Меню

Силовые кабели высокого напряжения постоянного тока

Силовые кабели высокого напряжения постоянного тока

blog-picture

Силовые кабели высокого напряжения

Классификация

Выбор силового кабеля нужно осуществлять тщательным образом. Он будет зависеть того, какой тип имеет подключаемый объект и какие у него условия монтажа. Для удобства силовые кабели классифицируются по трем признакам:

напряжению (от 0,66 киловатт и выше 750 киловатт);

изоляционному материалу (в составе кабеля может находиться пластик, полиэтилен, резина, бумага);

форме, материалу токоведущих жил (кабели бывают алюминиевыми, медными, по форме — круглыми, секторными, сегментными).

По типу заземления силовые кабели высокого напряжения бывают земельными энергетическими, многожильными, неизолированными, самонесущими и с воздушной изоляцией. Делятся также на виды по площади поперечного сечения и маркировке. Известными марками являются проводники АВВГ, ВВГ. ВВГнг, ВБбШв и NYM. Буква А говорит о том, что в проводнике используется алюминий, В — винил, Р — резина, Б — броня. Обозначение «нг» дает понимание о том, что кабель относится к негорючим проводникам. NYM — усовершенствованный аналог ВВГ с мелованной негорючей резиной, защищенной от действия ультрафиолета.

Характеристика силовых кабелей высокого напряжения

Силовые кабели высокого напряжения — одна из распространенных групп кабельной продукции, используемой в промышленности. К ней относятся проводники, имеющие номинальное напряжение в 110, 150, 220, 380 и 500 киловатт. Они предназначены для передачи крупных электроэнергетических мощностей. Используются в глубоких водах в крупных городах, крупных гидро- и тепловых электрических станциях. Применяются для питания энергоемких промышленных комплексов. Нередко используются на установках автомобильных заводах, металлургических и химических предприятий.

Для обеспечения их надежной работы при высоком напряжении электрического поля, кабельная изоляция работает в постоянном избыточном давлении изоляционного масла, чтобы предотвратить частичные разряды в изоляционной структуре. Для изготовления кабеля его тщательно термовакуумно обрабатывают. Это позволяет обеспечить минимальные диэлектрические изоляционные потери, определяющие высокий рабочий кабельный ресурс.

Силовые кабели высокого напряжения, имеющие полиэтиленовую изоляцию, менее трудоемки в обслуживании, не нуждаются в капитальных затратах на сооружение кабельных линий. Их можно прокладывать, не учитывая ограничения разностей уровней на трассе. Они обладают повышенной нагрузочной способностью, стойкостью к токам короткого замыкания благодаря повышенной тепловой стойкости изоляции.

Большинство кабелей, рассчитанных на постоянный ток и напряжение в 400 киловольт, работают на высоком, низком давлении. Они обладают бумажной изоляцией, имеющей высокую электрическую прочность. Зарубежные кабели изготавливаются с газовым наполнением. Защитой кабеля выступает броня.

Конструкция

Силовые кабели высокого напряжения имеют в своей конструкции токопроводящие жилы, изоляцию, оболочку, защитный покров, экран, жилу заземления и заполнитель. Токопроводящие жилы передают электроэнергию, нулевые используются для протекания разности токов фаз, если они неравномерно нагружены. Жилы заземления — вспомогательные элементы, нужны для соединения не находящихся под рабочим напряжением металлических электроустановочных частей. Изоляция обеспечивает необходимую электрическую прочность токопроводящим кабельным жилам. Защитный покров нужен для сохранения безопасности кабельной оболочки от внешнего воздействия. Конструкция кабеля, в целом, выполняется в специальном техническом решении, регулирующем электрическое поле, которое воздействует на изоляцию. Электрическое поле проводника неоднородное.

Источник

Классификация и маркировка силовых кабелей

Силовые кабели удобно классифицироваться по номинальному напряжению, на которые они рассчитаны. Классификационными признаками могут служить также вид изоляции и конструктивные особенности кабелей.

Все силовые кабели по номинальному рабочему напряжению можно условно разделить на две группы. В группу низкого напряжения включены кабели, предназначенные для работы в электрических сетях с изолированной нейтралью переменного напряжения 1, 3, 6, 10, 20 и 35 кВ частотой 50 Гц. Эти же кабели могут быть использованы с заземленной нейтралью и в сетях постоянного тока. Такие кабели выпускаются с бумажной пропитанной, пластмассовой и резиновой изоляцией, причем наиболее перспективным видом изоляции является пластмассовая. Кабели с пластмассовой изоляцией более просты в изготовлении, удобны при монтаже и эксплуатации.

Электрические кабели

Производство силовых кабелей с пластмассовой изоляцией в настоящее время значительно расширяется. Силовые кабели с резиновой изоляцией выпускаются в ограниченном количестве. Кабели низкого напряжения в зависимости от назначения выпускаются в одножильном, двухжильном, трехжильном и четырехжильном исполнении. Одножильные и трехжильные кабели используются в сетях напряжением 1-35 кВ, двух- и четырехжильные кабели используются в сетях напряжением до 1 кВ.

Четырехжильный кабель предназначен для четырехпроводных сетей переменного напряжения. Четвертая жила в нем является заземляющий или зануляющий, поэтому ее сечение, как правило, меньше сечения основных жил. Однако при прокладке кабелей во взрывоопасных помещениях и в некоторых других случаях сечение четвертой жилы выбирается равным сечению основных жил.

