Рисунок 6.1-Трехфазный трехобмоточный трансформатор на     110/38,5/11кВ

1- ввод на 110кВ; 2- ввод на 35кВ; 3- изоляционный цилиндр; 4- ввод на 11кВ; 5- привод переключателя; 6- выхлопная труба; 7-маслорасширитель; 8- магнитопровод; 9-переключатель ответвлений обмотки 110кВ; 10-обмотка 110кВ; 11-экранирующие витки обмотки 110кВ; 12- термосифонный фильтр; 13-тележка; 14-бак; 15-трубчатый радиатор; 16-двигатель-вентилятор.

Катушечные обмотки могут выполняться с вводом на конце и с вводом в середине. Катушечные обмотки имеют лучшие условия охлаждения за счет хорошего омывания катушек маслом и более высокую устойчивость при коротких замыканиях. Однако в катушечных обмотках распределение потенциалов при воздействии импульсных напряжений более неравномерно, чем в цилиндрических слоевых. Цилиндрические слоевые обмотки имеют более равномерное распределение потенциалов вдоль слоев при переходных режимах, что делает целесообразным их применение на высокие напряжения. Недостатками цилиндрических слоевых обмоток являются их меньшая механическая устойчивость при коротких замыканиях и худший теплоотвод. Силовые трансформаторы большой мощности изготавливают, как правило, с катушечными обмотками. Слоевые цилиндрические обмотки находят применение в трансформаторах испытательных, измерительных (трансформаторах напряжения) и силовых небольшой мощности. Электрическая изоляция обмоток трансформаторов делается либо маслобарьерной, либо бумажно-масляной. Пробивное напряжение маслобарьерной изоляции определяется масляными прослойками. Так как электрическая прочность масла ниже, чем бумажно-масляной изоляции, то размеры маслобарьерной изоляции больше, чем бумажно-масляной.

Рисунок 6.2 - Классификация изоляции масляных трансформаторов

Наличие в маслобарьерной изоляции свободных каналов создает благоприятные условия охлаждения обмоток циркулирующим маслом. Электрическая прочность в бумажно-масляной изоляции выше, чем в маслобарьерной, что позволяет снизить ее толщину. Циркуляция масла в бумажно-масляной изоляции практически не происходит, что ухудшает теплоотвод от обмоток. Иногда в бумажно-масляной изоляции делают каналы для циркуляции масла. Однако в этом случае размеры изоляции определяются допустимой напряженностью поля в масляном канале, что приводит к уменьшению средней напряженности поля. Барьеры изготавливаются из электрокартона и располагаются перпендикулярно силовым линиям электрического поля. В трансформаторах  электрическое поле имеет сложную конфигурацию, поэтому приходится применять комбинацию барьеров разной формы. В основном применяют три типа барьеров: цилиндрический барьер, плоскую шайбу и угловую шайбу. Количество барьеров зависит от номинального напряжения. В ряде случаев цилиндрический барьер выполняется из бакелита.

В газонаполненных трансформаторах, внутрибаковой изоляцией служит газ с высокой электрической прочностью (элегаз, фреон) под давлением 0,2—0,3 МПа. Электрическая прочность этих газов при давлении 0,2— 0,3 МПа приближается к электрической прочности трансформаторного масла. Теплоотвод от обмоток трансформатора при обтекании их высокопрочными газами примерно в 2 раза меньше, чем при обтекании маслом. Однако теплоотвод может быть значительно увеличен, если применять фреон с температурой кипения около 50—80°С при давлении 0,2—0,3 МПа. В этом случае трансформатор заливается жидким фреоном, который при повышении температуры обмоток до 60—90°С закипает. Коэффициент теплоотдачи к кипящей жидкости в сотни и тысячи раз больше, чем при обычной конвекции. За счет вскипания теплоотвод к жидкости увеличивается в десятки и сотни раз, что обеспечивает интенсивное охлаждение трансформатора. Образующийся газ собирается в верхней части бака трансформатора и направляется в конденсатор. Образующийся конденсат направляется в бак трансформатора. Описанная схема охлаждения трансформатора использует высокую электрическую прочность фреона в газообразном состоянии. Применение фреона позволяет заметно снизить габаритные размеры трансформатора и его массу. Конденсационное устройство получается достаточно компактным из-за высокого коэффициента теплоотдачи от конденсирующейся жидкости.    Газонаполненные трансформаторы находят применение в передвижных установках, например в электровозах переменного тока. Изоляция газонаполненного трансформатора может быть подразделена на те же виды, что и у маслонаполненного.

Воздушные трансформаторы не имеют бака, и в качестве изоляции используется окружающий воздух в сочетании с твердой изоляцией. Изоляция обмоток трансформатора подвержена действию окружающего воздуха, что приводит к возможности ее увлажнения и загрязнения. Твердая изоляция, служащая для крепления обмоток, должна быть влагостойкой. Воздушные трансформаторы применяют в закрытых помещениях.

Для изготовления некоторых видов трансформаторов применяют твердую изоляцию на основе эпоксидных компаундов. Заливка эпоксидным, компаундом обмоток обеспечивает их изолирование и герметизацию. Сравнительная простота изготовления изоляции на основе эпоксидных компаундов обеспечила достаточно широкое их применение в измерительных трансформаторах на напряжение до 35 кВ. Силовые трансформаторы на основе эпоксидных компаундов, как правило, не изготавливаются. Недостаток эпоксидных компаундов - значительные механические внутренние напряжения, разви­вающиеся в нем при понижении температуры.

Продольная изоляция обмоток трансформатора подвергается в рабочем режиме сравнительно небольшим напряжениям. Так, между двумя соседними витками разность потенциалов обычно не превышает 30—50 В при U_раб. Наибольшие напряжения, действующие на продольную изоляцию, возникают при действии на обмотку импульсов с крутым фронтом. Главная изоляция трансформаторов подвергается действию достаточно высокого переменного U_раб и перенапряжений. Наибольшее импульсное напряжение на главной изоляции может превосходить воздействующее напряжение на 20% при заземленной нейтрали и на 80% при изолированной нейтрали.

 7 Лекция №7.  Изоляция конденсаторов и требования к ним. Изоляционные материалы для кабелей и проводов

 Содержание лекции:

-  изоляция конденсаторов;

- изоляционные материалы для кабелей и проводов.

Цели лекции:

- ознакомление с изоляцией конденсаторов, кабелей, проводов и требованиями к ним.

7.1 Изоляция конденсаторов

 Конденсатор –это устройство, состоящее из системы двух или более проводников (обкладок), разделенных электрической изоляцией, предназначенное для использования его в электрической емкости. Основное назначение конденсатора – накапливать электрический заряд и энергию.В современных конденсаторах используют изоляцию с линейными и нелинейными характеристиками. В зависимости от применяемого линейного материала различают следующие виды: а) газовые, в которых изоляционными материалами являются газы, воздух, вакуум; б) жидкостные: маслонаполненные, водяные, с синтетическим жидким диэлектриком и т.д.; в) с твердой неорганической изоляцией: слюдяные, керамические, стеклянные; г) с твердой органической изоляцией: бумажные, пленочные и т.д.; д) комбинированной изоляцией: бумажно-пленочно-масляные и т.д.

Конденсаторы различают по роду напряжения, при котором они работают. Это может быть: постоянное, выпрямленное, переменное промышленной частоты, переменное повышенной частоты (10²-10⁴ Гц), переменное высокой частоты (выше 10⁵ Гц), импульсное напряжение.      

Силовые конденсаторы применяют в следующих случаях: 1) в силовых сетях промышленной частоты высокого и низкого напряжений частотой 50 Гц (косинусные конденсаторы, конденсаторы продольной емкостной компенсации,  конденсаторы емкостного отбора мощности); 2) в силовых установках повышенных частот (электротермические установки частотой до 10 кГц); 3) в установках постоянного и пульсирующего напряжений; 4) в установках импульсного напряжения.

Важнейшая характеристика конденсатора – удельная энергия W_уд, равная отношению запасенной в конденсаторе электрической энергии W_к к объему активного диэлектрика V

                    W_уд =W_к/V = (CU²/2)/ Sd = ε₀ε_rЕ² / 2                                   (7.1)

где S – площадь пластин конденсатора; d – толщина диэлектрика.

Из формулы 7.1 можно выразить энергию конденсатора

                               W_к=W_удV ε₀ε_rЕ² / 2 Sd = l³                                        (7.2)

где l – линейные размеры конденсатора.

Как видно из форомулы (7.2), энергия конденсатора, а следовательно, и потери растут пропорционально кубу линейных размеров.     

Основное характерное отличие силовых конденсаторов от прочих конденсаторов – сравнительно большие протекающие через них токи, которые даже при малых диэлектрических потерях приводят к заметному нагреву конденсаторов. Основные проблемы, решаемые при проектировании и изготовлении конденсаторов, заключаются в обеспечении требуемой емкости, рабочего напряжения и тепловой устойчивости. Все это определяется изоляцией  конденсатора: диэлектрической проницаемостью диэлектрика, допустимой величиной рабочей напряженности электрического поля, диэлектрическими потерями и условиями теплоотвода.

Силовые конденсаторы состоят из секций в основном рулонного типа.

Секции наматывают на цилиндрическую оправку и после снятия с оправки расплющивают, либо оставляют на цилиндрическом изоляционном каркасе,  получая цилиндрическую секцию. В зависимости от номинального напряжения и емкости конденсатора его секции соединяются параллельно, последовательно или смешанно. Пакет помещают в корпус, пропитывают и герметизируют для предотвращения попадания воздуха и влаги. Секции конденсаторов выполняются либо со скрытой, либо с выступающей фольгой. Конструкцию с выступающей фольгой применяют для улучшения теплоотвода и для уменьшения индуктивности секций. Для увеличения напряжения применяют конструкцию со «слепой» промежуточной фольгой, при этом секция состоит из нескольких подсекций, соединенных последовательно, а выводы имеют только первая и последняя фольга. В качестве изоляции используется пропитанная конденсаторная бумага и полимерные пленки. Самые существенные характеристики конденсаторной бумаги – ее толщина (колеблется от 4 до 30 мкм), плотность, угол диэлектрических потерь (у пропитанной бумаги tg .=0.0012..0.0026) и электрическая прочность, сильно зависящая от материала пропитки. Из полимерных пленок в конденсаторах промышленной и повышенной частоты применяют полипропиленовую пленку (ε=2.25, tgδ=0.0003), а в импульсных конденсаторах – лавсановую пленку (ε=3.2, tgδ=0.003 при 50 Гц и tgδ =0.02 при 1 МГц). У полимерных пленок высокая электрическая прочность, достаточная термостойкость и механическая прочность, совместимость с жидкими диэлектриками, применяемыми для пропитки. В силовых конденсаторах часто применяют комбинированную бумажно-пленочную изоляцию, в которой слои конденсаторной бумаги перемежаются со слоями полимерной пленки. Бумага впитывает жидкость, втягивая ее в прослойки между пленками, и обеспечивает отсутствие газовых включений. В такой изоляции благоприятное распределение напряженности электрического поля: в пленке напряженность примерно вдвое больше, чем в бумаге, поскольку ε  пленки примерно вдвое меньше, а электрическая прочность пленки выше. В качестве пропиток используют нефтяное конденсаторное масло, хлорированные дифенилы и их заменители, а в импульсных конденсаторах – касторовое масло. Хлорированные дифенилы имеют более высокую диэлектрическую проницаемость по сравнению с конденсаторным маслом, высокую стойкость к разложению в электрическом поле, негорючесть, но токсичны и чувствительны к примесям. Электродами в силовых конденсаторах является алюминиевая фольга толщиной 7..12 мкм. В некоторых типах конденсаторов используется слой металла (цинка или алюминия), нанесенный на поверхность ленты или бумаги. В последнее время большинство производителей силовых конденсаторов отказываются от использования бумажного и бумажно-пленочного диэлектрика, переходя к чисто пленочному с экологический безопасными пропитывающими жидкостями.

