Конструкция силовых кабелей
Силовые кабели состоят из следующих основных элементов: токопроводящих жил, изоляции, оболочек и защитных покровов. Кроме основных элементов в конструкцию кабеля могут входить экраны, жилы защитного заземления и заполнители.
Силовые кабели различают : по роду металла токопроводящих жил — кабели с алюминиевыми и медными жилами, по роду материалов, которыми изолируются токоведущие жилы, кабели с бумажной, с пластмассовой и резиновой изоляцией, по роду защиты изоляции жил кабелей от влияния внешней среды — кабели в металлической, пластмассовой и резиновой оболочке, по способу защиты от механических повреждений — бронированные и небронированные, по количеству жил — одно-, двух-, трех-, четырех-и пятижильные.
Каждая конструкция кабелей имеет свои обозначение и марку. Марка кабеля составляется из начальных букв слов, описывающих конструкцию кабеля.
Рис. 1. Сечения силовых кабелей: а — двухжильные кабели с круглыми и сегментными жилами, б — трехжильные кабели с поясной изоляцией и отдельными оболочками, в — четырехжильчые кабели с нулевой жилой круглой, секторной и треугольной формы, 1 — токопроводящая жила, 2 — нулевая жила, 3 — изоляция жилы, 4 — экран на токопроводящей жиле, 5 — поясная изоляция, 6 — заполнитель, 7 — экран на изоляции жилы, 8 — оболочка, 9 — бронепокров, 10 — наружный защитный покров
Элементы конструкции силовых кабелей и их назначение.
Токопроводящие жилы являются проводниками электрического тока . Силовые кабели имеют основные и нулевые жилы. Основные жилы используются для передачи электрической энергии, а нулевые — для прохождения разности токов фаз при и неравномерной нагрузке.
Токопроводящие жилы силовых кабелей изготовляют из алюминия и меди однопроволочными и многопроволочными. По форме жилы выполняют круглыми, секторными или сегментными (см. рис. 1).
Алюминиевые жилы кабелей до 35 мм2 включительно изготовляют однопроволочными, 50-240 мм2 — однопроволочными или многопроволочными, 300-800 мм2 — многопроволочными.
Медные жилы до 16 мм2 включительно изготовляют однопроволочными, 25 — 95 мм2 — однопроволочными или многопроволочными, 120 — 800 мм2 — многопроволочными.
Нулевая жила или жила защитного заземления, как правило, имеет сечение, уменьшенное по сравнению с основными жилами. Она бывает круглой, секторной или треугольной формы и располагается в центре кабеля или между его основными жилами (см. рис. 1).
Жила защитного заземления используется для соединения не находящихся под напряжением металлических частей электроустановки с контуром защитного заземления.
Изоляция обеспечивает необходимую электрическую прочность токопроводящих жил по отношению друг к другу и к заземленной оболочке (земле). Применяется бумажная, резиновая и пластмассовая (поливинилхлоридная и полиэтиленовая) изоляция.
Изоляция, наложенная на жилу кабеля, называется изоляцией жилы , а наложенная поверх изолированных скрученных или параллельно уложенных жил многожильного кабеля, называется поясной изоляцией .
Бумажная изоляция кабелей пропитывается вязкими пропиточными составами (маслоканифольными или электроизоляционными синтетическими).
Недостатком кабелей с вязким пропиточным составом является крайне ограниченная возможность прокладки их по наклонным трассам, а именно — разность высот между концевыми их заделками не должна превышать: для кабелей с вязкой пропиткой до 3 кВ бронированных и небронированных в алюминиевой оболочке — 25 м, небронированных в свинцовой оболочке — 20 м, бронированных в свинцовой оболочке — 25 м, для кабелей с вязкой пропиткой 6 кВ бронированных и небронированных в свинцовой оболочке — 15 м, в алюминиевой — 20 м, для кабелей с вязкой пропиткой 10 кВ бронированных и небронированных в свинцовой и алюминиевой оболочке — 15 м.
