Силовые кабели

Силовые кабели, как правило, применяются для соединения трансформаторных подстанций и распределительных устройств. В зависимости от условий используют силовые кабели различной конструкции, но все конструкции содержат как минимум три общих главных элемента:

• токопроводящая жила;
• изоляция;
• оболочка (оплетка) кабеля для защиты от механических и климатических воздействий.

Рис. 1. Схематичное устройство кабеля АПвВГ:
1 – токопроводящая жила;
2 – изоляция жилы;
3 – поясная изоляция;
4 – наружная оболочка

В качестве примера относительно простого силового кабеля, содержащего минимум элементов можно привести кабель АПвВГ. Его схематичное устройство показано на рис. 1, а внешний вид – на рис. 2. Обозначение кабеля расшифровывается следующим образом (символы перечислены слева направо):

• А – алюминиевая токопроводящая жила;
• Пв – изоляция из сшитого полиэтилена;
• В – оболочка из поливинилхлоридного пластикати;
• Г – отсутствие защитных покровов.

Рис. 2. Внешний вид кабеля АПвВГ

В некоторых случаях к силовому кабелю предъявляют дополнительные требования. Например, в кабеле ВВГнг(А)-LSLTx-П используется оболочка из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести. Этот кабель имеет низкие показатели дымо- и газовыделения при горении и тлении, а также низкую токсичность продуктов горения.

Рассмотрим отдельные элементы силового кабеля. Токопроводящие жилы изготавливаются из алюминия или меди. Медные жилы имеют более низкое удельное сопротивление, они также более пластична и не повреждаются при изгибах, но их стоимость довольно высока. Алюминиевые провода дешевле и доступнее, что отражается и на стоимости кабеля, но они имеют меньшую пластичность и могут повреждаться при изгибах.

Жилы могут быть однопроволочными или многопроволочными. В многопроволочных жилах проволоки располагаются слоями вокруг центральной проволоки. Обычно в первом слое 6 жил, во втором – 12, в третьем – 18 и т.д. Сечение однопроаолочных жил не превышает 50 мм², а сечение многопроволочных жил достигает 1000 мм².

К изоляции в силовых кабелях предъявляют строгие требования. Она должна иметь значительную электрическую прочность, чтобы выдерживать перенапряжения сети, которые часто возникают при работе мощных токоприемников. Кроме того, изоляция должна иметь высокое сопротивление для предотвращения токов утечки.

Для изоляции, как правило, используют бутилкаучук, поливинилхлорид (ПВХ), полиэтилен, сшитый полиэтилен и пропитанную бумагу. Последняя имеет самую высокую электрическую прочность вплоть до 35 кВ. Для кабелей, эксплуатируемых в условиях высокой влажности, кроме ПВХ используют полиэтилен. Оба этих диэлектрика имеют низкие потери и достаточную электрическую прочность до 6 кВ.

Внутренняя оболочка используется для защиты от влаги. Она может быть изготовлена из свинцовых сплавов, который обладает высокой прочностью и может выдерживать внутреннее давление в герметичных кабелях. Также используется алюминиевая оболочка, она имеет меньший вес и высокую механическую прочность.

Заполнители в силовых нужны для устранения пустот между элементами кабеля, они придают кабелю нужную форму, также их используют для герметизации. Заполнители изготавливаются из кабельной пряжи или бумажных жгутов.

При прокладке кабеля и его эксплуатации могут возникать повреждения, для защиты от внешних механических воздействий используют наружный защитный покров, в частности бронированный кабель. Его применяют для стационарных устройств в сетях с напряжением не более 6 кВ переменного тока или 10 кВ постоянного тока.

Помимо высокой механической прочности к достоинствам бронированных кабелей причислим значительный срок службы 30–50 лет, сохранение параметров в условиях высокой влажности, невосприимчивость к перепадам температуры, а также высокая коррозионная стойкость. На рис. 3 в качестве примера показан бронированный кабель ПвБП 3×120/16–6кВ. Обозначение кабеля расшифровывается следующим образом (символы перечислены слева направо):

• Пв – изоляция жил из сшитого полиэтилена;
• Б – броня из 2 стальных лент;
• П – оболочка из полиэтилена;
• 120 – сечение токопроводящей жилы;
• 16 – сечение экрана;
• 6 кВ – рабочее напряжение

Рис. 3. Бронированный экранированный кабель ПвБП 3×120/16–6кВ

Бронирование выполнено из двух оцинкованных стальных лент, а наружная оболочка представляет собой полиэтиленовый шланг. Разделяющий слой изготавливается из стеклоленты или слюдосодержащей ленты. Для защиты внешней среды от электромагнитных помех в кабеле предусмотрены экраны трех типов: токопроводящий, изоляционный и общий.