Рабочие напряженности поля Eраб в изоляции бумажно-масляных конденсаторов составляют 12..14 кВ/мм, при пропитке хлордифенилами или их заменителями Eраб возрастают до 18..22 кВ/мм, но при этом возможен недопустимый нагрев и угол потерь должен быть малым. Бумажно полипропиленовый диэлектрик с двумя листами пленки (.r=2.25) и листом бумаги (.r=4) между ними допускает Eраб от 18 кВ/мм и выше в бумажном компоненте в зависимости от пропитки и до 50..60 кВ/мм в пленке. Конденсаторы с чисто пленочным диэлектриком допускают Eраб до 50..60 кВ/мм, а в конденсаторах с использованием металлизированной полипропиленовой пленки – до 70 кВ/мм. При повышенных частотах допустимые рабочие напряженности поля определяются в основном тепловым режимом. При постоянном напряжении допустимая рабочая напряженность может достигать 80 кВ/мм.

  7.2 Изоляционные материалы для кабелей и проводов

  Для кабелей и проводов применяют резиновую, пластмассовую, пропитанную бумажную и иные виды изоляции. Изоляционные материалы обозначаются буквой И с индексами, соотвествующими материалу.

 Резиновая изоляция изготавливается на основе натуральных или синтетических (бутадиеновые, бутиловые и др.) каучуков. Используются следующие типы установленных ГОСТом изоляционных резин: РТП-0, РТИ-1, РТИ-2, РНИ, классифицируемые в зависимости от содержания каучука. Испытание резин на старение проводят в течение 4 суток при температуре +120^0­­­С. На основе каучука кремнийорганических сортов производится кремнийорганическая резина, обладающая более высокими электрофизи-ческими свойствами. Например, она длительно устойчива к воздействию температур в диапазоне от -60 до +200^0­­­С.

Изоляции из поливинилхлоридного пластификата (ПВХП) представляют собой смеси из поливинилхлорида с пластификаторами, стабилизаторами и иными добавками, которые придают ПВХП эластичность, облегчают его обработку, однако ухудшают его электроизоляционные свойства, нагревостойкость, химическую стойкость. К ПВХП общего приме-нения относятся марки: И40, И45, И60. ПВХП пониженной горючести марки НГП 40-32 и НГП 30-32 выпускаются в соответствии с ТУ 2246-425-05761784-98, ПВХП марки ИМ 40-8, ИОМ 40-8 – в соответствии с ТУ 6-02-51-90, ПВХП повышенной тепло и бензомаслостойкости марки ИТ-105В – в соответствии с ТУ 16. К71-275-98 и т.д. ПВХП марок И40-13, И40-13А, И40-14 используются для изоляции проводов и кабелей в диапозоне температур от -40 до +70^0­­­С. Для той же цели используются марки И50-13, И50-14 в диапазоне температур от -50 до +70^0­­­С, а И60-12 – в диапазоне температур -60 +70^0­­­С, все эти марки изоляции рекамендованы для районов крайнего Севера. Для изоляции и оболочки кабелей используется марка И45-12.

Полиэтиленовая изоляция изготавливается на основе полиэтиленов низкой плотности (ПЭНП) и полиэтиленов высокой плотности (ПЭВП). ПЭНП получают полимеризацией этилена при высоком давлении, а ПЭВП – при низком давлении с применением металлоорганических катализаторов. Маркировка композиций на основе ПЭНП включает трехзначные цифры, начинающиейся с единицы: 102, 107 и т.д. маркировка на основе ПЭВП – цифры, начинаюшиеся с двойки: 204, 206, 207 и т.д.  Электрическая прочность для полиэтиленовых изоляций (ПЭИ) толщиной 1 м при частоте 50 Гц составляет 35-40 кВ/мм. Диэлектрическая проницаемость при частоте  МГц изменяется в пределах 2,3 – 2,4. Тангенс угла диэлектрических потерь при той же частоте – в пределах от 2-7*10^-4.

Изоляция из фторопласта (политетрафторэтилена). Сокращенно Ф-4, обладает высокими механическими диэлектрическими свойствами. Ф-4 используют в диапазоне температур от -90 до +250º С. Наряду с Ф-4 используются сополимеры Ф-4Д, Ф-7М, Ф-40Ш. Ф-4 исключительно стоек к большинству химических веществ. Толщину изоляции проводов принимают равной 0,25 мм при напряжении до 1000 В. Изоляции на жилы накладывается либо сплошным монолитным слоем из Ф-4Д, Ф-4М, Ф-4оШ, либо обмоткой ленточной изоляции из Ф-4. которую затем для получения монолитности подвергают нагреву. Температурные индексы диэлектрических материалов зависят от их физических свойств и определяются классом нагревостойкости.

 7.3 Изолированные провода для воздушных ЛЭП.

 В целях повышения надежности электроснабжения при передаче и распределении электроэнергии в силовых и осветительных сетях исользуются изолированные аллюминевые провода со стальной несущей жилой и без нее.

Самонесущие изолированные провода (СИП) применяют для ЛЭП с рабочими напряжениями 0,6/1, 10 и 20 кВ. 50 Гц при температуре от -50 до +50º С. Они обеспечивают работу линии даже при схлестывании проводов или падения на них деревьев. Применение СИП снижает реальные эксплуатацион-ные расходы до 80%; не происходит гололедообразования, уменьшается ширина просеки. Провода марок САПт, САПсш, САСПсш используются для сетей 350 В 50 Гц. Следует отметить, что допустимые токовые нагрузки проводов с изоляцией из светостабилизированного термопластичного или сшитого полиэтилена зависят от солнечной радиации и температуры воздуха.

 8 Лекция № 8,9. Силовые кабели. Классификация и назначение

 Содержание лекции:

- классификация и назначение кабелей;

- силовые кабели, их маркировка и конструкции;

- условия и способы прокладки кабелей;

- силовые кабели на напряжение 1-10 кВ;

- одножильные кабели на напряжение 1-10 кВ;

- двухжильные силовые кабели;

- трехжильные силовые кабели;

- четырехжильные силовые кабели.

 Цели лекции:

- ознакомление с конструкцией и изоляцией  кабелей, проводов.

 8.1 Классификация и назначение кабелей.

 Кабели по признакам материала проводящих жил передаваемой энергии или информации делят на две группы:

- электрические кабели с металлическими жилами;

- кабели с оптическими волокнами.

Кабели с оптическими жилами могут иметь и дополнительные металлические токопроводящие жилы.

Электрические кабели с металлическими жилами классифицируют по порядку передаваемой через кабели мощности, величине напряжения, типу изоляции, назначению и т.д. В соответствии с этим различают:

- силовые кабели низкого, среднего и высого напряжения;

- силовые гибкие кабели;

- кабели управления;

- контрольные кабели;

- низковольтные провода и шнуры;

- кабели и провода связи;

- радиочастотные кабели;

- специальные кабели и др.

Силовые кабели предназначены для передачи и распределения электрической энергии.

По типу изоляции силовых кабелей различают:

          - силовые кабели с бумажной изоляцией, в том числе пропитанные и маслонаполненные;

- силовые кабели с пластмассовой изоляцией;

- силовые кабели с резиновой изоляцией.

По величине линейного рабочего напряжения силовые кабели подразделяют на:

- кабели на напряжения 1...10 кВ;

- кабели на напряжения 20...35 кВ;

- кабели на напряжения 110...500 кВ.

Приведенная классификация в известной мере условна, однако позволяет систематически представить сведения о части кабелей, насчитывающей более 1000 марок и конструкции.

  8.2  Силовые кабели, их маркировка и конструкции

 Силовые кабели состоят из одной, трех или четырех одно или многопроволочных медных или алюминиевых жил, изолированных друг от друга и окружающей среды бумажно – пропитанной, резиновой или пластмассовой изоляцией, герметизированных свинцовыми, алюминиевыми, пластмассовыми или резиновыми оболочками и защищенных, как правило, броней из стальных лент или оцинкованной стальной проволки, а также защитными антикоррозийными покровами.

Изоляции жил кабелей  изготавливаются из бумажных лент, пропитанных маслоканифольным составом, из поливинилхлоридного пластиката, полиэтилена, сшитого полиэтилена, резины.

Диапазон переменного рабочего напряжения, на которой изготавливаются силовые кабели, находится в пределах от 660 до 500 кВ. Величина рабочего напряжения влияет на конструкцию кабелей.

Буквенное обозначение определяет конструкцию кабелей, их брони, защитных оболочек и покровов. Кабели с алюминиевыми жилами обозначают буквой А. Наличие медных жил в маркировке кабеля не выделяется. Например: ААБв – кабель с алюминиевыми жиломи с бумажной пропитанной изоляцией, в алюминиевой оболочке под броней из стальных лент с выпрессованной из поливинилхлорида защитной оболочкой; СБ – кабель с бумажной пропитанной изоляцией с медными жилами, в свинцовой оболочке (С), с броней из стальных лент (Б), с защитными покровами из кабельной пляжи, проитанной битумом; АСБ – тоже, что СБ, но с алюминиевыми жилами; ААБ – тоже,что АСБ, но с алюминиевой оболочкой.

Жилы силовых кабелей выполняются однопроволочными и многопроволочными. Сведения об алюминиевых и медных жилах, выпускаемой отечественной промышленностью, приведены в главе 1. В маркировке кабелей однопроволочной жилой добавляется обозначения «ож».

Жилы изготавливают круглой формы для: одножильных и трехжильных кабелей отдельных металлических оболочках всех сечений и многожильных с поясной изоляцией сечением до 16 мм² включительно. Жилы сечением 25 мм² и более для многожильных кабелей с поясной изоляцией изготавливают сегментной  или секторной формы.

Алюминиевые жилы силовых кабелей сечением  6-240 мм^{2 ­­­­} и медные сечением 6-50 мм² изготавливают сплошными однопроволочными. Соответ-ственно алюминиевые сечением 70-800 мм² и медные сечением 25-800 мм² – многопроволочными.

Многопроволочные медные и алюминиевые жилы сегментной и секторной формы уплотняют в процессе изготовления.

Силовые кабели с изоляцией из бумажных лент, пропитанными маслоканифольными составом изготовляют в соответствии с ГОСТ 18410-73. Для вертикальных или крутых кабельных трасс используются кабели с обедненно-пропитанной изоляцией или изоляцией с нестекающим пропитывающим составом.

Кабели с пластмассовой изоляцией на напряжения 0,66...6 кВ изготавливаются в соответствии с ГОСТ 16442-80. В качестве изоляции для одножильных кабелей напряжения 10, 35 и 110 кВ используется вулканизи-рованный полиэтилен. Например между жилой и заземленном экраном составляет соответственно 5,8; 20 и 64 кВ.