Кабели с вязким пропиточным составом, свободная часть которого удалена, называют кабелями с обедненно-пропитанной изоляцией. Их применяют при прокладке на вертикальных и наклонных трассах без ограничения разности уровней, если это небронированные и бронированные кабели в алюминиевой оболочке на напряжение до 3 кВ, и с разностью уровней до 100 м — для любых других кабелей с обедненно-пропитанной изоляцией.
Для прокладки по вертикальным и крутонаклонным трассам без ограничения разности уровней изготовляют кабели с бумажной изоляцией, пропитанной особым составом на основе церезина или полиизобутилена. Этот состав имеет повышенную вязкость, вследствие чего при нагреве кабеля, проложенного вертикально или по крутонаклонной трассе, он не стекает вниз. Поэтому кабели с такой изоляцией можно прокладывать на любую высоту, так же как и кабели с пластмассовой и резиновой изоляцией.
Резиновая изоляция выполняется из сплошного слоя резины или из резиновых лент с последующей вулканизацией. Силовые кабели с резиновой изоляцией применяют в сетях переменного тока до 1 кВ и постоянного тока до 10 кВ.
Силовые кабели с пластмассовой изоляцией имеют изоляцию из поливинилхлоридного пластиката в виде сплошного слоя или из композиций полиэтилена. Также используются кабели с изоляцией из самозатухающего (не поддерживающего горения) и вулканизированного полиэтилена.
Экраны применяют для защиты внешних цепей от влияния электромагнитных полей токов, проходящих по кабелю, и для обеспечения симметрии электрического поля вокруг жил кабеля. Экраны выполняют из полупроводящей бумаги и алюминиевой или медной фольги.
Заполнители необходимы для устранения свободных промежутков между конструктивными элементами кабеля с целью герметизации, придания необходимой формы и механической устойчивости конструкции кабеля. В качестве заполнителей применяют жгуты из бумажных лент или кабельной пряжи, нити из пластмассы или резины.
Оболочки силовых кабелей . Алюминиевая, свинцовая, стальная гофрированная, пластмассовая и резиновая негорючая (найритовая) оболочки кабеля предохраняют внутренние элементы кабеля от разрушения влагой кислотами, газами и т. п.
Алюминиевую оболочку силовых кабелей на напряжение до 1 кВ допускается использовать в качестве четвертой (нулевой) жилы в четырехпроводных сетях переменного тока с глухозаземленной нейтралью за исключением установок со взрывоопасной средой и установок, в которых ток в нулевом проводе при нормальных условиях составляет более 75 % тока в фазной жиле.
Защитные покровы силовых кабелей . Так как оболочки кабелей могут повреждаться и даже разрушаться от химических и механических воздействий, их покрывают защитными покровами.
Защитные покровы предохраняют оболочки кабеля от внешних воздействий (коррозии, механических повреждений). К ним относятся подушка, бронепокров и наружный покров. В зависимости от конструкции кабеля применяют один, два или три защитных покрова.
Подушка накладывается на экран или оболочку для их защиты от коррозии и повреждения лентами или проволоками брони. Подушка выполняется из слоев пропитанной кабельной пряжи, поливинилхлоридных, полиамидных и других равноценных лент, крепированной бумаги, битумного состава или битума.
Для защиты от механических повреждений оболочки кабелей обматывают в зависимости от условий эксплуатации стальной ленточной или проволочной броней . Проволочную броню выполняют из круглых или плоских проволок.
Броня из плоских стальных лент защищает кабели только от механических повреждений. Броня из стальных проволок помимо этого воспринимает также и растягивающие усилия. Эти усилия возникают в кабелях при вертикальной прокладке кабелей на большую высоту или по крутонаклонным трассам.
Для предохранения брони кабелей от коррозии ее покрывают наружным покровом, выполненным из слоя кабельной или стеклянной пряжи, пропитанной битумным составом, а в некоторых конструкциях поверх слоев пряжи и битума накладывают выпрессованный поливинилхлоридный или полиэтиленовый шланг.
В шахтах, взрывоопасных и пожароопасных помещениях не допускается применять бронированные кабели обычной конструкции из-за наличия между оболочкой и броней кабеля «подушки» с содержанием горючего битума. В этих случаях должны применяться кабели с негорючей «подушкой» и наружный покров, изготовленный на основе стеклянной пряжи из штапельного стекловолокна.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Конструкция силового кабеля
Силовой кабель состоит из основных элементов: токопроводящих жил, изоляции, оболочек и защитных покровов.
