|
Кабельные системы высокого напряжение 110 - 500 кВ
Кабели с изоляцией
из сшитого полиэтилена среднего класса напряжения
(до 35 кВ) применяются в энергетике с начала
60-х годов. Массовое производство кабелей
с номинальным напряжением 123 кВ началось
с 1971 года. Усиливающаяся тенденция к применению
кабелей с пластмассовой изоляцией (т.е главным
образом, с изоляцией из сшитого полиэтилена)
в диапазоне напряжений свыше 60 кВ, привела
к тому, что были созданы, испытаны, и к
настоящему времени введены в эксплуатацию
кабели с номинальным напряжением до 500
кВ.
Кабельные линии на 110 - 500 кВ применяются,
в основном, в энергетических системах между
двумя узлами электрической сети, такими
как, например, генерирующее оборудование
и распределительная подстанция, или между
подстанциями. Такие кабельные линии могут
использоваться также в совокупности с воздушными
линиями.
На этой странице представлены кабели на
напряжение 110 - 500 кВ.
Кабели высокого
и сверхвысокого напряжения
2XS(FL)2Y
1X...RM/50 64/110 кВ
2XS(FL)2Y 1X...RM/50 127/220 кВ
2XS(FL)2Y 1X...RM/50 220/380 кВ
2X(F)K2Y 1X...RM50 64/110 кВ
2X(F)K2Y 1X...RM50 127/220 кВ
2XS(FL)2Y1x800 RM/390 289/500 кВ
ОСНОВНАЯ
КОНСТРУКЦИЯ
 1
-- Токопроводящая жила (медная или алюминиевая)
служит для протекания электрического тока.
Бывают круглые жилы компактной скрутки и
сегментированные (милликеновский проводник,
состоящий из нескольких проводников секторного
сечения, которые формируют цилиндрическую
жилу, закрученную в спираль)
2
-- Полупроводящий экран жилы, предназначеный
для выравнивания скачка напряженности электрического
поля на границе токопроводящей жилы и слоя
изоляции с помощью создания промежуточного
полупроводящего слоя между токопроводящей
жилой и изоляцией из сшитого полиэтилена.
3
-- Изоляция (сшитый полиэтилен) между токопроводящей
жилой, которая находится под высоким напряжением,
и экраном, находящимся под потенциалом земли.
Изоляционный материал должен выдерживать
воздействие электрического поля как в стационарном,
так и в переходных режимах.
4
-- Полупроводящий экран изоляции. Назначение
этого слоя идентично назначению полупроводящего
экрана на жиле.
Он позволяет получить плавное изменение
напряженности электрического поля между
изоляцией, где напряженность электрического
поля не равна нулю, и проводником (металлический
экран кабеля), где напряженность электрического
поля равна нулю.
5
-- Металлический экран. Уровень напряжения
в несколько десятков, а иногда и сотен киловольт
приводит к необходимости использования металлического
экрана, основным назначением которого является
устранение электрического поля на поверхности
кабеля. Экран формирует второй электрод
конденсатора, образуемого кабелем (первым
является токопроводящая жила кабеля). Экраны
бывают свинцовые, медные, алюминиевые и
комбинированные.
6
-- Антикоррозионная внешняя защитная оболочка.
Выполняет двойную функцию: во-первых, электрически
изолирует экран от земли, во-вторых, защищает
металлический экран от сырости и коррозии.
Кроме этого, внешняя оболочка должна защищать
кабель от механических воздействий, возникающих
при его установке и эксплуатации, а также
от специфических вредных воздействий (таких
как, например, термиты, углеводороды и т.
п.).
Наиболее подходящим материалом для защитной
оболочки является полиэтилен.
Оболочки из ПВХ еще используются в настоящее
время, но применение этого материала сокращается.
Одним из основных преимуществ ПВХ является
его высокая огнестойкость, но из-за того,
что при горении ПВХ выделяются токсичные
и коррозийные дымы, этот материал запрещен
многими пользователями.
Когда в применении указывается «стойкость
по отношению к распространению огня» согласно
нормам IЕС 332, то вместо ПВХ используются
материалы HFFR (не содержат галогенов, и
обладают высокой огнестойкостью). Однако
механические свойства этих материалов хуже,
чем у полиэтилена, а цена выше. Поэтому
эти материалы используют на тех объектах
и в тех местах сооружений, где требуется
пожаробезопасность. Для того чтобы проверить
целостность внешней оболочки, на нее часто
наносится слой из полупроводящего материала.
Этот слой может быть сформирован с помощью
нанесения графитной краски, или нанесения
слоя полупроводящего полимера, одновременно
с экструзией внешней оболочки.
.
Пример
конструкции:
1. проводник компактной скрутки (медь, алюминий)
2. Экран проводника полупроводящий (XLPE)
3. Изоляция (XLPE)
4. Экран изоляции полупроводящий (XLPE)
5. Водонабухающая лента (водопоглощающий
материал)
6. Проволочный экран кабеля (медь)
7. Водонабухающая лента (водопоглощающий
материал)
8. Герметизирующая фольга (алюминий)
9. Внешняя оболочка (полиэтилен)
10. Полупроводящий слой (экструдированный)
11. Маркикровка: NEXANS - 110 kV - сечение
проводника - материал - год выпуска - метраж
Внутренний полупроводящий слой, изоляция,
а также внешний полупроводящий слой в технологическом
процессе накладываются одновременно на медный
или алюминиевый проводник компактной скрутки.
Для обеспечения продольной водонепроницаемости
кабеля на всю поверхность медного проволочного
экрана наносится водонабухающий материал,
препятствующий нераспространению воды вдоль
кабеля при повреждении внешней оболочки.
