra и Л1 Ток от источника U2 в схему не поступает. При замыкании контактов одного из манометров, ток со стороны ВУ будет проходить лишь до места замыкания контактов. Реле ЛР обесточится, контакт Л2, шунтирующий УП, разомкнётся, Лх также разомкнётся, и ток от СУ будет обтекать измерительный шлейф и УП по цепочке: плюс Uz — 2R„ — В\ — КК2—lRn — Ri—R2 и далее до замкнутого КМ—УП—В3 — минус U2. Обмотка ЛР, закороченная прямым сопротивлением Ви будет обесточена.
Рис. 24. Схемы устройства телесигнализации контроля давления масла в двух секциях кабельной линии. а — электрическая схема; б — схема включения электроконтактных манометров в масляную систему линии; 1 — стопорная муфта; 2— концевая муфта; 3 — подпитывающие баки: 4 — электроконтактный манометр; 5 — свинцовые трубы; 6 — кабель.
В результате размыкания контакта ЛS лампа готовности гаснет, замыкаются Л4 и Л5 аварийной лампы и звуковой сигнализации, дается аварийный сигнал.
Для измерительного тока диоды, шунтирующие сопротивления, представляют большое сопротивление. Поэтому измерительный ток определяется суммарным сопротивлением измерительного шлейфа до места замыкания КМ. Измерительный ток зависит от местоположения КМ. Стрелка УП устанавливается в положение, соответствующее номеру секции и пункта питания, где произошло замыкание контакта.
Принятая схема не позволяет непосредственно со щита управления подстанции определить, в какой из фаз кабеля произошло изменение давления. Как показал опыт эксплуатации, необходимости в этом нет. Для обеспечения точной работы устройства необходимо правильно определить давление масла в аппаратуре линии перед ее включением под нагрузку. Нужно иметь в виду, что давление масла в линии зависит от температуры среды, окружающей кабель и баки, и от нагрузки линии. Устройство телесигнализации не должно срабатывать при всех эксплуатационных режимах и во время тепловых переходных процессов.