Кабели на напряжения 110 и 220 кВ изготавливают в соответствии с ГОСТ 16441-78 с бумажной пропитанной изоляцией, одной полой жилой, маслонаполненными. Маслонаполненный канал таких кабелей через  специальные муфты периодический соединяются с масляными баками с давлением до 0,5 МПа.

Кабели 110...525 кВ могут также прокладыватся в трубопроводе с маслом под избыточным давлением. Такие кабели называют кабелями высокого давления. Они имеют свинцовые оболочки, которые удаляются непосредственно перед укладкой в трубопровод. Внутренний диаметр трубопровода  в 2,85 раз больше диаметра отдельной фазы. Давление масло в трубопроводе достигает величины в 1,5  МПа.

 8.3 Условия и способы прокладки силовых кабелей

 Режим и длительность эксплуатации силовых кабелей зависит от условий их прокладки. Кабели прокладывают в земле (в траншеях), кабельных каналах, шахтах, сырых и сухих помещениях и т.д. Важное значение имеет и степень наклона кабеля к горизонтали. Для прокладки по крутым и вертикальным трассам выбираются соответствующие кабели.

     8.4  Силовые кабели на напряжение 1-10 кВ. Одножильные кабели на напряжение 1-10 кВ. Двухжильные силовые кабели. Трехжильные силовые кабели. Четырехжильные силовые кабели.

    Силовые кабели с алюминиевыми или медными жилами с бумажной изоляцией, пропитанной маслоканифольными составами, в алюминиевой или свинцовой оболочке с защитными покровами или без них предназначены для передачи и распределения электроэнегрии  в стационарных электрических сетях на переменные напряжения 1, 3, 6 и 10 кВ, а также в сетях постоянного  тока. Такие кабели называяются кабелями с поясной изоляцией. Они имеют не радиальные электрические поля в изоляции, что допустимо на 10 кВ.

Жилы кабелей изолируются однослойной бумагой на основе сульфатной целлюлозы, которую пропитывают маслоканифольным составом МП-1. Изоляция кабелей для наклонных и вертикальных трасс пропитывается обеденным составом, что отмечается в обозначении буквой В через черточку, например: АСБ-В, либо нестекающим составом, что отмечается буквой Ц (добавка церезина), например, ЦСБ. Толщина бумажной изоляции в зависи-мости от сечения жил, их числа и величины напряжения изменяются в пределах от 1,2 (1 кВ) до 12 (35 кВ) мм.

Силовые кабели с пропитанной бумажной изоляцией изготавливают с алюминиевой или свинцовой оболочкой, выпрессованными на гидравличес-ких или червячных прессах. В зависимости от марки кабеля и его диаметра под оболочкой свинцовые оболочки имеют толщину от 0,9 мм при диаметре до 13 мм до 2,8 мм при диаметре более 56 мм.

Одножильные кабели изготавливают на переменное напряжение 1...10 кВ. Одножильные кабели сечением 240...800 мм² изготавливают с двумя изолированными контрольными жилами сечением по 1 мм².

Двухжильные силовые кабели изготавливают на переменное напряжение 1 кВ сечением от  6 до 150 мм^2­­­­. Кабели с жилами с сечением до 16 мм² изготавливают с круглыми жилами, 25 мм² и более – с сегментами. Жилы изолируют бумагой, в промежутки укладывают поясную изоляцию из бумаги, алюминиевую или свинцовую оболочку и защитные покровы.

Трехжильные силовые кабели с пропитанной бумажной изоляцией имеют сечения жил от 6 до 240 мм² и изготавливаются  на напряжения 1, 3, 6, 10 кВ. Жилы кабелей с сечением 6...16 мм² изготавливают круглыми, а с сечением 25 мм² и более – секторными жилами. Жилы изолируются бумажной пропитанной изоляцией. Пространство между жилами заполняют жгутами из сульфатной бумаги для получения круглой формы кабеля. Поверх жил накладывают поясную изоляцию, на нее – алюминиевую, либо свинцовую оболочку.

Четырехжильные силовые кабели с пропитанной бумажной изоляцией имеют сечения жил от 10 до 185 мм^2­­ и изготавливаются на напряжение 1 кВ. Четвертая жила является заземляющей или зануляющей, она может иметь одинаковое с фазными жилами сечение для кабелей сечением до120 мм^2­.

8.5 Силовые кабели с бумажной пропитанной изоляцией на напряжение 20 и 35 кВ. Технические данные кабелей.

 Силовые кабели на напряжения 20 и 35 кВ изготавливаются одножиль-ными или трехжильными. В этих кабелях для получения равномерно распред-еленного в изоляции радиального электрического поля поверх изоляции жилы накладывают металлическую, как правило, алюминиевую или свинцовую влагозащитную оболочку. Кроме того, они имеют улучшенный отвод тепла от центра и потому допускают по сравнению с кабелями с поясной изоляцией повышение токовой нагрузки на 5-20%. Жилы кабелей сечением от 25 до 400 мм² выполняют одно- и многопроволочными.

Кабели на напряжения 20 кВ сечением 25-400 мм^2­ изготавливаются одножильными, сечением 22-185 мм²– трехжильными в отдельных оболочках.

Кабели на напряжения 35 кВ сечением 120...300 мм² изготавливаются одножильными, сечением 120 и 150 мм² – трехжильными с отдельно освинцо-ванными оболочками.

На круглую алюминиевую или медную жилу одножильного кабеля последовательно наматывают ленты из электропроводящей бумаги, бумажной пропитанной изоляции, экран из электропроводящих лент и оболочку из свинца или алюминия. На одножильные кабели накладывают защитные покровы, а трехжильные – бронируют.

 8.6 Маслонаполненные кабели на напряжение 110-525 кВ

 Силовые маслонаполненные кабели с медными токопроводящими жилами с пропитанной бумажной изоляцией в свинцовой или алюминиевой оболочке изготавливаются в соответствии с ГОСТ 16441-78 и предназначены для передачи и распределения электрической энергии при переменных номинальных линейных напряжениях 110-500 кВ.

Силовые маслонаполненные кабели классифицируются по величине избыточного давления масла: низкого давления (от 0,025-0,3 МПа, буква Н обозначении марки), среднего давления (от 0,06-0,3 МПа, буква С), высокого давления (от 1,1-1,6 МПа, буква В). В кабелях среднего давления первый внутренний повив токопроводящей жилы, образующий центральный маслопроводящий канал, скручивается из зетобразных медных луженых проволок одного и того же профиля и размера. Последующие повивы жилы накладываются из сегментных медных луженых проволок. Слой изоляции, прилегающий к жиле, изготавливают из кабельной уплотненной бумаги КВМУ, КВУ, КВСУ, следующий из кабельной бумаги нормальной плотности  КВМ, КВ  или КВС. Поверх бумажной изоляции накладывается экран из электропроводящих бумажных лент, затем перфорированная металлиз-ированная бумага. Поверх экрана кабелей среднего давления накладывают герметичную свинцовую оболочку а поверх нее упрочняющие покровы. Кабели высокого давления МВДТ включают токопроводящую жилу фазы, изоляцию фазы с экранами для обеспечения радиальной формы электрического поля в изоляции. Три фазные жилы с изоляцией помещают в стальной трубопровод заполенный маслом.

 8.7 Электрические характеристики силовых кабелей

 8.7.1 Расчет электрического сопротивления жил

Электрическое сопротивления токопроводящей жилы постоянному току определяется выражением  

                                     R₌=(r₂₀/s)/[1+a(T-20)]                                         (8.1)

где R₌ - сопротивление постоянному току, Ом∙м;

r₂₀ – удельное сопротивления материала жилы при температуре 20 ⁰С, н Ом∙м;

s – номинальное сечение жилы, мм²;

а – температурный коэффициент сопротивления, который для меди и алюминия можно принять равным 0,004 ⁰С^-1.

Величина удельного сопротивления r₂₀ с учетом скрутки и нагартовки проволок в жиле при ее сечении до 500 мм² составляет для меди 17,76 нОм∙м, а для алюминия – 29,11 нОм∙м. При сечении жил выше 500 мм² соответственно 17,93 и 29,4 нОм∙м. Чтобы определить сопротивление жилы переменному току, следует расчетное сопротивление жилы постоянному току R₌ умножить на величину коэффициента возрастания сопротивления при переменном токе k. С целью уменьшения сопротивления переменному току жилы сечением 625 мм² и более изготавливают секционированными.

           8.7.2 Расчет индуктивности кабеля

Расчет индуктивности кабеля при симметричной нагрузке фаз в трехфазной системе при расположении токопроводящих жил по углам равностороннего треугольника можно выполнить по формуле

                                    L=L_B+A lg(s/r)                                                     (8.2)

где L – индуктивность, мГн/км;

L_B – базовая индуктивность;

А – коэффициент, составляющий 0,463 для одножильных и 0,471 для трехжильных кабелей;

s – расстояние между центрами жил, мм;

r – радиус круглой ТПЖ, мм; для кабелей с секторными жилами радиус круглой жилы принимается эквивалентной по сечению секторной жилы.

 8.7.3 Расчет емкостей кабелей

Расчет емкостей силовых кабелей  с отдельно освинцованными или экранированными жилам можно выполнить по формуле

                              C= (2πε_rε_o)/ [ln (R/r)                                                   (8.3)

где С – емкость силового кабеля, Ф/м;

 ε_r  - относительная диэлектрическая проницаемость;

ε_o – абсолютная диэлектрическая проницаемость, ε_o = 8,85 10^-12 Ф/м;

R – радиус изоляции жилы, мм; r – радиус жилы, мм.

От рабочей емкости кабеля С_р (мкФ/км при симметричном трехфазном напряжении ) зависит его емкостной ток, А.

                                          I_c = U_нωС_рL /                                        (8.4)

где U_н – номинальное линейное напряжение, В;

ω – угловая частота;

L – длина кабельной линии, км.

 Список литературы

 1. Богородицкий Н.П., Пасынков В.В., Тареев Б.М. Электротехнические материалы. – М.: Энергия, 1985.-304с.

2. Дмитриевский В.С. Расчет и конструирование электрической изоляции. – М.: Энергоиздат, 1981.- 392с.

3. Алиев И.И., Казанский С.Б. Кабельные изделия.-М.: РадиоСофт, 2002.-224с.

4. Бернштейн Л.М., Изоляция электрических машин общепромышленного применения.-М.: Энергия, 1971.-367с.

5. Серябряков А.С. Электротехническое материаловедение. Электроизоляционные материалы.- М.: Маршрут, 2005.- 280с.

Козырев Н.А. Изоляция электрических машин. - Л.: Госэнергоиздат, 1962.- 264с.

6. Бекмагамбетова К.Х. Электротехническое материаловедение: Учебное пособие.- Алматы: Изд-во «Ғылым», 2001.- 275с. 

