Маслонаполненные кабели

Для кабелей напряжением выше 35 кВвязкая пропитка недостаточно эффективна. Поэтому для напряжений 110 кВ и выше применяются маслонаполненные кабели, в которых пропитка бумажной изоляции осуществляется жидким кабельным маслом. Конструкция однофазного маслонаполненного кабеля показана на рис. 6.7. На заводе изоляция кабеля тщательно сушится под вакуумом и заполняется маслом. Постоянная подпитка изоляции кабеля в процессе его эксплуатации осуществляется маслом, поступающим из масляного канала в центре токопроводящей жилы через зазоры в жиле. Для этого масло всегда поддерживается под некоторым избыточным давлением P_изб. Данный способ практически устраняет ионизационные процессы в изоляции, связанные с появлением газовых пузырьков, что позволяет резко повысить допустимые рабочие градиенты. Поэтому «кривая жизни» маслонаполненного кабеля имеет пологую форму (рис. 6.3, кривая 2).

Рис. 6.7 – Маслонаполненный однофазный кабель среднего давления на напряжения 110—220 кВмарки МССК-4. 1 – Маслопроводящий канал; 2 – токопроводящая жила: 3 – экран из трех лент полупроводящей бумаги: 4– изолиния из бумаги толщиной 0.075 И 0,125 мм; 5— экран из трех лент полупроводящей бумаги; 6 — оболочка из медистого свинца; 7 – 11,13– защитные покровы; 12— броня из стальных и медных проволок.

Маслонаполненные кабели выполняются низкого (P_изб до 1 ат), среднего (P_изб ≈ 3-5 ат) и высокого (P_изб ≈ 10-14 ат) давления. С повышением номинального напряжения кабеля целесообразно переходить на все более высокие давления масла, что позволяет повысить рабочие градиенты и уменьшить внешний диаметр кабеля (табл. 6.2). Маслонаполненные кабели на сверхвысокие напряжения и большие токи выполняются обычно однофазными, что позволяет получить приемлемый внешний диаметр, умеренный вес и достаточную гибкость. Кроме того, однофазный кабель обладает улучшенной теплоотдачей. Если требуемое сечение жилы кабеля не очень велико, вместо трех однофазных кабелей целесообразно использовать более дешевый трехфазный кабель, в котором масляные каналы располагаются в пространстве между фазами и оболочкой. Маслонаполненные кабели должны храниться, транспортироваться и прокладываться с избыточным давлением масла; только при этом условии можно избежать попадания воздуха в изоляцию кабеля. Для поддержания постоянного давления в проложенном маслонаполненном кабеле вдоль его трассы располагаются баки давления и стопорные муфты. Бак давления представляет собой герметически закрытый сосуд, в котором находятся упругие элементы, заполненные газом под давлением. Упругие мембраны оказывают на газ постоянное давление при изменении температуры и изменении объема масла. Стопорные муфты разделяют кабель на ряд участков, независимо питаемых от баков давления. Чтобы сохранить постоянное давление на всех участках кабельной линии, стопорные муфты и подпитывающие пункты приходится сооружать на расстоянии 0,7—1,5 кмдруг от друга (в зависимости от профиля трассы); это является существенным недостатком маслонаполненных кабелей. Возникновение утечки масла является опасной по своим последствиям аварией для маслонанолненного кабеля, поэтому подпитывающие пункты снабжаются сигнализаторами падения давления в кабеле и дифференциальными манометрами, показания которых позволяют рассчитать местонахождение утечки на трассе.

Недостатком маслонаполнениых кабелей является повышение вязкости масла и, следовательно, ухудшение качества пропитки при низких температурах. Поэтому рекомендуется, чтобы температура грунта, в котором прокладывается кабель, была бы не ниже 0°С или по крайней мере –5° С. Это требование ограничивает применение маслонаполненных кабелей в северных районах страны.

Таблица 6.2 – Толщина изоляции и рабочие напряженности (переменного тока) для маслонаполненных кабелей