Silové kabely se skládají z následujících hlavních prvků: proudové vodiče (TPZh), izolace, pláště a ochranné kryty. Kromě hlavních prvků může konstrukce silových kabelů zahrnovat stínění, nulové vodiče, ochranné uzemňovací vodiče a výplně.
Dirigenti určené pro průchod elektrického proudu, jsou základní a nulové. Hlavní jádra slouží k plnění hlavní funkce kabelu – přenosu elektřiny přes ně. Nulová jádra jsou určena pro tok fázového rozdílu proudů (pólů) při jejich nerovnoměrném zatížení. Jsou připojeny k neutrálu zdroje proudu.
Ochranné zemnící vodiče jsou pomocné vodiče kabelu a jsou určeny ke spojení kovových částí elektrické instalace, které nejsou pod provozním napětím, ke kterým je kabel připojen, s ochrannou zemnící smyčkou zdroje proudu.
Izolace je vrstva dielektrika (impregnovaný papír, plast, pryž atd.) navrstvená na vodivé jádro. Slouží k zajištění potřebné elektrické pevnosti proudových vodičů kabelu vůči sobě navzájem a vůči uzemněnému plášti (země).
Obrazovky se používají k ochraně vnějších obvodů před vlivem elektromagnetických polí proudů procházejících kabelem a k zajištění symetrie elektrického pole kolem žil kabelu.
Zástupné symboly navržena tak, aby eliminovala volné mezery mezi konstrukčními prvky kabelu za účelem utěsnění, poskytnutí potřebného tvaru a mechanické stability konstrukce kabelu.
Shell chránit vnitřní prvky kabelu před vlhkostí a jinými vnějšími vlivy.
Ochranné kryty určené k ochraně pláště kabelu před vnějšími vlivy. V závislosti na provedení kabelu ochranné kryty zahrnují polštář, pancéřový kryt a vnější kryt.
1.2. Klasifikace a značení silových kabelů
Silové kabely jsou vhodně klasifikovány podle jmenovitého napětí, pro které jsou navrženy; klasifikační znaky mohou také sloužit jako typ izolace a konstrukční vlastnosti kabelů (viz obr. 1.1).
Všechny silové kabely podle jmenovitého provozního napětí lze rozdělit do dvou skupin. Skupina kabelů nízkého napětí zahrnuje kabely určené pro provoz v elektrických sítích s izolovaným neutrálem střídavého napětí 1, 3, 6, 10, 20 a 35 kV o frekvenci 50 Hz. Stejné kabely lze použít v sítích střídavého napětí s uzemněným nulovým vodičem a v sítích stejnosměrného napětí. Takové kabely se v Rusku vyrábějí s impregnovanou papírovou, plastovou a pryžovou izolací a nejslibnějším typem izolace je plast.
Rýže. 1.1. Klasifikace napájecích kabelů
Kabely s plastovou izolací se snadněji vyrábějí, snadno instalují a obsluhují. V současné době se výrazně rozšiřuje výroba plastových izolovaných silových kabelů. Napájecí kabely s pryžovou izolací jsou k dispozici v omezeném množství. Nízkonapěťové kabely jsou v závislosti na účelu k dispozici v jednožilovém, dvoužilovém, třížilovém a čtyřžilovém provedení (obr. 1.2–1.4).
Rýže. 1.2. Dvoužilové kabely s kruhovými (a) a segmentovými (b) žilami
Jednožilové a třížilové kabely jsou určeny pro provoz v sítích s napětím 1–35 kV, dvoužilové a čtyřžilové kabely se používají v sítích s napětím do 1 kV.
Rýže. 1.3. Třížilové kabely s kruhovými (a) a sektorovými (b) žilami
Čtyřžilový kabel je určen pro čtyřvodičové AC sítě. Čtvrté jádro v něm je uzemnění nebo uzemnění, takže jeho průřez je obvykle menší než průřez hlavních jader. Při pokládání kabelů v nebezpečných oblastech a v některých dalších případech je však průřez čtvrté žíly zvolen rovný průřezu hlavních žil.