Также в конструкцию кабеля могут входить экраны, жилы защитного заземления и заполнители.
Силовой кабель различают:
– по роду металла токопроводящих жил (кабели с алюминиевыми и медными жилами); – по роду материалов, которыми изолируются токоведущие жилы (кабели с бумажной, с пластмассовой и резиновой изоляцией);
– по роду защиты изоляции жил кабелей от влияния внешней среды (кабели в металлической, пластмассовой и резиновой оболочке);
– по способу защиты от механических повреждений (бронированные и небронированные);
– по количеству жил (одно-, двух-, трех-, четырех и пятижильные).
Каждая конструкция кабеля имеет свои обозначения и марку.
Марка кабеля составляется из начальных букв слов, которые описывают конструкцию кабеля.
Рис. 1 — Сечения силового кабеля
а) двужильные силовые кабели с круглыми и сегментными жилами;
б) трехжильные силовые кабели с поясной изоляцией и с отдельными оболочками;
в) четырехжильные силовые кабели с нулевой жилой секторной, круглой и треугольной формы
1. Токопроводящая жила
3. Изоляция жилы
4. Экран на токопроводящей жиле
5. Поясная изоляция
7. Экран на изоляции жилы
10. Наружный защитный покров.
Элементы конструкции силового кабеля и их назначение.
Токопроводящие жилы являются проводниками электрического тока.
Силовой кабель имеет основные и нулевые жилы.
Основные жилы применяются для передачи электрической энергии, а нулевые — для прохождения разности токов фаз при и неравномерной нагрузке.
Токопроводящие жилы силового кабеля изготовляют из алюминия и меди однопроволочными и многопроволочными.
По форме жилы бывают круглыми, секторными или сегментными.
Алюминиевые жилы кабеля до 35 мм 2 включительно изготовляют однопроволочными, 50-240 мм 2 – однопроволочными или многопроволочными, 300-800 мм 2 – многопроволочными.
Медные жилы до 16 мм 2 включительно изготовляют однопроволочными, 25 — 95 мм 2 – однопроволочными или многопроволочными, 120 — 800 мм 2 – многопроволочными.
Нулевая жила или жила защитного заземления обычно имеет сечение, уменьшенное по сравнению с основными жилами.
Она бывает круглой, секторной или треугольной формы и располагается в центре кабеля или между его основными жилами.
Жила защитного заземления применяется для соединения не находящихся под напряжением металлических частей электроустановки с контуром защитного заземления.
Изоляция обеспечивает необходимую электрическую прочность токопроводящих жил по отношению друг к другу и к заземленной оболочке (земле).
Применяется бумажная, резиновая и пластмассовая (поливинилхлоридная и полиэтиленовая) изоляция.
Изоляция, наложенная на жилу кабеля, называется изоляцией жилы, а наложенная поверх изолированных скрученных или параллельно уложенных жил многожильного кабеля, называется поясной изоляцией.
Бумажная изоляция кабеля пропитывается вязкими пропиточными составами (маслоканифольными или электроизоляционными синтетическими).
Недостатком кабеля с вязким пропиточным составом является крайне ограниченная возможность прокладки их по наклонным трассам, а именно — разность высот между концевыми их заделками не должна превышать:
– для кабелей с вязкой пропиткой до 3 кВ бронированных и небронированных в алюминиевой оболочке — 25 м, небронированных в свинцовой оболочке — 20 м, бронированных в свинцовой оболочке — 25 м;
– для кабелей с вязкой пропиткой 6 кВ бронированных и небронированных в свинцовой оболочке — 15 м, в алюминиевой — 20 м;
– для кабелей с вязкой пропиткой 10 кВ бронированных и небронированных в свинцовой и алюминиевой оболочке — 15 м.
Кабель с вязким пропиточным составом, свободная часть которого удалена, называется кабелем с обедненно-пропитанной изоляцией.