Читайте также:  Практическая работа 22 исследование мощности тока при параллельном соединении ламп

В группу кабелей высокого напряжения включены кабели, предназначенные для работы в сетях переменного напряжения 110, 220, 330, 380, 500, 750 кВ и выше, а также кабели постоянного напряжения от +100 до +400 кВ и выше. Основная масса кабелей высокого напряжения в настоящее время изготовляется с пропитанной маслом бумажной изоляцией — это маслонаполненные кабели низкого и высокого давления. Высокая электрическая прочность изоляции этих кабелей обеспечивается избыточным давлением масла в них. Однако за рубежом получили также распространение газонаполненные кабели, в которых используется газ, как в виде изолирующей среды, так и для создания избыточного давления в изоляции. Кабели высокого напряжения с пластмассовой изоляцией являются наиболее перспек-тивными.

Маркировка силовых кабелей обычно включает буквы, обозначающие материал, из которого изготовлены жилы, изоляция, оболочка, и тип защиты покрова. Маркировка кабелей высокого напряжения отражает также особенности его конструкции.

Расшифровка марки силового кабеля

Медные токопроводящие жилы в маркировке кабелей не отмечаются специальной буквой, алюминиевая жила обозначается буквой А, стоящей в начале маркировки. Следующая буква маркировки кабеля обозначает материал изоляции, причем бумажная пропитанная изоляция не имеет буквенного обозначения, полиэтиленовая изоляция обозначается буквой П, поливинилхлоридная — буквой В, а резиновая изоляция — буквой Р. Далее следует буква, соответствующая типу защитной оболочки: А — алюминиевая, С — свинцовая, П — полиэтиленовый шланг, В — оболочка из поливинил хлорида, Р — резиновая оболочка. Последние буквы обозначают тип защитного покрова.

Например, кабель марки СГ имеет медную жилу, бумажную пропитанную изоляцию, свинцовую оболочку, защитные покровы отсутствуют. Кабель марки АПаШв имеет алюминиевую жилу, изоляцию из полиэтилена, алюминиевую оболочку и шланг из поливинилхлоридного пластиката.

Маслонаполненные кабели в своей маркировке содержат букву М (в отличие от газонаполненных — буква Г), а также букву, обозначающую характеристику давления масла в кабеле и связанные с этим особенности конструкции. Например, кабель марки МНС — это кабель маслонаполненный, низкого давления, в свинцовой оболочке с упрочняющим и защитным покровом или кабель марки МВДТ — маслонаполненный кабель высокого давления в стальном трубопроводе.

Условные обозначения кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена

Источник

Силовой кабель — классификация, конструкция, особенности, популярные марки

Силовой кабель - классификация, конструкция, особенности, популярные марки

Под силовым кабелем понимается большая группа кабелей с различными конструктивными и электрическими характеристиками. Силовые кабели необходимы для передачи электроэнергии (3-х фазного тока)от источника до конечного потребителя. От подключаемого объекта и условий монтажа силового кабеля зависит выбор типа силового кабеля. К выбору силового кабеля нужно подходить очень тщательно. Обычно при строительстве тех или иных объектов составляется проект электрических сетей, в котором указываются требуемые характеристики кабеля исходя из количества подключаемых объектов, мощности, длины линии и множество других параметров в соответствии с которыми подбираются кабельные марки. В данной статье мы попробуем разобраться, какие силовые кабели бывают, охарактеризовать каждую группу силовых кабелей, в частности их применение, конструктивные особенности и наиболее популярные марки.

Силовые кабели. Классификация

Для удобства силовые кабели можно классифицировать по ряду признаков:

  • По напряжению:
    -силовые кабели на низкое напряжение: 0,66 кВ, 1кВ, 3кВ, 6кВ, 10 кВ, 20 кВ, 35 кВ;
    — силовые кабели на высокое напряжение: 110 кВ, 220 кВ, 330 кВ, 380 кВ, 500 кВ, 750 кВ и выше;
  • По материалу изоляции: — пластмассовая;
    -полиэтиленовая;
    — резиновая;
    -бумажная;
  • По материалу и форме токоведущих жил: — алюминиевые;
    -медные; -круглая, секторная или сегментная форма жил

Приведенная укрупненная классификация наиболее распространенная в кабельной среде. В соответствии с ней можно выделить следующие группы силовых кабелей:

Силовые кабели с ПВХ изоляцией

— распространенный тип кабеля как в промышленности, так и в быту. ПВХ или поливинилхлорид представляет собой твердый полимер с невысокими электроизоляционными свойствами, однако с хорошей устойчивостью к воздействию кислот, щелочей, солей, влаге. Длительная рабочая температура силовых кабелей с ПВХ изоляцией может составлять +80-90 С. При более высоких температурах ПВХ начинает плавиться с выделением опасного хлороводорода.Также ПВХ ухудшает свои свойства на солнечном свете. Для снижения отрицательных свойств ПВХ в него добавляют специальные добавки, делая его негорючим, нетоксичным и более стойким к агреесивным воздействиям.
Наиболее популярные марки силовых кабелей с ПВХ изоляцией (перечислим из медных): ВВГ, ВВГнг (кабель не распространяющий горение), NYM (зарубежный аналог отечественного ВВГз), ВВГ-ХЛ (морозостойкий кабель), ВВГЭ (с экраном для защиты от помех)