Rýže. 1.4. Čtyřžilové kabely
Do skupiny vysokonapěťových kabelů patří kabely určené pro provoz v sítích střídavého napětí 110, 220, 330, 380, 500, 750 kV a výše a kabely stejnosměrného napětí kV a výše. Převážná část vysokonapěťových kabelů v Rusku se v současnosti vyrábí s papírovou izolací impregnovanou olejem – jedná se o nízkotlaké a vysokotlaké kabely plněné olejem. Vysoká dielektrická pevnost izolace těchto kabelů je zajištěna přetlakem oleje v nich. V zahraničí se ale rozšířily i kabely plněné plynem, ve kterých se používá plyn, a to jak ve formě izolačního média, tak k vytvoření přetlaku v izolaci. Nejslibnější jsou vysokonapěťové kabely s plastovou izolací, ale problém vytvoření takových kabelů pro napětí 110 kV a vyšší ještě není zcela vyřešen.
Označení silových kabelů obvykle obsahuje písmena označující materiál, ze kterého je jádro vyrobeno, izolaci, plášť a typ ochranného krytu. Označení vysokonapěťových kabelů také odráží vlastnosti jeho konstrukce.
Měděné vodiče v označení kabelů nejsou označeny zvláštním písmenem, hliníkový vodič je označen písmenem A, které je na začátku označení. Další písmeno značky kabelu označuje izolační materiál a impregnovaná papírová izolace nemá označení písmenem, polyetylenová izolace je označena písmenem P, izolace PVC písmenem B a pryžová izolace písmenem P Následuje písmeno odpovídající typu ochranného pláště: A – hliník, C – olovo, P – polyetylenová hadice, V – PVC plášť, R – pryžový plášť. Poslední písmena označují typ ochranného krytu.
Například kabel značky SG má měděné jádro, impregnovanou papírovou izolaci, olověný plášť a chybí ochranné kryty. Kabel značky APASHv má hliníkové jádro, polyetylenovou izolaci, hliníkový plášť a PVC hadici. Kabely plněné olejem obsahují ve svém označení písmeno M (na rozdíl od kabelů plněných plynem – písmeno G), dále písmeno označující charakteristiky tlaku oleje v kabelu a související konstrukční vlastnosti. Například kabel značky MNS je olejový nízkotlaký kabel v olověném plášti se zpevňujícím a ochranným krytem nebo kabel značky MVDT je olejový vysokotlaký kabel v ocelovém potrubí.
Silové kabely se skládají z následujících hlavních prvků: vodiče, izolace, pláště a ochranné kryty. Kromě hlavních prvků může návrh kabelu zahrnovat stínění, ochranné uzemňovací vodiče a výplně.
Silové kabely se rozlišují: podle druhu kovu proudových vodičů – kabely s hliníkovými a měděnými vodiči, podle druhu materiálů, kterými jsou proudové vodiče izolovány, kabely s papírovou, plastovou a pryžovou izolací, podle druhu druh ochrany izolace vodičů kabelu před vlivem vnějšího prostředí – kabely v kovovém, plastovém a pryžovém plášti, podle způsobu ochrany před mechanickým poškozením – pancéřované a nepancéřové, podle počtu žil – jedno- , dvou-, tří-, čtyř- a pětijádrových.
Každý design kabelu má své vlastní označení a značku. Značka kabelu je tvořena počátečními písmeny slov popisujících design kabelu.
Rýže. 1. Průřezy silových kabelů: a – dvoužilové kabely s kruhovým a segmentovým jádrem, b – třížilové kabely s pásovou izolací a samostatnými plášti, c – čtyřžilové kabely s kulatým, sektorovým a trojúhelníkovým neutrálním jádrem, 1 – proudovodné jádro, 2 – nulové jádro, 3 – izolace jádra, 4 – stínění na jádru vodiče, 5 – pásková izolace, 6 – výplň, 7 – stínění na izolaci jádra, 8 – plášť, 9 – pancéřový kryt , 10 – vnější ochranný kryt
Konstrukční prvky silových kabelů a jejich účel.