Содержание

 Введение……………………………………………………………………………3

1 Лекция №1. Электрическая изоляция. Значение электроизоляционных

материалов в производстве электротехнических изделий и конструкций…….5

2 Лекция №2. Условия работы электрической изоляции……………………….9

3 Лекция №3.  Механические напряжения и прочие воздействия…………….13

4 Лекция №4. Классификация изоляторов, требования и технология……......17

5 Лекция №5. Изоляция электрических машин и требования к ним………….21

6 Лекция №6. Изоляция трансформаторов и требования к ним……………….25

7 Лекция №7. Изоляция конденсаторов и требования к ним. Изоляционные материалы для кабелей и проводов…..29

8 Лекция №8,9. Силовые кабели. Классификация и назначение.......................33

Список литературы……………………………………………………….............39

Раздел первый. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ ПРОВОДНИКОВЫХ И ИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

1.1.           Проводниковые материалы

1.2.           изоляционные материалы

РАЗДЕЛ ВТОРОЙ. ПРОВОДА ДЛЯ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ И ЛИНИЙ ЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННОГО ТРАНСПОРТА

2.1. Неизолированные провода

2.2. Допустимые длительные токовые нагрузки на неизолированные провода

2.3. Изолированные провода для воздушных ЛЭП

2.4. неизолированные гибкие провода

РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ. ПРОВОДА УСТАНОВОЧНЫЕ, СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ ШНУРЫ, ПРОВОДА И КАБЕЛИ МОНТАЖНЫЕ

3.1. Установочные и силовые провода

3.2. Соединительные шнуры

3.3. Монтажные провода и кабели

3.4. Допустимые токовые нагрузки на установочные, монтажные провода и кабели и соединительные шнуры

РАЗДЕЛ ЧЕТВЕРТЫЙ. ОБМОТОЧНЫЕ ПРОВОДА

4.1. Обмоточные  провода с эмалевой изоляцией

4.2. Обмоточные провода с бумажной изоляцией

4.3. Обмоточные провода с волокнистой, эмалево-волокнистой изоляцией

4.4. Нагревостойкие обмоточные провода

4.5. Обмоточные провода с пленочной  и пластмассовой изоляцией

РАЗДЕЛ ПЯТЫЙ. ПРОВОДА ПОВЫШЕННОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

5.1. Нихромовые провода

5.2. Манганиновые провода

5.3. Провода константановые

РАЗДЕЛ ШЕСТОЙ. ШИНЫ И ЛЕНТЫ. ШИНОПРОВОДЫ

6.1. Медные шины и ленты

6.2. Алюминиевые шины неизолированные

6.3. Шинопроводы магистральные и распределительные

РАЗДЕЛ СЕДЬМОЙ. СИЛОВЫЕ КАБЕЛИ

7.1. Классификация и назначение кабелей

7.2. Силовые кабели, их маркировка и конструкции

7.3. Условия и способы прокладки силовых кабелей

РАЗДЕЛ ВОСЬМОЙ. СИЛОВЫЕ КАБЕЛИ С ПРОПИТАННОЙ БУМАЖНОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ НА НАПРЯЖЕНИЯ 1…10кВ

8.1. Номенклатура кабелей на напряжения 1…10 кВ

8.2. Одножильные кабели на напряжения 1…10 кВ

8.3. Двухжильные силовые кабели

8.4. Трехжильные силовые кабели

8.5. Четырехжильные силовые кабели\

8.6. Допутсимые токовые нагрузки кабелей на напряжения 1.10 кВ

РАЗДЕЛ ДЕВЯТЫЙ.  СИЛОВЫЕ КАБЕЛИ С БУМАЖНОЙ ПРОПИТАННОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ НА НАПРЯЖЕНИЯ 20 И 35 кВ

9.1. Технические данные кабелей

9.2. Длительно допустимые токовые нагрузки кабелей на напряжения 20 и 35 кВ

РАЗДЕЛ ДЕСЯТЫЙ.  МАСЛОНАПОЛНЕННЫЕ КАБЕЛИ НА НАПРЯЖЕНИЯ 110…525 кВ

10.1. Номенклатура кабелей и их инструкции

10.2. Длительно допустимые токовые нагрузки для маслонаполненных кабелей

РАЗДЕЛ ОДИНАДЦАТЫЙ. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ.

11.1. Расчет электрического сопротивления жил.

11.2. Расчет индуктивности кабелей.

11.3. Расчет емкостей кабелей.

РАЗДЕЛ ДВЕНАДЦАТЫЙ. АРМАТУРА ДЛЯ СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ.

12.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ КАБЕЛЬНОЙ АРМАТУРЫ.

12.2. Соединительная кабельная арматура.

12.3. Концевые муфты для силовых кабелей.

12.4. Кабельные наконечники.

РАЗДЕЛ ТРИНАДЦАТЫЙ. СИЛОВЫЕ КАБЕЛИ С ПЛАСТМАССОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ ОБЩЕГО ПРИМЕНЕНИЯ.

13.1. номенклатура и конструктивные особенности силовых кабелей с пластмассовой изоляцией.

13.2. Кабели с пластмассовой изоляцией общего применения на напряжения 0,66; 1 и 3 кВ.

13.3. Силовые кабели с пластмассовой изоляцией на напряжения 6 и 10 кВ.

13.4. Кабели с пластмассовой изоляцией специализированные.

13.5. Высоковольтные силовые кабели с пластмассовой изоляцией на напряжения 35 и 110 кВ.

РАЗДЕЛ ЧЕТЫРНАДЦАТЫЙ. СИЛОВЫЕ КАБЕЛИ С РЕЗИНОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ  НА НАПРЯЖЕНИЯ 0,66, 1, 3, 6 И 10 кВ. 

Электрические параметры кабелей

РАЗДЕЛ ПЯТНАДЦАТЫЙ. СИЛОВЫЕ ГИБКИЕ КАБЕЛИ С РЕЗИНОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ.

15.1. Кабели силовые гибкие с резиновой изоляцией для строительных машин, горнорудных механизмов и шахт.

15.2. Кабели силовые гибкие с резиновой изоляцией общего применения.

15.3. Специализированные гибкие кабели с резиновой изоляцией.

РАЗДЕЛ ШЕСТНАДЦАТЫЙ. КАБЕЛИ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ.

16.1. Кабели для электрооборудования лифтов.

16.2. Кабели и провода для электроподвижных составов.

16.3. Кабели для электрооборудования судов.

16.4. Кабели для нефтегазового оборудования.

16.5. Кабели и провода для геофизических работ.

16.6. Жаростойкие и нагревательные кабели.

РАЗДЕЛ СЕМНАДЦАТЫЙ. КАБЕЛИ УПРАВЛЕНИЯ.

РАЗДЕЛ ВОСЕМНАДЦАТЫЙ. КАБЕЛИ КОНТРОЛЬНЫЕ, СИГНАЛИЗАЦИИ И БЛОКИРОВКИ.

18.1. Контрольные кабели.

18.2. Кабели для сигнализации и блокировки.

РАЗДЕЛ ДЕВЯТНАДЦАТЫЙ. КАБЕЛИ И ПРОВОДА ТЕЛЕФОННОЙ СВЯЗИ.

19.1. Телефонные кабели городские.

Электрические параметры телефонных кабелей.

19.2. Провода связи.

19.3. Телефонные кабели сельской связи.

РАЗДЕЛ ДВАДЦАТЫЙ. РАДИОЧАСТОТНЫЕ КАБЕЛИ.

20.1. Классификация и конструктивные элементы.

20.2. Радиочастотные кабели со сплошной ПЭ изоляцией.

20.3. Радиочастотные кабели со сплошной фторопластовой изоляцией.

20.4. Радиочастотные кабели с полувоздушной ПЭ изоляцией.

РАЗДЕЛ ДВАДЦАТЬ ПЕРВЫЙ. ОПТИЧЕСКИЕ КАБЕЛИ.

21.1. Общие сведения.

21.2. Характеристики некоторых типов оптических волокон.

21.3. Характеристики некоторых типов оптических кабелей.

21.3. Муфты для оптических кабелей.

21.4. Волоконно – оптические линии связи.

Литература.

 РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ

 ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ ПРОВОДНИКОВЫХ И ИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

 1.1.           ПРОВОДНИКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

  В качестве материала для токопроводящих жил в кабельной продукции используются металлы, обладающие хорошей электропроводностью: медь и алюминий. Применяются для этой цели, а также в качестве контактных элементов, наконечников сплавы других металлов, чаще всего – бронза и латунь.

Медь – металл красного цвета, розовы в изломе, обладает в лучшей после серебра электропроводностью. Расширения диапазона и объемов применения меди ограничено ее высокой стоимостью.

 Алюминий – металл серебристо-белого цвета, втрое легче меди. Его электропроводность  в полтора раза ниже, чем у меди. Алюминий значительно дешевле меди, чем и обусловлено его весьма широкое применение.

Свинец используют в качестве защитных герметизирующих оболочек.

Сталь используется для изготовления сталеалюминиевых проводов, стальных защитных оболочек кабелей  в виде лент, проволоки, гофрированных оболочек. Кроме того полосы, пруты, уголки и иной стальной прокат используется для устройства заземлений электроустановок, троллей и т.д.

Для изготовления проводов и лент с высоким электрическим сопротивлением используются сплавы различных металлов: алюмель, константан, копель, манганин, нейзильбер, нихром.

Алюмель – сплав никеля (основа) с алюминием, марганцем, кремнием (до 6 %).

Константан – сплав меди (основа)  с никелем (до 40 %) и марганцем (1.5%).

Копель – сплав меди (основа) с никелем (до 43%) и марганцем (до 0.5 %).

Манганин – сплав меди (основа) с марганцем (11…13,5%) и никелем (2,5…3,5%).

Нейзильбер – сплав меди (основа) с никелем (5…35%) и цинком (13…45%).

Нихром – сплав никеля (основа) и хрома (15…30%), легируемые кремнием (до15 1,5%), алюминием (до 3,5%). Нихром отличается высокой жаропрочностью (до 1200^0­С).

Олово и его сплавы используются главным образом для лужения и пайки металлических жил проводов и кабелей.

Физические свойства некоторых металлов и сплавов и области их применения приведены в таблицах 1.1 – 1.4.

 Проволока медная и алюминиевая

 Медная и алюминиевая проволока предназначается для изготовления жил изолированных проводов, кабелей  и других электротехнических изделий.

Медная проволока выпускается круглого и прямоугольного сечения. В соответствии  с ТУ 16. К71-087-90 круглая медная проволока изготовляется диаметром от 0,02 до 11 мм мягкой (ММ) и твердой (МТ). Предельные отключения диаметров проволок в зависимости от величины диаметра находятся в пределах от ±0,002 до ±0,07 мм. еще более жесткие требования предъявляются к медной проволока, предназначенной для последующего эмалирования.

В соответствии с ГОСТ 434-78 выпускается медная проволока прямоугольного сечения мягкая (ПММ) и твердая (ПМТ). Толщина проволоки находится в пределах от 0,08 до 5 мм, ширина – в пределах от 2 до 30 мм. предельные отклонения размеров проволок в зависимости от размеров сторон находятся в пределах от ±0,002 до ±0,35 мм.

Сечение медной прямоугольной проволоки с учетом закругления ее углов находятся в пределах от 1,46 до 149,14 мм.

    Удельное электрическое сопротивление мягкой медной проволоки постоянному току при температуре 20º С не должно превышать 0,01724 мкОм*м, а твердой – 0,0180 мкО*м.

