Температурный режим кабеля и его влияние на кабельную изоляцию

Выделение тепла в кабеле происходит в результате омических потерь в жиле кабеля и диэлектрических потерь в его изоляции. Диэлектрические потери составляют незначительную долю общих потерь в кабелях до 35 кВ, но в кабелях СВН эти потери могут достигать и даже превосходить потери в токоведущих жилах. Например, в кабеле 400 кВпри tgδ=0,003 диэлектрические потери примерно равны потерям в жилах. Некоторая часть мощности выделяется в виде потерь также в металлической оболочке однофазных кабелей, а в случае кабелей в стальной трубе с маслом или газом под давлением — в стенке трубы.

Нагрев изоляции кабеля до высоких температур приводит к ее ускоренному старению. В кабелях с вязкой пропиткой высокая температура вызывает высыхание пропиточной массы и как следствие — существенное снижение электрической прочности кабеля по отношению к ионизационному пробою. Поэтому для кабелей с вязкой пропиткой максимальные длительно допустимые температуры относительно низки (табл. 6.10). В масло- и газонаполненных кабелях, а также в кабелях в стальных трубах под давлением наиболее чувствительным элементом к термическому старению является бумага; пропитка же бумаги обеспечивается давлением масла или газа в кабеле. Соответственно допустимые температуры для изоляции таких кабелей несколько выше, чем для кабелей с вязкой пропиткой.

Для увеличения срока службы изоляции кабелей их температурный режим стремятся улучшить путем прокладки в условиях наилучшего естественного охлаждения. В этих целях может быть использовано, в частности, затопление водой кабельных каналов. У кабелей в стальных трубах под давлением допустимая токовая нагрузка и срок службы могут быть повышены за счет создания циркуляции масла (или газа) внутри трубы с его прогонкой через теплообменник.

При выполнении блоков мощностью 800 – 1000 МВтс кабельными перемычками между генератором и трансформатором необходимы кабели очень высокой пропускной способности. Такие кабели могут быть созданы путем использования внутреннего водяного охлаждения, для чего в токоведущей жиле предусматривается герметизированный водяной какал. Концевые муфты такого кабеля снабжаются изолирующими трубками, по которым выведенная из кабеля и находящаяся под высоким потенциалом вода сливается в резервуар или водопровод, находящийся на потенциале земли. Расход воды определяется требуемой токовой нагрузкой.

Таблица 6.10 – Длительно допустимые (максимальные) температуры кабелей (у жилы)