Силовые кабели с бумажной изоляцией

— популярный дешевый тип кабеля со своими недостатками и достоинствами.Бумажная изоляция представляет собой неоднородный диэлектрик, выполненный из нескольких слоев кабельной бумаги, пропитанной масляным составом различной вязкости — стекающим либо нестекающим. Преимуществом данного типа кабеля является его относительная дешевизна и возможность изготовления кабелей на высокие напряжения. Однако у кабелей с бумажной изоляцией есть существенные недостатки — гигроскопичность бумажной изоляции и ограничение монтажа на разноуровневых трассах. Для защиты от попадания влаги на изоляцию кабель заключают в металлическую оболочку, а при разности уровней участков более 25 метров используют кабели с нестекающими пропиточными составами на основе церезина.
Наиболее популярные марки силовых кабелей с бумажной изоляцией: СБ,СГ,СБл,СКл,ЦСП

Силовые кабели с резиновой изоляцией

— тип, который используется там, где необходима повышенная стойкость кабеля к многократным изгибам. Резиновая изоляция представляет натуральный или синтетический каучука в сочетании с наполнителями, размягчителями и другими добавками. Резина практически не впитывает воду, однако она выдерживает меньшую рабочую температуру (до + 65 С), в следствии чего допустимая токовая нагрузка на кабель невысока. Резиновая изоляция достаточно быстро стареет под воздействием озона и солнечных лучей. Срок службы многих резиновых кабелей не превышает 4-10 лет.
Наиболее популярные марки силовых кабелей с резиновой изоляцией: КГ, КПГ, РПШ, ВРГ

Силовые кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена

— стали одним из ведущих направлений в кабельной промышленности. Сшитый полиэтилен — это полиэтилен, обработанный на молекулярном уровне, благодаря чему электрические свойства материла улучшаются. Преимуществами кабелей с изоляцией из СПЭ — большая общая строительная длина и менший вес кабеля, большая пропускная способность, стойкость к влаге и другие. Однако на сегодняшний день при монтаже кабеля с изоляцией из СПЭ выявляются не совпадение заявленных показателей с результатами на практике, поэтому нужно внимательно выбирать производителя и тщательно проверять документацию на кабель.
Наиболее популярные марки силовых кабелей с изоляцией из СПЭ: ПвВг, ПвПг, ПвБбШп, ПвПу2г

Источник



Силовые кабели на высокое постоянное напряжение

Для кабелей постоянного тока Iз = 0, что и делает их привлекательным и часто единственно возможным техническим решением для передачи энергии на большие расстояния, в первую очередь — при пересечении больших водных пространств. На сегодняшний день единственной изоляцией, успешно применяемой для данных изделий, является традиционная, т.е. бумажная, пропитанная вязким составом или маслом под давлением. Попытки использовать для кабелей постоянного тока пластмассовую изоляцию до сих пор успешными не были. Причина заключается в том, что при действии постоянного напряжения на пластмассовую изоляцию в последней под действием объёмных зарядов формируется крайне неблагоприятное распределение электрического поля. Напряжённости оказываются настолько большими, что даже при умеренных значениях напряжений в изоляции быстро развивается электрический пробой, т.е. электрическая прочность пластмассовой изоляции при постоянном напряжении оказывается низкой. Длительно допустимые рабочие напряжённости электрического поля для кабелей постоянного тока значительно выше, чем для кабелей переменного тока, и составляют 30 кВ/мм для кабелей с вязкой пропиткой и 40 кВ/мм для МНК. Помимо фактического отсутствия ограничений по длине передачи кабели постоянного тока имеют целый ряд преимуществ по сравнению с кабелями переменного тока. Это более высокая надёжность, обусловленная отсутствием некоторых механизмов старения, присущих изоляции, работающей при переменном напряжении, возможность реверса потока мощности и передачи очень больших мощностей. Указанные преимущества весьма существенны для России, которая отличается большими пространствами, значительной неравномерностью размещения источников и потребителей электроэнергии, а также большим экспортом энергии. Несмотря на все перечисленные преимущества, широкое применение передачи постоянного тока сдерживается тем фактором, что сейчас производство и применение электроэнергии основано на системах и оборудовании переменного напряжения. Это требует оснащения каждой ЛЭП постоянного тока преобразовательной и инверторной подстанциями, что резко удорожает передачу. Поэтому кабели постоянного тока используются практически лишь там, где без них нельзя обойтись, в первую очередь в тех случаях, когда ЛЭП должна пересекать большие водные пространства.

Арматура силовых кабелей

В настоящее время в энергосистемах применяются различные виды кабельной арматуры. Из них наиболее известны концевые и соединительные муфты, разновидностями которых для концевых муфт являются муфты кабельных вводов, а для соединительных муфт — переходные и стопорные муфты. Основные конструкции муфт приведены в таблице 9.2. Многообразие конструктивных форм арматуры и особенностей ее монтажа определяются типами кабелей, для которых она используется и условиями эксплуатации. Конструкция соединительной муфты для кабелей на напряжение 110 кВ с изоляцией из сшитого ПЭ приведена на рисунке 9.8, а конструкция концевой муфты для кабеля на напряжение 500 кВ с пропитанной бумажной изоляцией — на рисунке 9.9.