    В соответсвиис ТУ 16.К71-088-90 круглая проволока выпускается мягкой (АМ), полутвердой (АПТ) и твердой (АТ). Диаметр круглой алюминевой проволоки находится в пределах от 0,1 до 18,0 мм. Отклонения диаметра ровлоки в зависимости от его величины находятся в пределах от ±0,004 до ±0,1 мм. И сплава марки АВ-Е изготавливается круглая проволока, предназначенная в основном для изготовления.

    В соответствии с ТУ 16-705.451-87 изготавливается прямоугольная алюминиевая проволока твердой марки ПАТ и мягкой марки ПАМ. Номинальные размеры прямоугольной проволоки  по ширине находятся в пределах вот 2 до18 мм, по тольшиине – от 8 до 5,6 мм. Диапозон сечений от 1,46 до 100 мм^2­­.  прямоугольную проволоку используют для  производства обмоточных проводов,  а также для других электротехнических изделий.

Значения удельного элекутрического сопротивления алюминиевой проволоки постоянному току, пересчитанные на температуру 20⁰С, не должны превышать для мягкой  проволоки 0,0280 мкОм*м, для твердой повышенной прочности, твердой и полуьвердой – 0,0280 мкОм*м, для проволоки, предназначенной для изготовления проводов неизолированных ЛЭП, - 0,028264 мкОм*м.

 Токопроводящие жилы

 Медные (М) и алюминиевые (А) токопроводящие жилы, используемые при изготовлении кабельной продукции, стандартизованы с соответствии с ГОСТ 22483-77 и полностью  соответсвует рекомендациям МЭК. Жилы разделяются на 6 классов и могут иметь от одной до нескольких десятков проволок. Для кабельных изделий стационарной прокладки используются жилы 1 и 2 классов, жилы 3-6 классов используются для кабельных изделий повышенной гибкости. Жилы могут быть круглыми или фасонными (К или Ф), уплотненными и неуплотненными, а ллюминиевые жилы, кроме того, - с металлическим покрытием (МП) или без МП (БМП). Круглые медные жилы имеют сечения до 150 мм^2­­­­­, круглые алюминиевые имеют сечение до 300 мм^2­­­­­.

 1.2. Изоляционные материалы.

 Для кабелей и проводов применяют резиновую, пластмассовую, пропитанную бумажную и иные виды изоляции. Изоляционные материалы обозначаются буквой И с индексами, соотвествующими конкретному материалу.

Резиновая изоляция изготавливается на основе натуральных или синтетичских (бутадиеновые, бутиловые и др.) каучуков. Используются следующие типы установленных ГОСТом изоляционных резин: РТП-0, РТИ-1, РТИ-2, РНИ, классифицируемые в зависимости от содержания каучука. Испытание резин на старение проводят в течение 4 суток при температуре +120^0­­­С. На основе каучука кремнийорганических спиртов производится кремнийорганическая резина, обладающая более высокими электрофизическими свойствами. Например, она длительно устойчива к воздействию температур в диапазоне от -60 до +200^0­­­С.

Изоляции из поливинилхлоридного пластификата (ПВХП) представляют собой смеси из поливинилхлорида с пластификаторами, стабилизаторами и иными добавками, которые придают ПВХП эластичность, облегчают его обработку, однако ухудшают его электроизоляционные свойства, нагревостойкость, химическую стойкость. ПВХП доныне выпускаются в соответствии с ГОСТ 5960-72. К ПВХП общего применения относятся марки: И40, И45, И60. ПВХП пониженной горючести марки НГП 40-32 и НГП 30-32 выпускаются в соответствии с ТУ 2246-425-05761784-98, ПВХП марки ИМ 40-8, ИОМ 40-8 – в соответствии с ТУ 6-02-51-90, ПВХП повышенной тепло- и бензомаслостойкости марки ИТ-105В – в соответствии с ТУ 16. К71-275-98 и т.д.

ПВХП марок И40-13, И40-13А, И40-14 используются для изоляции проводов и кабелей в диапозоне температур от -40 до +70^0­­­С. Для той же цели используются марки И50-13, И50-14 в диапазоне температур от -50 до +70^0­­­С, а И60-12 – в диапазоне температур от -60 до +70^0­­­С, все эти марки изоляции рекамендованы для районов крайнего Севера. Для изоляции и оболочки проводов и кабелей используется марка И45-12 в диапазоне температур от -45 до +70^0­­­С.

Полиэтиленовая изоляция изготавливается на основе полиэтиленов низкой плотности (ПЭНП) и полиэтиленов высокой плотности (ПЭВП). ПЭНП получают полимеризацией этилена при высоком давлении, а ПЭВП – при низком давлении с применением металлоорганичеких катализаторов. Маркировка кмпозиций на основе ПЭНП включает трехзначные цифры, начинающиейся с единицы: 102, 107 и т.д. маркировка на основе ПЭВП – цифры, начинаюшиеся с двойки: 204, 206, 207 и т.д.

Электрическая прочность для полиэтиленовых изоляий (ПЭИ) толщиной 1 м при частоте 50 Гц составляет 35-40 кВ/мм. Диэлектрическая проницаемость при частоте  МГц изменяется в пределах 2,3 – 2,4. Тангенс угла диэлектрических потерь при той же частоте – в пределах от 2*10^-4 до 7*10^-4.

Изоляция из флоропласта (политетрафторэтилена). Сокращенно Ф-4, обладает высокими механическими диэлектрическими свойствами. Ф-4 используют в диапазоне температур от -90 до +250º С. Наряду с Ф-4 используются сополимеры Ф-4Д, Ф-7М, Ф-40Ш. Ф-4 исключительно стоек к большинству химических веществ.

  Толщину изоляции проводов принимают равной 0,25 мм при напряжении до 1000 В.

  Изоляции на жилы накладывается либо сплошным монолитным слоем из      Ф-4Д, Ф-4М, Ф-4оШ, либо обмоткой ленточной изоляции из Ф-4. кторую затем для получения монолитности подвергают нагреву.

 Температурные индексы диэлектрических материалов

Температурные индексы диэлектрических материалов зависят от их физических свойств и орпеделяются классом нагревостойкости.

 РАЗДЕЛ ВТОРОЙ

ПРОВОДА ДЛЯ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННОГО ТРАНСПОРТА

 2.1. Неизолированные провода

Для воздушных линий элктропередач (ЛЭП) при их сооружении используются медные, аллюминевые, сталеаллюминевые, неизолированные и изолированные провода.

Незолированые провода медные, аллюминевые и сталеаллюминевые изготавливаются в соответсвии с ГОСТ 839-80.

Медные и бронзовые фасонные контакные и полые провода

Контакные провода предназначены для обеспечения электрическрй энергией электрифицированного транспорта. Основная часть контакных проводов изготавливается из низколегированной меди и бронз. Фасонное исполнение проводов обеспечивает их подвешивание и присоединение питающих кабелей при беспрепятственномскользящме токосъеме при контакте с  пантографом электровоза, трамвая или троллейбуса.

  Полые медные и алюминиевые провода используются для воздушных ЛЭП,открытых подстанции. Полые провода состоят из медных (алюминиевых) проволок фасонного сечения, которые образуют один повив (слой) и соединены друг с другом в замок без поддерживающего каркаса. Выпускаются строительной длиной 600м. Алюминиевые полые провода имеют сечение 500 и 640мм², медные-200 и 300мм² .

Сталеалюминиевые провода.

Сталеалюминиевые провода находят наиболее широкое применение для сооружения высоковольтных ЛЭП с большими пролетами, сложными климатическими условиями (гололед, снеговые нагрузки, ветер) и т.д. Провода АС, АСК и другие конструктивно состоят из стальных жил или тросов, оплетенных алюминиевыми жилами.

2.2. Допустимые длительные токовые нагрузки на неизолированные провода

Допустимые длительно токовые нагрузки на неизолированные провода зависят от условий их эксплуатации, места их прокладки и т.д. Они определены ГОСТом  839-80 и регламентируются ПУЭ [4]

 2.3.Изолированные провода для воздушных ЛЭП.

В целях повышения надежности электроснабжения при передаче и распрделении электроэнергии в силовых и осветительных сетях исользуются изолированные аллюминевые провода со стальной несущей жилой и без нее.

  Самонесущие изолированные провода (СИП) применяют для ЛЭП с рабочими напряжениями 0,6/1, 10 и 20 кВ. 50 Гц при температуре от -50 до +50º С [5]. Они обеспечивают работу линии даже при схлестывании проводов или падения  на них деревьев. Применение СИП снижает реальные эксплуатационные расходы до 80%; на происходит гололедообразования, уменьшается ширина просеки.

  Провода марок САПт, САПсш, САСПсш используются для сетей 350 В 50 Гц. Следует отметить,что допустимые токовые нагрузки проводов с изоляцией из светостабилизированного термопластичного или сшитого полиэтилена зависят от солнечной радиации и температуры воздуха.

 2.4. Неизолированные гибкие провода

К ним относятстся медные нелуженые и луженые многопроволочные провода для электрических соединений, которые требуют повышенной гибкости. Число проволок в этих проводах изменяется от 7 до 798, а их диаметр от 0,05 до 0,68мм.

Сведения о неизолированных и изолированных проводах для воздушных ЛЭП и гибких неизолированых проводах читатель найдет также в [1,2,3,5,6,7]. Сведения о длительно допустимых токовых нагрузках на эти виды проводов приведены также в [4].

  РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ

ПРОВОДА УСТАНОВОЧНЫЕ, СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ ШНУРЫ, ПРОВОДА И КАБЕЛИ МОНТАЖНЫЕ

 3.1. Установочные и силовые провода

Установочные и силовые провода предназначены для распределения электроэнергии в силовых и осветительных установках при неподвижной прокладке их на открытом воздухе,т внутри помещений, в трубах, под штукатуркой, а также в качестве гибких выводных концов для электрических машин.

Установочные и силовые провода выпускаются с резиновой и пластмассовой изоляцией на напряжения 380, 660, 3000 В, 50 Гц. Монтаж проводов допускается при температуре не ниже 15º С.

Провода с пластмассовой изоляцией допускает длительный нагрев жил до 70º С, с резиновой изоляцией - до 65º С, с теплостойкой резиной - до 85º С, с кремний-органической резиновой изоляцией – до 180º С.

 3.2. Соединительные шнуры

Соединительные шнуры используются для присоединения к сети напряжением до 660 В бытовых приборов и электрических машин, телевизоров, радиоаппаратуры. Шнуры изготавливают с резиновой изоляцией, изоляцией из поливинилхлоридной пластмассы (ПВХП), кремнийорганической резины.

 3.3. Монтажные провода и кабели

Монтажными называют провода и кабели, предназначенные для внутриприборного и межприборного фиксированного монтажа приборов, и аппаратов, соединения электрической и электронной аппаратуры и приборов, монтажа АТС и коомутационных аппаратов (1).

Монтажные провода и кабели имеют, как правило, медные жилы. В качестве изоляции применяются поливинилхлоридный пластикат (ПВХ), полиэтилен (ПЭ), облученный полиэтилен (ОПЭ), политетрафторэтилен (ПТЭФ), фторпласт Ф-4, резина и волокнистая изоляция. К монтажам относятся также плоские (ленточные), термопарные и термоэлектродные провода. Рабочие напряжения от 24 до 1000 В, частоты от 50 Гц до 10 кГц; диапазон рабочих температур от -60 до +90ºС.