Vodiče jsou vodiče elektrického proudu. Silové kabely mají hlavní a nulový vodič. Hlavní vodiče se používají k přenosu elektrické energie a nulové vodiče se používají k průchodu rozdílu fázových proudů při nerovnoměrném zatížení.
Vodivá jádra silových kabelů jsou vyrobena z hliníku a mědi, jednožilová a vícežilová. Tvar jader je kulatý, sektorový nebo segmentový (viz obr. 1).
Hliníkové kabelové žíly do 35 mm2 včetně jsou vyráběny jednožilové, 50-240 mm2 – jednožilové nebo vícežilové, 300-800 mm2 – vícežilové.
Měděné vodiče do 16 mm2 včetně se vyrábějí jednožilové, 25 – 95 mm2 – jednožilové nebo vícežilové, 120 – 800 mm2 – vícežilové.
Nulový vodič nebo ochranný zemnící vodič má zpravidla menší průřez ve srovnání s hlavními vodiči. Může mít kulatý, sektorový nebo trojúhelníkový tvar a je umístěn ve středu kabelu nebo mezi jeho hlavními jádry (viz obr. 1).
Ochranný zemnící vodič slouží k připojení neživých kovových částí elektrické instalace k ochrannému zemnícímu obvodu.
Izolace poskytuje potřebnou elektrickou pevnost vodičů s proudem ve vztahu k sobě navzájem a k uzemněné skořepině (země). Používá se papírová, pryžová a plastová (polyvinylchloridová a polyetylenová) izolace.
Izolace aplikovaná na jádro kabelu se nazývá izolace jádra a izolace aplikovaná na izolovaná kroucená nebo paralelně položená jádra vícežilového kabelu se nazývá izolace pásů.
Papírová izolace kabelů je napuštěna viskózními impregnačními směsmi (olejová kalafuna nebo elektroizolační syntetika).
Nevýhodou kabelů s viskózním impregnačním složením je extrémně omezená možnost jejich pokládání podél nakloněných tras, jmenovitě výškový rozdíl mezi jejich koncovými těsněními by neměl překročit: pro kabely s viskózní impregnací do 3 kV, pancéřované a nepancéřované v hliníku plášť – 25 m, nepancéřovaný v olověném plášti – 20 m, pancéřovaný v olověném plášti – 25 m, pro kabely s viskózní impregnací 6 kV pancéřovaný a nepancéřovaný v olověném plášti – 15 m, v hliníku – 20 m, pro kabely s viskózní impregnace 10 kV pancéřované a nepancéřované v olověném a hliníkovém plášti – 15 m.
Kabely s viskózní impregnační kompozicí, jejíž volná část byla odstraněna, se nazývají chudé impregnované izolační kabely. Používají se při pokládce na svislých a šikmých trasách bez omezení rozdílu hladin, pokud se jedná o nepancéřované a pancéřované kabely v hliníkovém plášti pro napětí do 3 kV a s rozdílem hladin do 100 m – pro jakékoli jiné kabely s vyčerpaná izolace.
Pro pokládku podél svislých a prudce nakloněných tras bez omezení rozdílu úrovní jsou kabely vyráběny s papírovou izolací impregnovanou speciální kompozicí na bázi ceresinu nebo polyisobutylenu. Tato kompozice má zvýšenou viskozitu, v důsledku čehož při ohřevu kabelu položeného svisle nebo podél strmě nakloněné trasy nestéká dolů. Proto lze kabely s takovou izolací pokládat do libovolné výšky, stejně jako kabely s plastovou a pryžovou izolací.