Такой кабель применяют при прокладке на вертикальных и наклонных трассах без ограничения разности уровней, если это небронированные и бронированные кабели в алюминиевой оболочке на напряжение до 3 кВ, и с разностью уровней до 100 м — для любых других кабелей с обедненно-пропитанной изоляцией.
Для прокладки по вертикальным и крутонаклонным трассам без ограничения разности уровней изготовляют кабель с бумажной изоляцией, пропитанной особым составом на основе церезина или полиизобутилена.
Такой состав имеет повышенную вязкость, вследствие чего при нагреве кабеля, проложенного вертикально или по крутонаклонной трассе, он не стекает вниз.
Кабель с такой изоляцией можно прокладывать на любую высоту, так же как и кабели с пластмассовой и резиновой изоляцией.
Резиновая изоляция выполняется из сплошного слоя резины или из резиновых лент с последующей вулканизацией.
Силовой кабель с резиновой изоляцией применяют в сетях переменного тока до 1 кВ и постоянного тока до 10 кВ.
Силовой кабель с пластмассовой изоляцией имеет изоляцию из поливинилхлоридного пластиката в виде сплошного слоя или из композиций полиэтилена.
Также используется кабель с изоляцией из самозатухающего (не поддерживающего горения) и вулканизированного полиэтилена.
Экраны применяют для защиты внешних цепей от влияния электромагнитных полей токов, проходящих по кабелю, и для обеспечения симметрии электрического поля вокруг жил кабеля.
Экраны выполняют из полупроводящей бумаги и алюминиевой или медной фольги.
Заполнители необходимы для устранения свободных промежутков между конструктивными элементами кабеля с целью герметизации, придания необходимой формы и механической устойчивости конструкции кабеля.
В качестве заполнителей применяют жгуты из бумажных лент или кабельной пряжи, нити из пластмассы или резины.
Оболочки силового кабеля.
Алюминиевая, свинцовая, стальная гофрированная, пластмассовая и резиновая негорючая (найритовая) оболочки кабеля предохраняют внутренние элементы кабеля от разрушения влагой кислотами, газами и т. п.
Алюминиевую оболочку силового кабеля на напряжение до 1 кВ допускается использовать в качестве четвертой (нулевой) жилы в четырехпроводных сетях переменного тока с глухозаземленной нейтралью за исключением установок с взрывоопасной средой и установок, в которых ток в нулевом проводе при нормальных условиях составляет более 75 % тока в фазной жиле.
Защитные покровы силовых кабелей.
Так как оболочки кабеля могут повреждаться и даже разрушаться от химических и механических воздействий, их покрывают защитными покровами.
Защитные покровы предохраняют оболочки кабеля от внешних воздействий (коррозии, механических повреждений).
К защитным покровам относятся подушка, бронепокров и наружный покров.
В зависимости от конструкции кабеля применяют один, два или три защитных покрова.
Подушка накладывается на экран или оболочку для их защиты от коррозии и повреждения лентами или проволоками брони.
Подушка выполняется из слоев пропитанной кабельной пряжи, поливинилхлоридных, полиамидных и других равноценных лент, крепированной бумаги, битумного состава или битума.
Для защиты от механических повреждений оболочки кабель обматывают в зависимости от условий эксплуатации стальной ленточной или проволочной броней. Проволочную броню выполняют из круглых или плоских проволок.
Броня из плоских стальных лент защищает кабель только от механических повреждений.
Броня из стальных проволок помимо этого воспринимает также и растягивающие усилия.
Такие усилия возникают в кабелях при вертикальной прокладке кабелей на большую высоту или по крутонаклонным трассам.
Для предохранения брони кабеля от коррозии ее покрывают наружным покровом, который выполнен из слоя кабельной или стеклянной пряжи, пропитанной битумным составом, а в некоторых конструкциях поверх слоев пряжи и битума накладывают выпрессованный поливинилхлоридный или полиэтиленовый шланг.
В шахтах, взрывоопасных и пожароопасных помещениях не допускается использование бронированного кабеля обычной конструкции из-за наличия между оболочкой и броней кабеля «подушки» с содержанием горючего битума.
В таких случаях должен использоваться кабель с негорючей «подушкой» и наружный покров, изготовленный на основе стеклянной пряжи из штапельного стекловолокна.