Таблица 9. 2 Основные типы кабельной арматуры

Основные типы кабельной арматуры
Таблица 9.2 Вид кабельной арматуры Область применения Основные эксплуата­ционные характеристики Конструктив­ные элементы Техноло­гические особенности монтажа Примечание
Концевые муфты (КМ) Для соединения кабеля с элементами ЛЭП Рабочие напряжения 1,6, 10,110,220, 500 кВ; климати­ческое исполнение У и ХЛ (от -60 о до + 40°С) Фарфоровый изолятор, заполненный изоляци­онной жидкостью, усиливающая изоляция, токовый вывод Намотка из рулонов или лент, прессованные соединения жилы и наконечника, вакуумирование В России могут быть изготовлены для всех видов кабелей
Кабельные вводы в элегазовые распредели­тельные устройства (РУ)и трансформаторы Для закрытого соединения кабеля с шиной элегазового РУ или обмоткой трансфор­матора В элегазовое РУ на рабочее напряжение кабелей 110 и 220 кВ, климати­ческое исполнение У, но при темпе­ратуре не ниже -25°С, в трансфор­маторы на рабочее напряжение 110,220 и 500 кВ Металли­ческий кожух, эпоксидный или фарфоровый изолятор, заполненный изоляци­онной жидкостью, усиливающая изоляция, токовый вывод или токовая перемычка Намотка из рулонов и/или лент, прессованные соединения жилы и наконеч­ника, вакуумирование и вулкани­зация изоляции для вводов кабелей с пластмассовой изоляцией В настоящее время для кабелей с пласт­массовой изоляцией в России могут быть изготов­лены вводы только на напряжение 110 кВ
Соедини­тельные муфты (СМ) Для соединения отдельных строительных длин кабелей Рабочие напряжения 1,6, 10, 110, 220, 500 кВ, установка в земле или подземных сооружениях при температуре окружающей среды -10°С Металли­ческий кожух или термоуса­живаемая трубка, усиливающая изоляция, соединительная гильза Прессованные, сварные или паяные соединения жил, намотка из рулонов или лент, вакууми­рование и вулкани­зация изоляции для СМ кабелей с пластмассовой изоляцией В настоящее время для кабелей с пласт­массовой изоляцией СМ в России могут быть изготов­лены только на напряжение 110 кВ
Стопорные и переходные муфты Для соединения двух кабелей, в том числе с разной изоляцией и с разделением жидких изоляци­онных сред, заполняющих кабели Рабочее напряжение 110 кВ, климатическое исполнение УХЛ 3 при температуре окружающей среды -10°С Металли­ческий кожух, эпоксидный изолятор, усиливающая изоляция, токовые выводы, электроды, регулиру­ющие напряжённость электрического поля Намотка из рулонов и/или лент, прессованные соединения наконечников, вулкани­зация изоляции для кабелей с пласт­массовой изоляцией, вакууми­рование Переходные муфты широко используются при реконст­рукции кабельных линий 110 кВ в г. Москве

Рис. 9.8 Конструкция соединительной муфты для кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 110 кВ:

1 – оболочка кабеля; 2 — герметик; 3- восстанавливаемый экран; 4 – металлическая восстанавливаемая сетка; 5 – электроизоляционная лента; 6 – термоусаживаемая трубка; 7 – экран кабеля; 8 – экран соединительной муфты; 9 – изоляция соединительной муфты

Рис. 10.9 Конструкция концевой муфты для маслонаполненного кабеля на напряжение 500 кВ:

1 – экран; 2 – изолятор из высокопрочного фарфора; 3 – промежуточные экраны; 4 – опорная плита

Необходимость вывода жилы из кабеля для присоединения к токовому наконечнику в концевой муфте или для соединения жил в соединительной муфте приводит к неоднородности электрического поля в изоляции муфты и появлению продольной составляющей напряжённости электрического поля. Поэтому в дополнительной (усиливающей) изоляции применяются различные способы принудительного регулирования электрического поля, обеспечивающие необходимый уровень напряжённости электрического поля в изоляции:

  1. с помощью наружных и внутренних экранов и электродов;
  2. с помощью конденсаторных обкладок или конденсаторных элементов.

Потребители по экономическим или другим соображениям не всегда имеют возможность быстрой и полной замены всей длины существующих кабельных линий на основе маслонаполненного кабеля на современные кабели с изоляцией из сшитого ПЭ. Поэтому энергосистемы зачастую вынуждены менять маслонаполненный кабель по участкам (по строительным длинам). В этой связи возникает задача соединения кабелей с разнородной электрической изоляцией, которая решается путём использования соединительных переходных муфт.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Источник

Силовые кабели высокого напряжения постоянного тока

Испытание кабеля повышенным напряжением

Параметры современных электрических систем способны обеспечить необходимый уровень напряжения и его качество для любых потребителей. А за счет масштабной застройки больших городов, близкого расположения промышленных объектов, нагромождения их коммуникаций, большая часть линий выполняются силовыми кабелями. Из-за воздействия внешних факторов изоляция электрооборудования способна утрачивать защитные свойства, что приводит к сбоям и нарушению нормального режима работы. Для предотвращения аварийных ситуаций на кабельных линиях и своевременного выявления дефектов осуществляется испытание кабеля повышенным напряжением.

Подготовка к испытанию

В связи с тем, что повышенное напряжение несет потенциальную угрозу как самому оборудованию, так и персоналу, существует методика испытаний, регламентирующая определенную последовательность действий. Первым этапом является оформление работ, подготовка места работы, оборудования и самого кабеля.

Следует оговориться, что к электрическим испытаниям допускаются лишь те лица, которые достигли совершеннолетия, прошли медосмотр, периодическую проверку знаний по электробезопасности. Испытания, в обязательном порядке, оформляются нарядом, а бригаде проводится инструктаж по охране труда.