Pryžová izolace se vyrábí ze souvislé vrstvy pryže nebo z pryžových pásů s následnou vulkanizací. Silové kabely s pryžovou izolací se používají v sítích AC do 1 kV a DC sítích do 10 kV.
Silové kabely s plastovou izolací mají izolaci vyrobenou z polyvinylchloridové plastové směsi ve formě souvislé vrstvy nebo z polyetylenových kompozic. Používají se také kabely s izolací ze samozhášecího (nehořlavého) a vulkanizovaného polyetylenu.
Stínění slouží k ochraně vnějších obvodů před vlivem elektromagnetických polí proudů procházejících kabelem a k zajištění symetrie elektrického pole kolem žil kabelu. Síta jsou vyrobena z polovodivého papíru a hliníkové nebo měděné fólie.
Výplně jsou nutné k odstranění volných prostorů mezi kabelovými konstrukčními prvky, aby utěsnily, dodaly kabelové konstrukci požadovaný tvar a mechanickou stabilitu. Jako plniva se používají svazky papírových pásek nebo kabelové příze, plastové nebo pryžové nitě.
Opláštění napájecích kabelů. Hliníkové, olověné, vlnité, plastové a pryžové nehořlavé (nairitové) kabelové pláště chrání vnitřní prvky kabelu před zničením vlhkostí, kyselinami, plyny atd.
Hliníkový plášť silových kabelů pro napětí do 1 kV lze použít jako čtvrtý (nulový) vodič ve čtyřvodičových střídavých sítích s pevně uzemněným neutrálem, s výjimkou instalací s výbušnou atmosférou a instalací, ve kterých proud v nulový vodič za normálních podmínek je více než 75 % proudu ve fázovém vodiči.
Ochranné kryty na napájecí kabely. Protože se pláště kabelů mohou chemickými a mechanickými vlivy poškodit nebo dokonce zničit, jsou kryty ochrannými kryty.
Ochranné kryty chrání kabelové pláště před vnějšími vlivy (koroze, mechanické poškození). Patří mezi ně polštář, pancéřový kryt a vnější kryt. V závislosti na provedení kabelu se používá jeden, dva nebo tři ochranné kryty.
Podložka je umístěna přes štít nebo plášť, aby jej chránila před korozí a poškozením pancéřovými páskami nebo dráty. Polštář je vyroben z vrstev impregnované kabelové příze, polyvinylchloridových, polyamidových a jiných ekvivalentních pásek, krepového papíru, bitumenové směsi nebo bitumenu.
Pro ochranu před mechanickým poškozením jsou kabelové pláště omotány v závislosti na provozních podmínkách ocelovou páskou nebo drátěným pancířem. Drátěné brnění je vyrobeno z kulatých nebo plochých drátů.
Pancéřování z plochých ocelových pásků chrání kabely pouze před mechanickým poškozením. Kromě toho pancéřování z ocelových drátů absorbuje i tažné síly. Tyto síly vznikají v kabelech, když jsou kabely položeny svisle ve velkých výškách nebo podél strmě nakloněných tras.
Pro ochranu kabelového pancíře před korozí je pokryta vnějším krytem z vrstvy kabelu nebo skleněné příze impregnované bitumenovou kompozicí a v některých provedeních je přes vrstvy příze a bitumenu umístěna hadice z extrudovaného polyvinylchloridu nebo polyetylenu. .
V dolech, výbušných a požárně nebezpečných prostorech není dovoleno používat pancéřované kabely konvenční konstrukce z důvodu přítomnosti „polštáře“ obsahujícího hořlavý bitumen mezi pláštěm a pancířem kabelu. V těchto případech by měly být použity kabely s nehořlavým „polštářem“ a vnějším obalem ze skelné příze vyrobené ze staplových skelných vláken.
Telegramový kanál pro ty, kteří se chtějí každý den učit nové a zajímavé věci: Škola pro elektrikáře
Pokud se vám tento článek líbil, sdílejte odkaz na něj na sociálních sítích. Velmi to pomůže rozvoji našeho webu!