Звоните (495) 973-16-54, 740-42-64
или отправляйте заявку по электронной почте: tehnolog_zakaz@list.ru
VI. Рекомендации по разработке и реализации мер управления профессиональными рисками
87. В целях разработки и реализации мер по управлению профессиональными рисками рекомендуется приведенная ниже пошаговая процедура разработки и реализации указанных мер с учетом возможности применения результатов проведения специальной оценки условий труда для оценки уровней профессиональных рисков.
88. Шаг 1. По результатам оценки уровня профессиональных рисков оформляется перечень (реестр) рисков, ранжированный в зависимости от оцененного уровня каждого риска.
89. Шаг 2. Рассматриваются меры управления профессиональными рисками (меры снижения уровня профессиональных рисков или контроля уровня профессиональных рисков).
При формировании мер управления профессиональными рисками рекомендуется рассматривать с учетом их значимости (приоритетности), а также эффективности представленных защитных мер:
исключение опасной или вредной работы (процедуры, процесса, сырья, материалов, оборудования и т.п.);
замена опасной работы (процедуры, процесса, сырья, материалов, оборудования и т.п.) менее опасной;
реализация инженерных (технических) методов ограничения риска воздействия опасностей на работников;
реализация административных методов;
использование средств индивидуальной защиты.
89.1. Исключение опасной работы (например, автоматизация производственных процессов и операций), а также устранение источника опасности является приоритетной мерой. Например, устранить возможность падения, предоставив исключающие наступление данного события пространство для безопасного доступа и безопасную площадку для работы.
89.2. Замена опасной работы менее опасной означает использование материалов, веществ, процессов, выполняющих те же функции, но менее опасных для здоровья работников. Например, замена красок, произведенных на основе растворителей, на аналогичные на водной основе; чистка резервуаров с использованием воды или пара под давлением вместо легковоспламеняющегося растворителя; использование инструментов с приводом от сжатого воздуха вместо электричества или использовать оборудование и инструменты с более низким напряжением.
89.3. Реализация инженерных (технических) методов снижения или ограничения профессиональных рисков направлена на изолирование людей от источников опасности, например, изоляция токопроводящих частей электрических кабелей и другого оборудования, установка звукопоглощающих кожухов вокруг оборудования, являющегося источником шума, осуществление перемещения опасных веществ внутри трубопроводов.
89.4. Реализация административных методов, в том числе постоянного и периодического административного контроля, а также самоконтроля, уменьшает вероятность возникновения опасных ситуаций.
Примерами таких методов являются:
ограничение времени воздействия вредного (опасного) фактора на работника за счет сокращения продолжительности рабочего времени, предоставления регламентированных перерывов в течение рабочего дня (смены), ротации работников, выполняющих вредные операции;
оформление нарядов-допусков на выполнение работ повышенной опасности;
уменьшение количества работников, подвергающихся риску травмирования, путем более эффективного планирования производства работ, планирования путей движения работников, исключающих заход в опасные зоны;
производственный контроль соблюдения требований охраны труда;
применение знаков безопасности.
В дополнение к перечисленным мерам разрабатываются инструкции по охране труда и безопасному выполнению работ, формируются планы работы, реализуются мероприятия на основе практического опыта и оценки рисков, требований правил охраны труда и промышленной безопасности, стандартов, действующей у работодателя системы допусков на объекты и т.д. Требования указанных документов рекомендуется доводить до сведения каждого работника, выполняющего опасные работы, а также работы, связанные с воздействием вредных производственных факторов.
Программы обучения работников по охране труда и безопасным приемам выполнения работ обеспечивают получение работниками навыков для безопасного выполнения поручаемых им работ, например, обязательного использования газовых анализаторов при работе в замкнутых пространствах и емкостях, безопасного и правильного применения специальных инструментов или оборудования при выполнении отдельных работ другим безопасным способам выполнения работ.
89.5. Применение средств индивидуальной защиты (СИЗ) выполняется в случаях, когда опасности/риски не могут быть ограничены иными вышеперечисленными мерами.