По отношению к испытуемой электроустановке предъявляются такие требования:

  • Перед испытанием с кабеля обязательно снимается напряжение, все металлические элементы (экраны, броня), на которые подача напряжения не производится, должны заземляться.
  • Предварительно с кабеля удаляется остаточный заряд, для этого провода и металлические части заземляются на 2 минуты.
  • До подачи повышенного напряжения на жилы кабеля, осмотрите его на наличие загрязнителей на видимых участках или в воронках. При обнаружении таковых поверхность очищается, после чего могут производиться высоковольтные процедуры.
  • При отрицательной температуре испытания не проводятся. Это обусловлено тем, что лед выступает в роли диэлектрика и сопротивление изоляции будет значительно больше реальной величины. Помимо этого, разработка траншеи и откопка кабеля в замерзшем грунте значительно усложняется. В связи с чем, при нулевых или более низких температурах, испытание целесообразно только в случае аварии.
  • До начала испытания посредством мегомметра обязательно проверяется сопротивление от каждой жилы к металлической оболочке кабеля и между фазами.
  • Величину тока утечки, напряжение на киловольтметре можно начинать фиксировать только спустя минуту, с момента установки испытательного напряжения на нужной отметке.

Причины и физика испытания

Профиспытания повышенным напряжением используются для выявления слабых мест в изоляции кабеля. Не зависимо от материала диэлектрика: пластмассовый, резиновый, полиэтиленовый или маслонаполненный кабель воспринимает нагрузку от испытательной установки на одну жилу, а остальные металлические части подключаются к земле. В результате чего изоляция находится под потенциалом, в разы превышающим номинальный.

От подачи на жилы повышенного потенциала в изоляции возникает ионизация, а в местах нахождения каких-либо дефектов, неоднородностей или включений инородных материалов скапливается достаточное для протекания малых токов количество заряженных частиц. Такие включения и дефекты могли образоваться в результате неудовлетворительных условий эксплуатации, аварийных режимов или из-за естественного старения материала.

Все изъяны, из-за малого сопротивления, начинают ионизироваться и пропускать электрический ток все большей величины по микроскопическим каналам в диэлектрике. Из-за этого сопротивление изоляции уменьшается вплоть до пробоя. Если пробой не наступает, а дефект оказывает существенное влияние, его можно зафиксировать по изменению величины тока утечки.

Данная методика дает уверенность, что при номинальном токе изоляция кабеля выдержит нагрузку до следующих испытаний.

Схемы испытаний

Для проверки прочности изоляции кабеля могут использоваться различные устройства, обеспечивающие на выходе повышенное напряжение. Но, независимо от конкретной модели, схема измерений и работы строится по такому принципу.

Схема измерений

Рисунок 1. Схема измерений

Посмотрите на схему (рис. 1.), здесь изображено:

1 – обмотки трансформатора с функцией регулировки уровня напряжения (автотрансформатор),

2 – высоковольтный трансформатор для подачи напряжения на испытуемый объект,

3 – панель управления,

4 – испытуемый кабель,

5 – трансформатор питания катодной цепи кенотрона.

На схеме рассматривается метод испытания, когда к одной из жил кабеля подведено повышенное напряжение, а остальные заземлены.

С началом испытаний от автотрансформатора через киловольтметр подается напряжение на первичную обмотку испытательного агрегата. Вторичная обмотка которого заземляется через амперметр, именно он и показывает значение тока утечки. Испытуемая обмотка, помимо амперметра, содержит резистор R для ограничения величины переменного тока, в случае пробоя. Вторым выводом резистор подключается к аноду кенотрона, катод которого запитывается от преобразователя накала.

Нормы испытаний

В ходе испытаний высоковольтный провод получает нагрузку повышенным напряжением, но поднимается оно плавно от нулевой отметки до установленной величины. Продолжительность воздействия составляет 5 минут для периодических и 10 минут во время приемо-сдаточных испытаний для кабелей с пластмассовой и бумажной изоляцией. После каких-либо ремонтных работ или при изменениях в схеме время испытания кабеля составляет 10 – 15 минут. Кабель с резиновой изоляцией испытывается повышенным напряжением 5 минут во всех случаях.

Все данные устанавливаются государственными документами – ПУЭ и ПТЭЭП. В зависимости от параметров сети и технических характеристик кабеля существуют такие пределы подачи повышенного напряжения (см. таблицу ниже):

Тип кабеля Номинальное напряжение кабеля, кВ Испытательное напряжение, кВ Продолжительность испытания, мин
С бумажной изоляцией 3—10 6 Uв 10
20—35 5 Uв 10
110 300 15
220 450 15
С резиновой изоляцией 3 6 15
6 12 5

Посмотрите, в таблице вы можете увидеть значение выпрямленного напряжения, подаваемого непосредственно на сам кабель. Оно отличается от номинального напряжения, выдаваемого испытательным трансформатором и по величине и по роду. UВ обозначает номинальное напряжение кабеля, а цифры указывают во сколько раз испытательное напряжение должно превышать номинальное.

Читайте также:  Функции конденсатора в цепи постоянного тока

Ток утечки не является параметром для контроля или выбраковки. Но в случае его скачков, колебаний во время испытания повышенным напряжением, можно смело утверждать о наличии дефектов. В таком случае подачу напряжения на кабель необходимо осуществлять до пробоя, но не больше 15 минут. Вместе с током рассчитывают и коэффициент асимметрии, их нормы вы можете увидеть в таблице:

Отклонение от значений, приведенных в таблице, может свидетельствовать о серьезных изменениях в изоляции кабельной линии. В случае, когда не было пробоя, отсутствовали электрические разряды, хлопки, внезапное нарастание или колебания постоянного тока во время испытания, кабель считается годным. В частных случаях, лицо ответственное за электрохозяйство может самостоятельно устанавливать испытательные сроки и параметры в разрез заводских норм.