Внешняя оболочка изготавливается из абразивно
стойкого полиэтилена. Поперечная водонепроницаемость
обеспечивается путем применения ламинированной
алюминиевой ленты, которая жестко соединена
с оболочкой. При изготовлении кабеля его
конструкция может быть доработана с учетом
требований заказчика. В частности, в качестве
дополнительных конструктивных элементов
могут присутствовать свинцовые, либо алюминиевые
оболочки.
Сфера применения:
Кабели могут прокладываться в воздухе, непосредственно
в землю, либо в трубах и в кабельных каналах.
Глубина укладки, в зависимости от уровня
напряжения, часто указывается в стандартах
и должна быть не менее 80 см во избежание
механического повреждения кабеля. Для кабелей
малых сечений может возникнуть необходимость
укладывать кабели на большую глубину, чтобы
избежать дополнительного движения грунта.
Преимущества
Изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE -
cross-linked polyethylene, или вулканизированный
полиэтилен) представляет собой однородную
диэлектрическую массу полиэтилена с дополнительными
поперечными связями между молекулами по
углеродным цепочкам, образующимися в результате
технологического процесса, называемого вулканизацией,
или сшивкой. Характерной особенностью сшитого
полиэтилена являются его превосходные диэлектрические
свойства вследствие того, что поляризация
молекул в электрическом поле затруднена
из-за больших размеров молекулярных кластеров.
Совершенствование производственных технологических
процессов, позволивших перейти от термопластичного
полиэтилена к термоэластичному вулканизированному
полиэтилену, привело к широкому его использованию
в качестве изоляции силовых кабелей. Более
высокая температурная стабильность материала
- с практически неменяющимися диэлектрическими
параметрами - означает более высокие допустимые
токовые нагрузки, как рабочие, так и в режиме
короткого замыкания.
Дополнительными
преимуществами являются:
-- низкое значение тангенса угла диэлектрических
потерь,
-- диэлектрическая проницаемость 2.4 и,
вследствие этого, малая величина емкости,
-- малый удельный вес,
-- малый радиус изгиба,
-- легкость и удобство при монтаже,
-- простой монтаж арматуры,
-- отсутствие необходимости в дальнейшем
обслуживании.
Испытания
 Для
достижения высокого качества кабелей производится
тщательный подбор исходных материалов. Поэтому
технические требования для полупроводящих
и изолирующих материалов были разработаны
совместно с производителями исходных компонентов.
Соответствие материала заданной спецификации
проверяется при каждой поставке. Размеры
и физические параметры кабеля контролируются
во время производства. Программа типовых
испытаний согласно стандарту МЭК 60840 содержит
требования к изоляции и к готовому кабелю.
Весьма существенным испытанием при контроле
качества является измерение частичных разрядов
на каждой технологической длине кабеля,
которое позволяет убедиться в отсутствии
пустот в самой изоляции, а также в качестве
прилегания полупроводящих слоев к изоляции.
В здании лаборатории имеется экранированный
зал площадью 600 кв.м и высотой 16 м.
Испытательное оборудование включает в
себя:
-- трансформатор переменного тока 600/300
кВ,
-- измеритель шумов при измерениях частичных
разрядов (< 2 пКл при 400 кВ),
-- импульсный генератор (2400 кВ-180 кВт*сек.),
-- испытательное оборудование режимов короткого
замыкания (22 кА / 25 В - 10 сек.)
-- генератор постоянного тока (420 кВ)
Также имеется испытательная зона вне лаборатории
с максимальным переменным напряжением 50
кВ, а также экранированная кабина (7 х 12
м, 4.5 м высотой) с
трансформатором 170 кВ (1.2 МВА) для проведения
контроля качества.
Примеры конструкторско-технологической
разработки Nexans
-- Кабель
со сварным металлическим экраном, приклеенным
к пластмассовой оболочке.
-- Кабель с интегрированным оптическим волокном
(оптическое волокно применено для контроля
температуры на всей протяженности линии,
что является гарантом надежной эксплуатации).
Такие кабели поставляются на Российский
и другие рынки.
-- Соединительная муфта с механической,
электрической и антикоррозионной защитой
(типа НОР), характеризующаяся компактностью,
прочностью конструкции и простотой монтажа.
-- Концевая муфта с устройством защиты от
взрыва для обеспечения высокой безопасности
на распределительной подстанции.
-- Концевая муфта, целиком изготовленная
из синтетического материала, требующая минимального
технического обслуживания.
-- Концевая муфта из композитного материала,
обеспечивающего высокую степень безопасности.
Сроки поставки подобных муфт предельно сокращены.
-- Соединительные устройства и концевые
муфты с интегрированными датчиками частичных
разрядов. Применение датчиков позволяет
обнаруживать дефекты на начальных стадиях
монтажа, а также дефекты, возникшие вследствие
старения материала.
-- Сухая концевая муфта типа GIS (в конструкции
не содержится масло), требующая минимального
технического обслуживания.
 Кабель
110 кВ + оптическое волокно
1 -- Токопроводящая
жила Milliken
2 -- Полупроводящий экран жилы
3 -- Изоляция из сшитого полиэтилена
4 -- Полупроводящий экран изоляции
5 -- Оптическое волокно
6 -- Влагонабухающая лента
7 -- Экран с медными проводниками
8 -- Медная контрспираль
9 -- Влагонабухающая лента
10 -- Оболочка из ламинированного алюминия
11 -- Антикоррозионная оболочка
 Силовые
кабели NEXANS с изоляцией из сшитого полиэтилена
на напряжение 6 - 35 кВ. Скачать каталог
1,58 МБ (ZIP)
|