Обеспечение работников СИЗ осуществляется работодателем на основании единых Типовых норм выдачи средств индивидуальной защиты и смывающих средств с учетом результатов специальной оценки условий труда, результатов оценки профессиональных рисков.
90. Шаг 3. Разработка мер управления профессиональными рисками и составление плана мероприятий по управлению профессиональными рисками.
После определения величины и уровня профессионального риска от каждой выявленной (идентифицированной) опасности, с учетом приоритетности снижения воздействия опасностей рекомендуется разработать план мероприятий по управлению профессиональными рисками, рекомендуемая форма которого предусмотрена приложением N 16.
91. Шаг 4. Повторная оценка уровня профессиональных рисков после реализации указанных в предыдущем шаге мероприятий по управлению профессиональными рисками.
92. После реализации мер, направленных на снижение уровня профессиональных рисков, рекомендуется провести повторную оценку уровней профессиональных рисков, в отношении которых были реализованы указанные защитные меры с учетом того, что соблюдение работодателями нормативных правовых актов, содержащих государственные нормативные требования охраны труда, обеспечивает снижение профессиональных рисков до приемлемого уровня.
93. Если уровень профессионального риска превышает допустимый (например, установленный нормативным правовым актом предельно допустимый уровень или предельно допустимую концентрацию вредного производственного фактора) или остается высоким (по экспертным оценкам или по результатам произведенных расчетов), рекомендуется разработать и реализовать дополнительные мероприятия по его снижению в случае, когда это представляется практически возможным, и проводится повторная оценка. Если по результатам указанной оценки уровень профессионального риска сохраняется высоким или в случае невозможности его снижения, предусматриваются дополнительные указанные выше меры контроля и (или) применение СИЗ, которые снижают вероятность причинения вреда здоровью работника.
Теоретические основы электрических кабелей
1-12. Процессы в изоляции под влиянием электрического поля
Изоляция кабелей, длительно находящаяся под напряжением переменного или постоянного тока, подвергается воздействию импульсов перенапряжения. Возникновение ионизации и возрастание tg δ οри переменном напряжении являются важнейшими факторами, ограничивающими возможность повышения напряженности электрического поля в изоляции.
В пропитанной бумажной изоляции, не содержащей газовых включений, ε и tg δ νе зависят от напряженности в диапазоне до 20-25 кв/мм. При повышении напряженности электрического поля в изоляции свыше 25 кв/мм tg6 начинает возрастать. Это можно объяснить вибрацией волокон целлюлозы в переменном электрическом поле вследствие различий ρ и ε масла и бумаги. Применение пленок из полимерных материалов вместо пропитанной бумажной изоляции открывает возможности повышения напряженности электрического поля в изоляции до 50 кв/мм.
В изоляции маслонаполненных кабелей газовые включения могут возникнуть в результате разложения масла в электрическом поле или испарения низших фракций масла при перегреве изоляции кабеля (хотя бы и кратковременном), а также вследствие дефектов монтажа муфт. Поэтому допустимые напряженности в изоляции кабеля значительно ниже 25 кв/мм.
При переменном токе в результате ионизации в газовом включении возникают поверхностные заряды, поле которых в течение одного полупериода направлено против внешнего поля. В следующий полупериод внешнее поле изменяет направление и поле зарядов уже не ослабляет его, а усиливает, что приводит к новой вспышке ионизации. В зависимости от внешнего напряжения частота вспышек ионизации может быть в 2 раза больше и выше частоты приложенного напряжения за счет гармонических составляющих. Процесс ионизации при переменном токе является ухудшающим фактором при старении изоляции, поэтому величина напряженности начала ионизации является пределом напряженности, который допустим для изоляции в процессе эксплуатации. Под действием ионизации увеличивается проводимость пленок, обволакивающих газовые включения, в пропитывающем составе кабеля происходят процессы полимеризации и конденсации с выделением водорода и превращением части пропитывающего состава (массы) в воскообразное изоляционное вещество, называемое обычно воском. При этом размеры газовых включений вследствие их деления уменьшаются, а напряженность ионизации в них увеличивается.