Аппараты для испытаний

Принципиальная схема ИВК

  • АИИ – 70 – одна из наиболее популярных стационарных установок, применяемых в испытании и фазировке силовых кабелей, вводов, проверке прочности жидких диэлектриков на пробой и т.д. Может обеспечивать как постоянное напряжение на выходе (максимально 70 кВ), так и переменное (50 кВ).
  • АИД-70 – является диодным аналогом предыдущей модели. Наиболее широко применяется для испытания как постоянным, так и переменным напряжением в передвижках или переносных агрегатах, в лабораториях.
  • ИВК-5, АИ-2000, КУ-65 и прочие – установки с диодной схемой. Применяется для продавливания вторичных электрических цепей.

Принципиальная схема ИВК

Как и в других схемах, здесь используется трансформатор (АТ), диодные выпрямители (В), резисторы (Р), трансформатор тока (Т) сигнальные светодиоды и устройства для съема показаний (v, mA). На том же принципе основан ряд других портативных устройств.

Методика испытания кабеля повышенным напряжением

Возьмите кабель с несколькими жилами, и соедините вывод установки с одной из фаз, остальные заземлите, для одножильных кабелей ничего кроме брони или экрана заземлять не нужно. Если к одному проводнику подводится напряжение, а другие заземляются, то оголенные концы разводятся на расстояние не менее 15 см. В случае проведения профилактических испытаний, подключение испытательной установки осуществляется на концевых муфтах. В аварийных ситуациях присоединение может выполняться в местах раздела, как более целесообразных точках для измерений.

Схема подключения кабеля

Схема подключения кабеля

Силовой трансформатор преобразует напряжение и ток промышленной частоты до нужного уровня, затем подает через выпрямитель на кабель. Методика измерений требует плавного наращивания напряжения со скоростью около 1 – 2кВ в течении одной секунды до получения необходимой величины. После того, как стрелка киловольтметра установится в нужную позицию, начинается отсчет времени. По результатам снимаются данные с приборов на установке и фиксируются в соответствующих документах – протоколах и кабельных журналах.

Для завершения измерений ручка автотрансформатора выводится в ноль. Отключается кнопка питания, устанавливается блокировка от случайной подачи напряжения. Обратите внимание, на высоковольтный вывод обязательно завешивается заземление. После чего можно приступать к разборке схемы.

В случае если изоляция выполнена из сшитого полиэтилена, кабель не допускается испытывать выпрямленным током из-за возможности скопления локальных объемных зарядов. По причине дороговизны таких кабелей, их порча чревата большими затратами. Поэтому следует прибегать к принципиально иной технологии проверки.

Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена

Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена

К кабелям таких марок целесообразно подводить переменное напряжение низкой частоты, с целью планомерного и полного рассеивания местных зарядов при переходе синусоиды через ноль. При этом удаляются даже те заряды, которые могли возникнуть в процессе эксплуатации из-за режима питания.

В завершение, для кабелей, продавленных повышенным напряжением, в обязательном порядке выполняется проверка электрической прочности их изоляции. Так как воздействие такого напряжения могло нарушить ее диэлектрические свойства.

Периодичность

Для кабелей, рассчитанных на напряжение от 2 до 35 кВ с пластмассовой и бумажной оболочкой, в течении первых 2 лет с момента запуска в работу устанавливается периодичность испытания повышенным напряжением раз в год. В случае отсутствия аварий, реконструкций, которые могли быть причиной каких-либо изменений, за первые два года, испытания разрешается проводить реже – раз в 2 года. В противном случае, сроки остаются теми же. Если такой кабель эксплуатируется на территориях подстанций, заводов и прочих промышленных объектов, где доступ к ним затруднен, разрешается проводить испытание не реже, чем раз в 3 года.

Кабели, рассчитанные на напряжение 110 — 500кВ подлежат проверке через 3 года с момента их ввода в эксплуатацию. После чего, в случае отсутствия аварийных ситуаций или реконструкций, испытание может производиться с периодичностью раз в 5 лет.

Для кабелей, оснащенных резиновой изоляцией, в случае питания стационарных устройств электроустановок, периодичность высоковольтных испытаний составляет 1 раз в год. Для сезонных электроустановок испытания должны проводиться перед началом сезона. Такую же процедуру необходимо выполнять при пуске в эксплуатацию электроустановок после их длительного отключения.

Допускается не производить испытания кабелей с бумажной и пластмассовой изоляцией в случае если:

  • используется в качестве питающих вводов и длина кабеля менее 100 м;
  • срок их службы уже более 15 лет, а удельное количество отказов не менее 30 раз на 100 км в год;
  • в ближайшие 5 лет планируется их реконструкция или полный демонтаж.
Читайте также:  Найти токи в ветвях используя метод контурных токов

Оформление результатов испытаний в виде протокола (пример)

После проведения испытаний, все данные заполняются в соответствующие графы протокола. Пример заполнения которого можно увидеть на рисунке.

Пример заполнения протокола

Пример заполнения протокола

В графе о лицах, проводивших испытания, ставятся фамилии и подписи работников, участвовавших в соответствующих процедурах. После чего протокол визируется начальником лаборатории и хранится в установленном порядке.