 3.4. допустимые токовые нагрузки на установочные, монтажные провода и кабели и соединительные шнуры

Допустимые длительные токовые нагрузки на установочные, монтажные провода, кабели и соединительные шнуры определяются ПУЭ.

РАЗДЕЛ ЧЕТВЕРТЫЙ

 ОБМОТОЧНЫЕ ПРОВОДА

 Обмоточные провода предназначены для изготовления обмоток электрических машин, трансформаторов, реле, контакторов и других электрических устройств. Жилы обмоточных проводов изготавливаются из меди, алюминия круглого или прямоугольного сечения, а также из сплавов с повышенным сопротивлением – нихрома, константана, магнанина.

Классификацию обмоточных проводов связывают с классами нагревостойкости изоляции или температурным индексом (ТИ), т.е. температурой в Сº, при которой изоляция проводов сохраняет свои свойства в течение базового ресурса времени – 20 000 часов , а также с типом изоляции. В соответствии с этим различают:

-обмоточные провода с эмалевой изоляцией;

-обмоточные провода с волокнистой и эмалево – волокнистой изоляцией;

-обмоточные провода с пластмассовой изоляцией;

-обмоточные провода с изоляцией из бумаги.

Кроме того, по назначению и конструктивным признакам обмоточные провода подразделяют на:

-транспонированные и подразделенные;

-нагревостойкие обмоточные провода;

-гибкие прямоугольные обмоточные провода;

-высокочастотные обмоточные провода.

ОБМОТОЧНЫЕ ПРОВОДА С ЭМАЛЕВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ

Обмоточные медные провода с эмалевой изоляцией с ТИ 105ºС выпускаются с изоляцией на основе маслянных лаков (провода марки ПЭЛ) и на основе синтетических лаков – поливинилацеталевых смол ПЭВ-1 и ПЭВ-2, эмалированные лаком «винифлекс». Пробивное напряжение проводов марки ПЭЛ зависит от диаметра и изменяется в пределах от 200 В (Ø0, 02 мм) до 1600 В (Ø 2,5 мм), ПЭВ-1 от 100 до 1700 В, ПЭВ-2 от 400 до 2300 В при тех же диаметрах.

ТИ 120ºС соответствуют эмалированные провода марок ПЭВТЛ-2, ПЭВТЛ с  изоляцией на основе полиуретанового лака. Провода распаивают без зачистки изоляции. Такую же изоляцию имеют немагнитные провода марок ПЭВТЛ-1, ПЭВТЛ-2. пробивное напряжение проводов зависит от диаметра и изменяется в пределах от 350 В (Ø 0, 05 мм) до 1700 В (Ø 0, 2,5 мм) для ПЭВЛТ-1 и до 2300 В для ПЭВЛТ-2.

Для рабочих температур 130º С используются провода марок ПЭВТ-1, ПЭВТ-2 с изоляцией на основе полиэфирных лаков. Провода марки ПТВМ предназначены для механической намотки ктушек электродвигателей. Пробивное напряжение этих марок проводов зависит от диаметра и изменяется в пределах от 650 В (Ø 0, 06 мм) до 2800 В (Ø 2,5 мм).

Провда марки ПЭТ-155 изолированы лаком на полиэфиримидной основе, имеют ТИ 155º С (или класс нагревостойкости F) и предназначены для массового применения в электромашиностроении. Пробивное напряжение от 700 до 3000 В.

Для рабочих температур 200º С используются провода типа ПЭТ-200, имеющие изоляцию на основе полиамидимидных смол. Для температур до 240º С рекомендуются провода марки ПНЭТ-имид, имеющие биметалическую жилу (медь, покрытая никелем), изолированную полиамидным лаком. Пробивное напряжение от 2800 до 4400 В.

Прямоугольные обмоточные медные эмалированные провода имеют сечение жил от 3,5 до 30 мм²  . провода марки ПЭМП изолируются поливиницеталевыми лаками, ПЭТВП – полиэфирными, АЭТП-155 и ПЭЭИП-155 – полиэфиридными, ПЭТП-200- полиамидимидными, ПНЭТП – полимидными.

Прямоугольные обмоточные провода, изпользуются для обмоток электрических машин и трансформаторов, в том числе из транспониронных проводов.

Обмоточные алюминиевые эмалированные провода выпускаютстя круглого сечения.Марки проводов ПЭВА, ПЭСА и ПЭТВА изготавливают из отженной, а ПЭВАТ – из неотоженной алюминевой ппроволоки. Провода ПЭВА имеют изоляцию из винифлекса, ПЭСА – из поливинилформалевого лака, ПЭТВА – из полиэфирного лака.

  Пробивное напряжение проводов ПЭВА, ПЭВАт, ПЭСА зависят от диаметра проводов и изменяется в пределах от 500 В (Ø 0,08... 0,14 мм) до 2000В (Ø1,40... 2,44 мм).

4.2 Обмоточные провода с бумажной изоляцией

  Для изоляции проводов используют кабельную бумагу уплотненную и неуплотненную, бумагу уплотненную высоковольтную (буква У в марке провода). Прямоугольные и круглые провода марок АПБ,ПБ и их модификации АПБ-М, ПБ-М  обмотаны кабелькабельной бумагой толщиной не более 0,12 мм или телефонной бумагой толщиной не более 0,12 мм. Диаметр жил ПБ от1,2 до 5,2 мм. АПБ от 1,35 до 8,0 мм. Провода АПБУ и ПБУ обмотаны уплотненной высоковольтной бумагой, поверх которой накладывают ленту неуплотненной кабельной бумаги.

Подразделенные обмоточные провода  с бумажной изоляцией типа ПБП и ПБПУ используют для обмоток высоковольтных трансформаторов и реакторов. ПБП и ПБПУ состоят из отдельных (или элементарных) проводов, изготавливаемых из прямоугольной мягкой медной проволоки марки ПММ и изодированных бумажной изоляцией. Два илитри таких проводов укладываются в пакет и обматываются лентами кабельной бумаги с общей толщиной 2,96 мм.

 Транспонированные провода марок ПТБ и ПТБУ также предназначены для изготовления обмоток высоковольтных масляных трансформаторов и реакторов. Их изготавливают из прямоугольных медных проводов марок ПЭМП, скрученных укладкой в два вертикальных столбца, с круговой пересрановкой по прямоугольному контуру с постоянным шагом от 40 до 250 мм. Между столбцами прокладывают ленту из кабельной бумаги толщиной0,24мм, а транспонированный провод также обматывают кабельной бумагой шириной не более 36 мм в несколько слоев толщиной до 1,92 для провода ПТБ и до 3,6 мм для ПТБУ.

4.3 Обмоточные провода с волокистой, эмалево-волокнистой изоляцией

Обмоточные провода с волокистой и эмалево-волокнистой изоляцией с медными и реже с алюминевыми жилами применяются при изготовлении обмоток электрических машин, трансформаторов и других электротехнических изделий, в которых имеется повышенная нагрезка на провод в процессе изготовления и эксплуатации.

  Провода с эмалево-волдокнистой изоляцией, изготовленные на основе проводов с эмалевой изоляцией, обладают большей устойчивостью к повышенным нагрузкам, исиранию, связанными с электродинамическими усилиями. Применяют провода для изготовления обмоток электрических машин, трансформаторов и других электротехнических устройств.

  Для изоляции проводов используют хлопчатобумажные волокна ( буква Б), натуральные шелковые волокна (Ш)

, волокна из капрона и лавсана (Л и К). Дополнительную волокнистую изоляцию накладываютна эмалированный провод спосом обмотки без утолщений и оголений.

4.4. Нагревостойкие обмоточные провода

 Нагревостойкие обмоточные провода изготавливают из меди, реже из алюминия (АПСД и АПСДЛ). Медную жилу проводов ПСД, ПСДЛ, ПСДТ, ПСДП, ПСДКТ, ПСДКЛ, ПСДКТЛ, ПЭТКСЛТ, ПЭТВСД или алюминевую жилу проводов АПСД, АПСДЛ обматывают двумя встечно намотанными слоями стекловолокнаЮ наложенного ровными рядами. Изоляцию проводов ПСД, ПСДЛ, АПСДЛ, ПСДТ, ПСДТЛ, ПНСД пропитывают нагревостойким глифталевым лако, а провода с ПСДК, ПСДКТ, ПСДКЛ, ПСОТ – кремнийорганическим лаком.

  Для обмотки устройств, работающих при температуре до 600º С, используют жаростойкие обмоточные провода марки ПОЖ, до 700º С – ПОЖ-700, ПЭЖБ-700 с биметаллической жилой и нерганическими покрытиями, например, стеклоэмалью.

 4.5. Обмоточные провода с пленочной и пластмассовой изоляцией

Обмоточные провода с пленочной и пластмассовой изоляцией изготавливают из медных проводов, в том числе эмалированных, путем покрытия из изоляцией из лавсана (пленки или нити), полиэтилена, ПВХ пластиката, фторопласта и др. Провода отличаются высокой электрической прочностью: в зависимости от типа провода их испытывают пробивным напряжением от 3,5 до 9 кВ. Провода с пластмассовой изоляцией преимущественно используют для обмоток погружных элктродвигателей.

Сопровотивление изоляции провдов с пластмассовой изоляцией марки ППВЛ после пребывания в воде в течение 3 часов при температуре 20º С ± 5º С должно быть не менее 100·10⁶ Ом·км. Готовый провод после выдержки в воде в течение 3 часов испытывают напряжением 9 кВ в течение 1 мин.

Сопротивление изоляции проводов ПЭПВ и ПЭПВВП для тех же условий соответственно 100·10⁶ Ом·км и 8·10⁶ Ом·км. Готовый провод после выдержки в воде в течение 3 часов испытывают напряжением 3,5 кВ в течение 1 мин.

Сопротивление изоляции проводов ППФИ после прибывания в воде в течение 24 часов при температуре 20º С ± 5º С должно быть не менее 100·10⁶ Ом·км. Готовый провод после выдержки в воде в течение 24 часов испытывают напряжением 3,5 кВ в течение 1 мин.

В качестве выводных проводов для погружных элкетродвигателей используются провода марок ПФВР, ПДПВ и ПДПВМ с многопроволочной медной жилой.

  РАЗДЕЛ ПЯТЫЙ

ПРОВОДА ПОВЫШЕННОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

Провода повышенного сопротивления (ППС) предназначены для использования в элктрических аппаратах и приборах, в том числе в качестве обмоточных. Токопроводящие жилы ППС изготавливаются из сплавов с повышенным сопротивлением: магнанина, константана и нахрома. ППс имеют, как правило, эмалевую, эмалево-волокнистую и волокнистую изоляцию.

5.1. Нихромные провода

 Нихромовые провода марок ПЭВНХ-1, ПЭВНХ-2, ПЭНХ, ПЭТВНХ, ПОЖ-НХ, ПЭТНХ-155 изготавливаются из проволоки из никелехомного сплава Х20Н80 с эмалевой и стекловолокнистой изоляцией.