Под действием тангенциальной составляющей напряженности электрического поля ионизированные газовые включения перемещаются между слоями бумаги от больших напряженностей к меньшим и образуют скопление газовых включений. Затем разряд переходит от слоя к слою бумажных лент изоляции кабеля. Обычно поверхностные разряды начинаются в середине ленты, в местах ее последующего пробоя, находящихся под зазором между нижними лентами бумаги, и направлены к краю бумажной ленты.
В порах бумаги происходит отложение углерода, выделившегося из пропиточного состава при его разложении. Углерод вследствие большой проводимости имеет потенциал, близкий к потенциалу токопроводящей жилы, в результате чего в изоляции кабеля возникает тангенциальная (вдоль оси кабеля) составляющая напряженности поля. С проникновением полупроводящего углерода в глубь изоляции тангенциальная напряженность увеличивается, и на поверхности бумажных лент возникают разряды. Так как разряд развивается в обе стороны, то возрастает ток, следы разрядов выявляются более отчетливо- на бумажных лентах происходит воскообра-зование и появляются древовидные побеги (рис. 1-16). В результате образования проводящих углеродистых отложений в изоляции кабеля напряженность в ней возрастает. В дальнейшем в зоне разрушения изоляции развивается тепловой пробой (температура около токопроводящей жилы повышается до 200°С).
Развитие теплового пробоя зависит от температурного хода кривой tg δ, σсловий охлаждения и величины приложенного напряжения. В случае, если теплового пробоя не произошло, ионизационный процесс распространяется вдоль изоляции, и пробой может произойти на значительном расстоянии от места начала развития пробоя у поверхности токопроводящей жилы. В кабелях с пропитанной бумажной изоляцией с экраном из полупроводящих бумаг разрушения изоляции от ионизации выражаются менее отчетливо, чем в изоляции без полупроводящего экрана.
В газонаполненных кабелях низкого и среднего давления при напряжении, незначительно превышающем напряжение ионизации, обычно происходит самозатухание ионизации. В случае, если приложенное напряжение значительно больше напряжения начала ионизации, под действием интенсивной ионизации начинается пробой изоляции около жилы.
При постоянном токе и достаточно высокой напряженности поля Е в газовом включении возникает ионизация, в результате которой (на время порядка 10- 7 сек) газ становится проводящим. При этом на поверхности газового включения образуется свободный поверхностями заряд. Плотность заряда распределяется таким образом, что напряженность поля этого заряда частично скомпенсирует внешнее приложенное поле, так что результирующее иоле в газовом включении уменьшится. При напряженности поля E н процесс ионизации прекращается и газовое включение снова становится непроводящим. Период ионизации на рис. 1-17 обозначен Δt
В дальнейшем свободные заряды стекают через изоляцию, и напряженность поля в газовом включении нарастает по экспоненциальному закону с постоянной времени, равной примерно τ = ε о ερ V . Если бы не происходило ионизации, то напряженность поля достигла бы величины
Но при Е=Е н ионизация возникает снова и цикл повторяется. Продолжительность цикла определяется периодом времени между погасанием и возникновением заряда Δt 2 , который зависит от постоянной τ., находящейся в пределах от нескольких до десятков секунд.
Электрическая прочность изоляции маслонаполненных кабелей и кабелей с вязкой пропиткой при идеально выпрямленном напряжении (не содержащем переменной составляющей) лежит в пределах 90-150 кв/мм и мало зависит от длительности приложения напряжения. В кабелях с вязкой пропиткой в результате термических циклов и стекания пропитывающего состава электрическая прочность может снижаться до 45 кв/мм. При увеличении давления с 10 до 40 н/см 2 увеличение электрической прочности не превышает 10-15%. Дальнейшее повышение давления практически не влияет на величину электрической прочности. В кабелях постоянного тока с вязкой пропиткой рабочая максимальная напряженность у поверхности токопроводящей жилы составляет от 14 до 22 кв/мм, а в маслонаполненных кабелях от 20 до 30 кв/мм.
При переменном токе вспышки ионизации происходят каждый полупериод, а при постоянном токе только при включениях и отключениях напряжения. Это объясняется тем, что при ионизации газовых включений в объеме изоляции на их стенках образуются поверхностные заряды, электрическое поле которых при постоянном токе направлено против основного поля ‘в кабеле, что способствует затуханию ионизации. При перемене полярности поле зарядов совпадает с основным электрическим полем кабеля, т. е. напряженность в газовых включениях увеличивается, способствуя развитию ионизации.
