Высоковольтные кабельные линии

Кабельной линией называется линия для передачи электроэнергии, состоящая из одного или нескольких параллельных кабелей с соединительными, стопорными и концевыми муфтами (заделками) и крепёжными деталями, а для маслонаполненных линий, кроме того, с подпитывающими аппаратами и системой сигнализации давления масла.

Кабель – это провод, заключенный в герметичную оболочку, который можно прокладывать в воде, земле и на воздухе. Он обычно состоит из одного   или нескольких изолированных друг от друга проводников, заключённых в герметичную оболочку из резины, пластмассы, алюминия или свинца. Кабель, имеющий поверх защитной оболочки покрытие (броню) из стальных лент плоской или круглой проволоки для защиты от механических повреждений, называется бронированным.

Кабельная канализация электроэнергии имеет свои положительные и отрицательные стороны.

Для электрических кабельных линий характерны следующие преиму-щества по сравнению с воздушными:

- более длительный срок службы, отсутствие потребности в материалах для опор;

- большая надёжность при эксплуатации из-за отсутствия внешних атмосферных воздействий, таких, как ветер, гололёд, грозовые перена-пряжения;

- отсутствие опор и проводов, загромождающих территорию предприятий и крупных городов;

- значительное снижение опасности для людей и животных в случае аварии кабельной линии;

- возможность передачи практически всех встречающихся в современной практике потоков мощности;

- возможность прокладки в любых природных и атмосферных условиях (на воздухе, в земле, под водой и т.п.);

- возможность эксплуатации в любых климатических условиях (сильные ветры, интенсивные гололёды и т.п.).

Однако кабельные линии обладают также и недостатками, к которым относятся следующие:

- высокая стоимость кабельной сети по сравнению с воздушной;

- потребность в более квалифицированном персонале при сооружении и эксплуатации кабельной линии;

- трудность нахождения и исправления повреждений;

- подверженность почвенной коррозии и воздействию блуждающих токов.

Силовые кабели среднего напряжения. Эти кабели применяются в распределительных сетях с изолированной нейтралью на напряжения 6, 10, 20 и 35 кВ. Основным напряжением распределительных сетей энергосистем России и стран СНГ является напряжение 10 кВ. В качестве электрической изоляции кабелей среднего напряжения применяется бумажная пропитанная и пластмассовая изоляция.

Силовые кабели с пропитанной бумажной изоляцией на напряжение 6 и 10 кВ изготовляются трехжильными. В качестве фазной и поясной изоляции применяется бумага, пропитанная маслоканифольным составом. Такие кабели выпускаются с медными и алюминиевыми жилами секторной формы. Для защиты гигроскопичной изоляции в конструкции кабеля предусмотрена металлическая оболочка из свинца или алюминия. Поверх металлических оболочек накладываются защитные покровы для механической и коррозионной защиты. Конструкция трехжильного кабеля с поясной изоляцией показана на рис. 7.8.

Рис.7.8. Трехжильный кабель с поясной изоляцией и секторными уплотненными жилами:1– токопроводящая жила; 2 – фазная изоляция; 3 – поясная изоляция 4 – заполнение; 5 - свинцовая оболочка;6 – подушка под бронёй; 7 – броня из двух стальных лент

Силовые кабели высокого напряжения. К этому классу относятся кабели на напряжение 110, (150), 220, (380) и 500 кВ применительно к номинальным напряжениям систем электропередачи, принятых в России и странах СНГ. Напряжения 150 и 380 кВ используются в отдельных случаях.

Кабели предназначены для передачи крупных мощностей электроэнергии (60—620 MB · А) на указанных напряжениях. Области применения кабелей следующие:

· глубокие вводы к центрам потребления электроэнергии в условиях крупных городов (применяются кабели на напряжение 110—220 кВ для питания районных городских подстанций);

· выводы мощности с крупных гидро- и тепловых электростанции преимущественно при напряжениях 220 и 500 кВ;

· питание энергоемких производственных комплексов (автозаводы, металлургические и химические предприятия).

Для кабелей высокого напряжения применяются в основном  два вида электрической изоляции: бумажно-пропитанная, работающей под избыточным давлением масла (маслонаполненные кабели — МНК) и из сшитого полиэтилена (ПЭ).

На рис. 7.9 приведена конструкция МНК высокого давления в стальной трубе.

Рис.7.9.Конструкция маслонаполненного кабеля высокого давления в стальной трубе: 1 – бумажная изоляция, пропитанная маслом; 2 – стальная труба; 3 – экран из медной ленты; 4 – медная проволока скольжения; 5 - токопроводящая жила; 6 – антикоррозионное покрытие

  Кабели высокого напряжения со сшитой ПЭ-изоляцией имеют ряд важных преимуществ в эксплуатации по сравнению с МНК:

· не требуют систем подпитки маслом и сигнализации давления, что снижает трудоемкость обслуживания и капитальные затраты на сооружение кабельных линий;

· позволяют осуществлять прокладку без ограничения разностей уровней на трассе;

· снижают трудоемкость монтажных работ при сооружении кабельных линий;

· экологически безопасны (отсутствует утечка масла в грунт, что наблюдается при эксплуатации МНК);

· имеют повышенную нагрузочную способность и стойкость к токам короткого замыкания за счет более высокой теплостойкости изоляции из сшитого ПЭ по сравнению с пропитанной бумагой.

Вопросы для самопроверки:

1. Почему не возможна передача электроэнергии большой мощности при генераторном напряжении?

2.  Основные конфигурации электрических сетей.

3. Основные конструктивные элементы ВЛ.

4. Устройство кабелей среднего напряжения.

5. Устройство кабелей высокого напряжения.