Провод ПОЖ-НХ после выдержки 24 часа при 500º С ± 15ºС – 350В

5.2. Манганиновые провода

Манганиновые провода изготавливают из манганиновой проволоки с эмалевой и эмалево-волокнистой изоляцией. Провода с эмалево-волокнистой изоляцией изолируют масляно-смоляным или полиэфирным лакомс однослойной одмоткой натуральным шелком. Провда обладают весьма малым температурным коэффициентом сопротивления.

5.3. Провода константановые

Провода константановые изготавливают из константановой твердой или мягкой проволоки с эмалевой, эмалево-волокнистой и волокнистой изоляцией.

РАЗДЕЛ ШЕСТОЙ

 Шины и ленты изготавливают прямоугольного поперечного сечения из алюминия или меди. Шины испоьзуются для изготовления шинных сборок, шинопроводов, в распределительных устройствах и т.д.

Медные шины и ленты в соответствии с ГОСТ 434-78 выпускаются следующих видов: шины медные мягкие, шины медные твердые, шины медные твердые из бескислородной меди, ленты медные мягкие, ленты медные твердые.

Алюминиевые шины в соответствии с ТУ 16.705.002-77 выпускаются прямоугольного сечения. Они предназначены для изготовления шинопроводов, шинных сборок, распределительных устройств.

Шинопроводы представляют собой жесткий, составленный из комплектных секций шин токопроводы. Они подразделяются на магистральные и распределительные шинопроводы. Собраны из прямоугольных алюминиевых шин, изолированных друг от друга, расположенных вертикально и зажатых между специальными изоляторами внутри перфорированного контура.

1.                  МЕДНЫЕ ШИНЫ И ЛЕНТЫ

Медные шины и ленты выпускаются следующих марок: ШММ – шины медные мягкие; ШМТ – шины медные твердые; ШМТВ – шины медные твердые из бескислородной меди; ЛММ – ленты медные мягкие; ЛМТ – ленты медные твердые.

Медные шины имеют ширину (в) 16 до 120 мм и отличаются от ленты большей толщиной (а) от 4,0 до 30,0 мм.

Медные ленты выпускаются шириной от 8 до 100 мм и толщиной от 0,10 до 3,53 мм.

Ленты толщиной до 0,5 мм поставляются в рулонах. Шины упаковываются в видов пакетов.

 2.                  АЛЮМИНИЕВЫЕ ШИНЫ НЕИЗОЛИРОВАННЫЕ

В соответствии с ТУ 16.705.002-77 выпускаются алюминиеваые шины прямоугольного сечения марки ШАТ, предназначанные для изготавления токопроводов , шиных сборок, распределительных устройств и т.д. минимальная/максимальная ширина шин ШАТ 10/120 мм. Минимальная/максимальная толщина 3/12 мм. Удельное сопротивление постоянному току не более 0,0282 мкОм*м. минимальное/максимальное попречное сечение шин 30/1440 мм^2­­­­. Размеры шин ШАТ (мм):

Толщина а=3, 4, 5, 6, 8, 10, 12;

Ширина в=10±0,4; 12±0,5; 15±0,5; 20±0,5; 25±0,5; 30±0,5; 40±0,9; 50±0,9; 60±1,0; 80±1,0; 100±1,2; 120±1,2.

Шины изготавливаются в полосах длиной от 3 до 9 м.

Шины марки  АДО и АД31, прессованные из алюминиевых сплавов, изготавливаются прямоугольного сечения в диапазоне от 30 до 25800 мм². Толщина шин: минимальная – 3 мм, максимальная – 110 мм. Ширина: минимальная – 6 мм, максимальная – 500 мм.

Удельное электрическое сопротивления постоянному току:

шин марки АДО, АДОО, А7, А6 ,А5Е – не более 0,029 мкОм*м;

горячепрессованных шин марки АД31, АД31Е – не более 0,0325 мкОм*м;

шин марки АД31 в не полностью закаленном и искусственно состаренном сосояния – до 0,0350 мкОм*м.

Срок службы алюминиевых шин установлен 25 лет.

3.                  ШИНОПРОВОДЫ МАГИСТРАЛЬНЫЕ И РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ

 Шинопроводы представляют собой жесткий, составленный из комплектных секций токопровод на напряжения до 1000 В. Длины секций унифицированы и кратны 770 мм.

Магистральные шинопроводы марки ШМА собраны из прямоугольных алюминиевых шин, изолированных друг от друга, расположенных вертикально и зажатых между специальными изоляторами внутри перфированного корпуса. Число шин – 3,4 или 6 (3 по 2 шины). Предназначены шинопроводы для цеховых четырепроводных сетей с глухозаземленной нейтралью. Номинальный ток – от 250 до 4000 А.

Распределительные шинопроводы марок ШРА и ШРМ используются для передачи и распределения электроэнергии с возможностью непосредственного присоединения к ним  электроприемников в системах с глухозаземленной нейтралью при напряжении 380/220 В.

Номинальные токи шинопроводов марки ШРА находятся в пределах 250...630 А.

ШРМ – шинопроводов с медными шинами. Номинальные токи шинопроводов марки ШРМ находятся в пределах 100...250 А.

Цеховые магистральные электрические сети, выполненные шинопроводами, могут быть открытыми, защищенными и закрытыми.

Окрытые шинопроводы выпылняют из алюминиевых шин, укрепленных на изоляторах и установленных на высоте не ниже минимальных высот прокладки голых проводов. Их прокладывают обычно по колонам, фермам или стенам цеха на недоступной для случайного прикосновения высоте.

Защищенные шинопроводы устраивают подобно открытым, ограждая их сеткой или коробками из перфорированных листов стали во избежание случайного прикосновения или попадания на шины посторонних предметов.

Наибольшее применение получили закрытые шинопроводы, о конструктивном исполнении которых упоминалось выше.

Шинопроводы состоят из набора типовых элементов.

1)                 прямых секции, предназначены для выполнения участков цеховой сети;

2)                 угловых секции, служащих для изменения направления шинопровода – выполнения поворотов сети под прямым углом;

3)                 вводных коробок для присоединения к источникам питания;

4)                 ответвительных коробок для присоединения к шинопроводу электроприемников;

5)                 коробок с указателями напряжения;

6)                  конструкций для крепления шинопровода.

    Электроприемники присоединяются к шинопроводу при помощи ответвительных коробок со штепсельными контактами без снятия напряжения с шинопровода. При этом ответвительные корбки устанавливают только на прямых участках шинопровода. Для этой цели в боковых стенках короба шинопровода выполняют окна, которые закрывают заглушками. Шины в этом месте армируют медными накладками.

     В коробке устанавливают автоматические выключатели, либо предохранители. Предохранители имеют втычные контакты, отключающиеся при открытии крышки коробки, к которой прикреплены предохранители.

В комплект магистрального шинопровода входят следующие элементы: прямые секции; секции компенсатором, служащие для компенсации удлинений шинопровода; угловые и гибкие секции; секции с рубильниками – для секционирования шинопроводов; ответвительные секции; присоединительные секции – для присоединения к комплектной трансформаторной подстанции.

Шинопроводы крепят к стенам, фермам и иным опорам с помощью кронштейнов или подвешивают на тросах. Шинопроводы устанавливают также на типовых стойках.

Магистральные схемы, выполненные шинопроводом, делают по системе ‹‹блок трансформатор – магистраль с защитным автоматическим выключателем››. К питающему шинопроводу подключают распределительные шинопроводы, к которым непосредственно подключается электроприемники.

РАЗДЕЛ СЕДЬМОЙ

 СИЛОВЫЕ КАБЕЛИ

1.                  КЛАССИФИКАЦИЯ И НАЗНАЧАНЧЕНИЯ КАБЕЛЕЙ

 Кабели по признакам материала проводящих жил передаваемой энергии или информации делят на две группы:

-                      электрические кабели с металлическими жилами;

-                      кабели с оптическими волокнами.

Кабели с оптическими жилами могут иметь и дополнительные металлические токопроводящие жилы.

Электрические кабели с металлическими жилами классифицируют по порядку передаваемой через кабели мощности, величине напряжения, типу изоляции, назначению и т.д. В соответствии с этим различают:

-                      силовые кабели низкого, среднего и высого напряжения;

-                      силовые гибкие кабели;

-                      кабели управления;

-                      контрольные кабели;

-                      низковольтные провда и шнуры;

-                      кабели и провода связи;

-                      радиочастотные кабели;

-                      специальные кабели и др.

Силовые кабели предназначены для передачи и распределения электрической энергии.

По типу изоляции силовых кабелей различают:

-                      силовые кабели с бумажной изоляцией, в том числе пропитанные и маслонаполненные;

-                      силовые кабели с пластмассовой изоляцией;

-                      силовые кабели с резиновой изоляцией.

По величине линейного рабочего напряжения силовые кабели подразделяют на:

-                      кабели на напряжения 1...10 кВ;

-                      кабели на напряжения 20...35 кВ;

-                      кабели на напряжения 110...500 кВ.

Приведенная классификация в известной мере условна, однако позволяет систематически представить сведения о части кабелей, насчитывающей более 1000 марок и конструкции.

2. СИЛОВЫЕ КАБЕЛИ, ИХ МАРКИРОВКА И КОНСТРУКЦИИ

 Силовые кабели состоят из одной, трех или четырех одно или многопроволочных медных или алюминиевых жил, изолированных друг от друга и окружающей среды бумажно – пропитанной, резиновой или пластмассовой изоляцией, герметизированных свинцовыми, алюминиевыми, пластмассовыми или резиновыми оболочками и защищенных, как правило, броней из стальных лент или оцинкованной стальной проволки, а также защитными антикоррозийными покровами.

Изоляции жил кабелей  изготавливаются из бумажных лент, пропитанных маслоканифольным составом, из поливинилхлоридного пластиката, полиэтилена, сшитого полиэтилена, резины.

Диапазон переменного рабочего напряжения, на которой изготавливаются силовые кабели, находится в пределах от 660 до 500 кВ. Величина рабочего внапряжения влияет на конструкцию кабелей.

Буквенное обозначение определяет конструкцию кабелей, их брони, защитных оболочек и покровов. Кабели с алюминиевыми жилами обозначают буквой А. Наличие медных жил в маркировке кабелея не выделяется. Например:

ААБв – кабель с алюминиевыми жиломи с бумажной пропитанной изоляцией, в алюминиевой оболочке под броней из стальных лент с выпрессованной из поливинилхлорида защитной оболочкой; СБ – кбель с бумажной пропитанной изоляцией с медными жилами, в свинцовой оболочке (С), с броней из стальных лент (Б), с защитными покровами из кабельной пляжи, проитанной битумом; АСБ – тоже, что СБ, но с алюминиевыми жилами; ААБ – тоже,что АСБ, но с алюминиевой оболочкой.

Жилы силовых кабелей выполняются однопроволочными и многопроволочными. Сведения об алюминиевых и медных жилах, выпускаемой отечественной промышленностью, приведены в главе 1. в маркировке кабелей однопроволочной жилой добавляется обозначения «ож».

Жилы изготавливают круглой формы для: одножильных и трехжильных кабелей отдельных металлических оболочках всех сечений и многожильных с поясной изоляцией сечением до 16 мм² включительно. Жилы сечением 25 мм² и более для многожильных кабелей с поясной изоляцией изготавливают сегментной  или секторной формы.