При подъеме напряжения в момент t, когда напряжение на газовом включении достигает уровня, достаточного для вспышки ионизации, в газовом включении возникают поверхностные заряды, создающие поле, обратное основному полю в кабеле. С увеличением напряжения плотность поверхностных зарядов возрастает и при подъеме напряжения до значения U 0 в момент t 2 напряжение, создаваемое поверхностными зарядами, U i = U 0 — U n таково, что ионизация гаснет. Если бы сопротивление изоляции поверхности газового включения было бесконечно велико и образовавшиеся поверхностные заряды не стекали, ионизация прекратилась бы и напряжение на включении сохранилось бы равным U n . Однако вследствие медленного стекания зарядов напряжение, создаваемое ими, уменьшается, а напряжение на газовом включении возрастает и в момент t 3 становится равным напряжению зажигания U 3 , лри котором вновь вспыхивает ионизация, которая опять продолжается до тех пор, пока напряжение на газовом включении U i не станет равным напряжению погасания U n (момент t 4 ). Если предположить, что напряжение после прекращения ионизации изменяется по экспоненциальному закону
то для повторения вспышки ионизации должно быть соблюдено условие
При выключении постоянного тока (разряд кабеля) поле в газовом включении определяется только плотностью поверхностных зарядов, и в зависимости от моментa выключения напряжение в газовом включении может иметь значения от U o — U з до U o — U n .. Если напряжение, обусловленное плотностью поверхностных зарядов, больше напряжения зажигания, то при отключении напряжения вновь вспыхивает ионизация, которая продолжается до тех пор, пока плотность поверхностных зарядов в газовых включениях не уменьшится до величины, при которой создаваемое ими напряжение станет меньше напряжения погасания. Таким образом, по значениям U 3 и U п а также условной емкости газового включения и сопротивления разряда можно вычислить частоту вспышек ионизации.
Экспериментальная проверка, проведенная в НИИПТ, показала, что при подъеме напряжения постоянного тока до максимального значения ионизация, имеющая место одновременно в ряде газовых включений, не прекращается, а интенсивность ионизации, измеренная числом вспышек, уменьшается постепенно.
В случае, если Вы не нашли информации по интересующей Вас продукции, обращайтесь на форум и Вы непременно получите ответ на поставленный вопрос. Либо воспользуйтесь формой для обращения к администрации портала.
Для справки: Раздел «Справочник» на сайте RusCable.Ru предназначен исключительно для ознакомительных целей. Справочник составлен путём выборки данных из открытых источников, а также благодаря информации, поступающей от заводов-изготовителей кабельной продукции. Раздел постоянно наполняется новыми данными, а также совершенствуется для удобства в использовании.
Список использованной литературы:
Электрические кабели, провода и шнуры.
Справочник. 5-е издание, переработанное и дополненное. Авторы: Н.И.Белоруссов, А.Е.Саакян, А.И.Яковлева. Под редакцией Н.И.Белоруссова.
(М.: Энергоатомиздат, 1987, 1988)
«Кабели оптические. Заводы-изготовители. Общие сведения. Конструкции, оборудование, техническая документация, сертификаты»
Авторы: Ларин Юрий Тимофеевич, Ильин Анатолий Александрович, Нестерко Виктория Александровна
Год издания 2007. Издательство ООО «Престиж».
Справочник «Кабели, провода и шнуры».
Издательство ВНИИКП в семи томах 2002 год.
Кабели, провода и материалы для кабельной индустрии: Технический справочник.
Сост. и редактирование: Кузенев В.Ю., Крехова О.В.
М.: Издательство «Нефть и газ», 1999
Кабельные изделия. Справочник
Автор: Алиев И.И., издание 2-е, 2004
Монтаж и ремонт кабельных линий. Справочник электромонтажника
Под редакцией А.Д. Смирнова, Б.А. Соколова, А.Н. Трифонова
2-е издание, переработанное и дополненное, Москва, Энергоатомиздат, 1990