Интересное видео

Источник



Силовые кабели высокого напряжения

Классификация

Выбор силового кабеля нужно осуществлять тщательным образом. Он будет зависеть того, какой тип имеет подключаемый объект и какие у него условия монтажа. Для удобства силовые кабели классифицируются по трем признакам:

напряжению (от 0,66 киловатт и выше 750 киловатт);

изоляционному материалу (в составе кабеля может находиться пластик, полиэтилен, резина, бумага);

форме, материалу токоведущих жил (кабели бывают алюминиевыми, медными, по форме — круглыми, секторными, сегментными).

По типу заземления силовые кабели высокого напряжения бывают земельными энергетическими, многожильными, неизолированными, самонесущими и с воздушной изоляцией. Делятся также на виды по площади поперечного сечения и маркировке. Известными марками являются проводники АВВГ, ВВГ. ВВГнг, ВБбШв и NYM. Буква А говорит о том, что в проводнике используется алюминий, В — винил, Р — резина, Б — броня. Обозначение «нг» дает понимание о том, что кабель относится к негорючим проводникам. NYM — усовершенствованный аналог ВВГ с мелованной негорючей резиной, защищенной от действия ультрафиолета.

Характеристика силовых кабелей высокого напряжения

Силовые кабели высокого напряжения — одна из распространенных групп кабельной продукции, используемой в промышленности. К ней относятся проводники, имеющие номинальное напряжение в 110, 150, 220, 380 и 500 киловатт. Они предназначены для передачи крупных электроэнергетических мощностей. Используются в глубоких водах в крупных городах, крупных гидро- и тепловых электрических станциях. Применяются для питания энергоемких промышленных комплексов. Нередко используются на установках автомобильных заводах, металлургических и химических предприятий.

Для обеспечения их надежной работы при высоком напряжении электрического поля, кабельная изоляция работает в постоянном избыточном давлении изоляционного масла, чтобы предотвратить частичные разряды в изоляционной структуре. Для изготовления кабеля его тщательно термовакуумно обрабатывают. Это позволяет обеспечить минимальные диэлектрические изоляционные потери, определяющие высокий рабочий кабельный ресурс.

Силовые кабели высокого напряжения, имеющие полиэтиленовую изоляцию, менее трудоемки в обслуживании, не нуждаются в капитальных затратах на сооружение кабельных линий. Их можно прокладывать, не учитывая ограничения разностей уровней на трассе. Они обладают повышенной нагрузочной способностью, стойкостью к токам короткого замыкания благодаря повышенной тепловой стойкости изоляции.

Большинство кабелей, рассчитанных на постоянный ток и напряжение в 400 киловольт, работают на высоком, низком давлении. Они обладают бумажной изоляцией, имеющей высокую электрическую прочность. Зарубежные кабели изготавливаются с газовым наполнением. Защитой кабеля выступает броня.

Конструкция

Силовые кабели высокого напряжения имеют в своей конструкции токопроводящие жилы, изоляцию, оболочку, защитный покров, экран, жилу заземления и заполнитель. Токопроводящие жилы передают электроэнергию, нулевые используются для протекания разности токов фаз, если они неравномерно нагружены. Жилы заземления — вспомогательные элементы, нужны для соединения не находящихся под рабочим напряжением металлических электроустановочных частей. Изоляция обеспечивает необходимую электрическую прочность токопроводящим кабельным жилам. Защитный покров нужен для сохранения безопасности кабельной оболочки от внешнего воздействия. Конструкция кабеля, в целом, выполняется в специальном техническом решении, регулирующем электрическое поле, которое воздействует на изоляцию. Электрическое поле проводника неоднородное.

Источник

Силовые кабели на высокое постоянное напряжение

Для кабелей постоянного тока Iз = 0, что и делает их привлекательным и часто единственно возможным техническим решением для передачи энергии на большие расстояния, в первую очередь — при пересечении больших водных пространств. На сегодняшний день единственной изоляцией, успешно применяемой для данных изделий, является традиционная, т.е. бумажная, пропитанная вязким составом или маслом под давлением. Попытки использовать для кабелей постоянного тока пластмассовую изоляцию до сих пор успешными не были. Причина заключается в том, что при действии постоянного напряжения на пластмассовую изоляцию в последней под действием объёмных зарядов формируется крайне неблагоприятное распределение электрического поля. Напряжённости оказываются настолько большими, что даже при умеренных значениях напряжений в изоляции быстро развивается электрический пробой, т.е. электрическая прочность пластмассовой изоляции при постоянном напряжении оказывается низкой. Длительно допустимые рабочие напряжённости электрического поля для кабелей постоянного тока значительно выше, чем для кабелей переменного тока, и составляют 30 кВ/мм для кабелей с вязкой пропиткой и 40 кВ/мм для МНК. Помимо фактического отсутствия ограничений по длине передачи кабели постоянного тока имеют целый ряд преимуществ по сравнению с кабелями переменного тока. Это более высокая надёжность, обусловленная отсутствием некоторых механизмов старения, присущих изоляции, работающей при переменном напряжении, возможность реверса потока мощности и передачи очень больших мощностей. Указанные преимущества весьма существенны для России, которая отличается большими пространствами, значительной неравномерностью размещения источников и потребителей электроэнергии, а также большим экспортом энергии. Несмотря на все перечисленные преимущества, широкое применение передачи постоянного тока сдерживается тем фактором, что сейчас производство и применение электроэнергии основано на системах и оборудовании переменного напряжения. Это требует оснащения каждой ЛЭП постоянного тока преобразовательной и инверторной подстанциями, что резко удорожает передачу. Поэтому кабели постоянного тока используются практически лишь там, где без них нельзя обойтись, в первую очередь в тех случаях, когда ЛЭП должна пересекать большие водные пространства.

Читайте также:  Как понять что проводит электрический ток а что нет

Арматура силовых кабелей

В настоящее время в энергосистемах применяются различные виды кабельной арматуры. Из них наиболее известны концевые и соединительные муфты, разновидностями которых для концевых муфт являются муфты кабельных вводов, а для соединительных муфт — переходные и стопорные муфты. Основные конструкции муфт приведены в таблице 9.2. Многообразие конструктивных форм арматуры и особенностей ее монтажа определяются типами кабелей, для которых она используется и условиями эксплуатации. Конструкция соединительной муфты для кабелей на напряжение 110 кВ с изоляцией из сшитого ПЭ приведена на рисунке 9.8, а конструкция концевой муфты для кабеля на напряжение 500 кВ с пропитанной бумажной изоляцией — на рисунке 9.9.

Таблица 9. 2 Основные типы кабельной арматуры

Основные типы кабельной арматуры
Таблица 9.2 Вид кабельной арматуры Область применения Основные эксплуата­ционные характеристики Конструктив­ные элементы Техноло­гические особенности монтажа Примечание
Концевые муфты (КМ) Для соединения кабеля с элементами ЛЭП Рабочие напряжения 1,6, 10,110,220, 500 кВ; климати­ческое исполнение У и ХЛ (от -60 о до + 40°С) Фарфоровый изолятор, заполненный изоляци­онной жидкостью, усиливающая изоляция, токовый вывод Намотка из рулонов или лент, прессованные соединения жилы и наконечника, вакуумирование В России могут быть изготовлены для всех видов кабелей
Кабельные вводы в элегазовые распредели­тельные устройства (РУ)и трансформаторы Для закрытого соединения кабеля с шиной элегазового РУ или обмоткой трансфор­матора В элегазовое РУ на рабочее напряжение кабелей 110 и 220 кВ, климати­ческое исполнение У, но при темпе­ратуре не ниже -25°С, в трансфор­маторы на рабочее напряжение 110,220 и 500 кВ Металли­ческий кожух, эпоксидный или фарфоровый изолятор, заполненный изоляци­онной жидкостью, усиливающая изоляция, токовый вывод или токовая перемычка Намотка из рулонов и/или лент, прессованные соединения жилы и наконеч­ника, вакуумирование и вулкани­зация изоляции для вводов кабелей с пластмассовой изоляцией В настоящее время для кабелей с пласт­массовой изоляцией в России могут быть изготов­лены вводы только на напряжение 110 кВ
Соедини­тельные муфты (СМ) Для соединения отдельных строительных длин кабелей Рабочие напряжения 1,6, 10, 110, 220, 500 кВ, установка в земле или подземных сооружениях при температуре окружающей среды -10°С Металли­ческий кожух или термоуса­живаемая трубка, усиливающая изоляция, соединительная гильза Прессованные, сварные или паяные соединения жил, намотка из рулонов или лент, вакууми­рование и вулкани­зация изоляции для СМ кабелей с пластмассовой изоляцией В настоящее время для кабелей с пласт­массовой изоляцией СМ в России могут быть изготов­лены только на напряжение 110 кВ
Стопорные и переходные муфты Для соединения двух кабелей, в том числе с разной изоляцией и с разделением жидких изоляци­онных сред, заполняющих кабели Рабочее напряжение 110 кВ, климатическое исполнение УХЛ 3 при температуре окружающей среды -10°С Металли­ческий кожух, эпоксидный изолятор, усиливающая изоляция, токовые выводы, электроды, регулиру­ющие напряжённость электрического поля Намотка из рулонов и/или лент, прессованные соединения наконечников, вулкани­зация изоляции для кабелей с пласт­массовой изоляцией, вакууми­рование Переходные муфты широко используются при реконст­рукции кабельных линий 110 кВ в г. Москве

Рис. 9.8 Конструкция соединительной муфты для кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 110 кВ:

1 – оболочка кабеля; 2 — герметик; 3- восстанавливаемый экран; 4 – металлическая восстанавливаемая сетка; 5 – электроизоляционная лента; 6 – термоусаживаемая трубка; 7 – экран кабеля; 8 – экран соединительной муфты; 9 – изоляция соединительной муфты

Рис. 10.9 Конструкция концевой муфты для маслонаполненного кабеля на напряжение 500 кВ:

1 – экран; 2 – изолятор из высокопрочного фарфора; 3 – промежуточные экраны; 4 – опорная плита

Необходимость вывода жилы из кабеля для присоединения к токовому наконечнику в концевой муфте или для соединения жил в соединительной муфте приводит к неоднородности электрического поля в изоляции муфты и появлению продольной составляющей напряжённости электрического поля. Поэтому в дополнительной (усиливающей) изоляции применяются различные способы принудительного регулирования электрического поля, обеспечивающие необходимый уровень напряжённости электрического поля в изоляции:

  1. с помощью наружных и внутренних экранов и электродов;
  2. с помощью конденсаторных обкладок или конденсаторных элементов.

Потребители по экономическим или другим соображениям не всегда имеют возможность быстрой и полной замены всей длины существующих кабельных линий на основе маслонаполненного кабеля на современные кабели с изоляцией из сшитого ПЭ. Поэтому энергосистемы зачастую вынуждены менять маслонаполненный кабель по участкам (по строительным длинам). В этой связи возникает задача соединения кабелей с разнородной электрической изоляцией, которая решается путём использования соединительных переходных муфт.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Источник