Алюминиевые жилы силовых кабелей сечением  6...240 мм^{2 ­­­­} и медные сечением 6...50 мм² изготавливают сплошными однопроволочными. Соответственно алюминиевые сечением 70...800 мм² и медные сечением 25...800 мм² – многопроволочными.

Многопроволочными медные и алюминиевые жилы сегментной и секторной формы уплотняют в процессе изготовления.

Силовые кабели с изоляцией из бумажных лент, пропитанными маслоканифольными составом изготовляют в соответствии с ГОСТ 18410-73. Для вертикальных или крутых кабельных трасс используются кабели с обебненно-пропитанной изоляцией или изоляцией с нестекающим пропитывающим составом.

Кабели с пластмассовой изоляцией на напряжения 0,66...6 кВ изготавливаются в соответствии с ГОСТ 16442-80. В качестве изоляции для одножильных кабелей напряжения 10, 35 и 110 кВ используется вулканизированный полиэтилен. Например между жилой и заземленном экраном составляет соответственно 5,8; 20 и 64 кВ.

Кабели на напряжения 110 и 220 кВ изготавливают в соответствии с ГОСТ 16441-78 с бумажной пропитанной изоляцией, одной полой жилой, маслонаполненными. Маслонаполненный канал таких кабелей через  специальные муфты периодический соединяются с масляными баками с давлением до 0,5 МПа.

Кабели 110 ...525 кВ могут также прокладыватся в трубопроводе с маслом под избыточным давлением. Такие кабели называют кабелями высокого давления. Они имеют свинцовые оболочки, которые удаляются непосредственно перед укладкой в трубопровод. Внутренний диаметр трубопровода  в 2,85 раз больше диаметра отдельной фазы. Давление масло в трубопроводе достигает величины в 1,5  МПа.

 3. УСЛОВИЯ И СПОСОБЫ ПРОКЛАДКИ СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ

Режим и длительность эксплуатации силовых кабелей зависит от условий их прокладки. Кабели прокладывают в земле (в траншеях), кабельных каналах, шахтах, сырых и сухих помещениях и т.д. Важное значение имеет и степень наклона кабеля к горизонтали. Для прокладки по крутым и вертикальным трассам выбираются соответствующие кабели.

 РАЗДЕЛ ВОСЬМОЙ

 СИЛОВЫЕ КАБЕЛИ НА АПРЯЖЕНИЯ 1...10 кВ

Силовые кабели с алюминиевыми или медными жилами с бумажной изоляцией, пропитанной маслоканифольными составами, в алюминиевой или свинцовой оболчке с защитными покровами или без них предназначены для передачи и распределения электроэнегрии  в стационарныз электрических сетях на переменные напряжения 1, 3, 6 и 10 кВ, а также в сетях постоянного  тока. Такие кабели называяются кабелями с поясной изоляцией. Они имеют не радиальные электрические поля в изоляции, что допустимо на напряжения 10 кВ.

Жилы кабелей изолируются однослойной бумагой на основе сульфатной целлюлозы, которую пропитывают маслоканифольным составом МП-1. Изоляция кабелей для наклонных и вертикальных трасс пропитывается обеденным составом, что отмечается в обозначении буквой В через черточку, например: АСБ-В, либо нестекающим составом, что отмечается буквой Ц (добавка церезина), например, ЦСБ. Толщина бумажной изоляции в зависимости от сечения жил, их числа и величины напряжения изменяются в пределах от 1,2 (1 кВ) до 12 (35 кВ) мм.

Силовые кабели с пропитанной бумажной изоляцией изготавливают с алюминиевой или свинцовой оболочкой, выпрессованными на гидравлических или червячных прессах. В зависимости от марки кабеля и его диаметра под оболочкой свинцовые оболочки имеют толщину от 0,9 мм при диаметре до 13 мм до 2,8 мм при диаметре более 56 мм.

 2.                  ОДНОЖИЛЬНЫЕ КАБЕЛИ НА НАПРЯЖЕНИЯ 1...10 кВ

 Одножильные кабели изготавливают на переменное напряжение 1...10 кВ. Одножильные кабели, предназначенные для питания электрофицированного транспорта, сечением 240...800 мм² изготавливают с двумя изолированными контрольными жилами сечением по 1 мм².

 3.                  ДВУХЖИЛЬНЫЕ СИЛОВЫЕ КАБЕЛИ

Двухжильные силовые кабели изготавливают на переменное напряжения 1 кВ сечением от  6 до 150 мм^2­­­­. Кабели с жилами с сечением до 16 мм² изготавливают с круглыми жилами, 25 мм² и более – с сегментами. Жилы изолируют бумагой, в промежутки укладывают поясную изоляцию из бумаги, алюминиевую или свинцовую оболочку и защитные покровы.

 4.                  ТРЕХЖИЬНЫЕ СИЛОВЫЕ КАБЕЛИ

 Трехжильные силовые кабели с пропитанной бумажной изоляцией имеют сечения жил от 6 до 240 мм² и изготавливаются  на напряжения 1, 3, 6, 10 кВ. Жилы кабелей с сечением 6...16 мм² изготавливают круглыми, а с сечением 25 мм² и более – секторными жилами. Жилы изолируются бумажной пропитанной изоляцией. Пространство между жилами заполняют жгутами из сульфатной бумаги для получения круглой формы кабеля. Поверх жил накладывают поясную изоляцию, на нее – алюминиевую, либо свинцовую оболочку.

 5.                  ЧЕТЫРЕХЖИЛЬНЫЕ СИЛОВЫЕ КАБЕЛИ

 Четырехжильные силовые кабели с пропитанной бумажной изоляцией имеет сечения жил от 10 до 185 мм^2­­ и изготавливаются на напяжения 1 кВ. четвертая жила является заземляющей или зануляющей. она может иметь одинаковое с фазными жилами сечение для кабелей сечением до120 мм^2­ включительно. Соотношения между сечениями фазных жил и сечением нулевой жилы для конструкцией с уменьшенным сечением этой жилы в четырехжильных кабелей с секторными рабочими жилами и круглой жилой и с секторными жилами.

 РАЗДЕЛ ДЕВЯТЫЙ

 СИЛОВЫЕ КАБЕЛИ С БУМАЖНОЙ ПРОПИТАННОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ НА НАПРЯЖЕНИЯ 20 И 35 кВ

 1.                  ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ КАБЕЛЕЙ

 Силовые кабели на напряжения 20 и 35 кВ изготавливаются одножильными или трехжильными. В этих кабелях для получения равномерно распределенного в изоляции радиального электрического поля поверх изоляции жилы накладывают металлическую, как правило, алюминиевую или свинцовую влагозащитную оболочку. Кроме того, они имеют улучшенный отвод тепла от центра и потому допускают по сравнению с кабелями с поясной изоляцией повышение токовой нагрузки на 5...20%. Жилы кабелей сечением от 25 до 400 мм² выполняют одно- и многопроволочными.

Кабели на напряжения 20 кВ сечением 25...400 мм^2­ изготавливаются одножильными, сечением 22...185 мм² – трехжильными в отдельных оболочках.

Кабели на напряжения 35 кВ сечением 120...300 мм² изготавливаются одножильными, сечением 120 и 150 мм² – трехжильными с отдельно освинованными оболочками.

На круглую алюминиевую или медную жилу одножильного кабелья последовательно наматывают ленты из электропроводящей бумаги, бумажной пропитанной изоляции, экран из электропроводящих лент и оболочку из свинца или алюминия. На одножильные кабели накладывают защитные покровы, а трехжильные – бронируют.

 РАЗДЕЛ ДЕСЯТЫЙ

 МАСЛОНАПОЛНЕННЫЕ КАБЕЛИ НА НАПРЯЖЕНИЯ 110...525 Кв

 8     НОМЕНКЛАТУРА КАБЕЛЕЙ И ИХ КОНСТРУКЦИИ

 Силовые маслонаполненные кабели с медными токопроводящими с пропитанной бумажной изоляцией в свинцовой или алюминиевой оболочке изготавливаются в соответствии с ГОСТ 16441-78 и предназначены для передачи и распределения электрической энергии при переменных номинальных линейных напряжениях 110...500 кВ.

Силовые маслонаполненные кабели классифицируются по величине избыточного давления масла: низкого давления (от 0,025...0,3 МПа, буква Н обозначении марки), среднего давления (от 0,06...0,3 МПа, буква С), высокого давления (от 1,1...1,6 МПа, буква В).

В кабелях среднего давления первый внутренний повив токопроводящей жилы, образующий центральный маслопроводящий канал, скручивается из зетобразных медных луженых проволок одного и того жепрофиля и размера. Последующие повивиы жилы накладываются из сегментных медных луженых проволок. Слой изоляции, прилегающий к жиле, изготавливают из кабельной уплотненной бумаги КВМУ, КВУ, КВСУ, следующий – из кабельной бумаги нормальной плотности  КВМ, КВ  или КВС. Поверх бумажной изоляции накладывается экран из электропроводящих бумажных лент, затем перфорированная металлизированная бумага. Поверх экрана кабелей среднего давления накладывают герметичную свинцовую оболочку а поверх нее упрочняющие покровы.

Кабели высокого давления МВДТ включают токопроводящую жилу фазы ,изоляцию фазы с экранами для обеспечения радиальной формы электрического поля в изоляции. Три фазные жилы с изоляцией помещают в стальной трубопровод заполенный маслом.

 РАЗДЕЛ ОДИННАДЦАТЫЙ

 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ

 11.1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ЖИЛ

 Электрическое сопротивления токопроводящей жилы постоянному току определяется выражением

 R₌=(r₂₀/q)/[1+a(T20)],

 Где R₌ - сопротивление постоянному току, Ом∙м;

r₂₀ – удельное сопротивление материала жилы при температуре 20 ⁰С, н Ом∙м;

q – номинальное сечение жилы, мм²;

а – температурный коэффициент сопротивления, который для меди и алюминия можно принять равным 0,004 ⁰С^-1.

Величина удельного сопротивления r₂₀ с учетом скрутки и нагартовки проволок в жиле при ее сечении до 500 мм² составляет для меди 17,76 н Ом∙м, а для алюминия – 29,11 нОм∙м. при сечении жил выше 500 мм² соответственно 17,93 и 29,4 нОм∙м.

Чтобы определить сопротивление жилы переменному току, следует расчетное сопротивление жилы постоянному току R₌ умножить на величину коэффициента возрастания сопротивления при переменном токе k.

С целью уменьшения сопротивления переменному току жилы сечением 625 мм² и более изготавливают секционированными.

 9                    РАСЧЕТ ИНДУКТИВНОСТИ КАБЕЛЯ

 Расчет индуктивности кабеля при симметричной нагрузке фаз в трехфазной системе при расположении токопроводящих жил по углам равностороннего треугольника можно выполнить по формуле:

 L=L_B+Alg(s/r),

L – индуктивность, мГн/км;

L_B – базовая индуктивность;

А – коэффициент, составляющий 0,463 для одножильных и 0,471 для трехжильных кабелей;

s – расстояние между центрами жил, мм;

r – радиус круглой токопроводящей жилы, мм; для кабелей с секторными жилами радиус круглой жилы принимается эквивалентной по сечению секторной.

 10                РАСЧЕТ ЕМКОСТЕЙ КАБЕЛЕЙ

 Расчет емкостей силовых кабелей  с отдельно освинцованными или экранированными жилам можно выполнить по формуле: