Работа с высоким напряжением: знакомьтесь, кабель ААШВ

Опубликовано автором

Электрическая энергия перемещается на большие расстояния по линиям электропередач. Физика передачи такова, что чем больше разность потенциалов ЛЭП, тем меньше потери. На дальние расстояния передается огромная величина. Чтобы можно было использовать потребителю, на месте получения она понижается трансформаторами последовательно, до 35 кВ, затем до 10 или 6. Распределительное устройство трансформаторной подстанции выдает потребителю привычные три фазы 380 вольт.

Напряжение 35 и ниже киловольт передается по высоковольтным кабелям с бумажным диэлектриком. С одним из таких проводников познакомит эта статья.

Особенности конструкции, маркировка


Высоковольтный кабель ААШв описывается ГОСТ 18410-73. Маркировка обозначает:

  • А — материал проводника алюминий;
  • А — защитный слой из того же металла;
  • Выше располагается:
  • Шв — шланг виниловый из прессованного пластика ПВХ;
  • Дополнительные или заменяющие конструктивные особенности:
    • Ц — слева от маркировки. Единственное отличие — пропитка бумажной изоляции не стекающей массой. Эта марка применяется, когда большой перепад уровней трассы прокладки.
    • Бл — броня ленточная из металлической полосы;
    • Б2л — то же, с двумя полосами;
    • Г — голый, без оболочки поверх брони;
    • (ож) — одинарная жила. Класс гибкости 1. Отсутствие этого обозначения означает жилу, свитую из большого количества тонких проволок;
    • нг — пожарное исполнение, пластик оболочки не горит, если в прокладке находится один.

Через тире указана цифра напряжения этой марки. После пробела — типоразмер, показывающий количество проводников Х поперечное сечение.

Разрез конструкции выглядит так:

  1. Центр занимает один либо несколько алюминиевых проводов:
  • Число зависит от:
Число жил Номинальное сечение жилы, мм2
Номинальное напряжение кабеля, кВ
1 6 10 20 35
1 10-800 — — 25-400 120-300
3 6-240 10-240 16-240 — —
4 16-185 — — — —
Четырехжильные кабели с жилами номинальным сечением до 120 мм2 должны иметь одну жилу равного или меньшего сечения, с жилами номинальным сечением свыше 120 мм2 — одну жилу меньшего сечения.
  • Вид зависит:
Наименование жилы Номинальное сечение алюминевой жилы, мм2
Круглая Секторная
Однопроволочная жила 6-240 25-240
Многопроволочная 70-800 70-240

Алюминий обматывается бумажной изоляцией с цветовой (цифровой) маркировкой. Цифры соответствуют цвету:

  • 1 — желтому или белому;
  • 2 — зеленому, синему;
  • 3 — красному;
  • 4 — черному, коричневому;
  1. Сложенные вместе проводники обтягиваются поясной изоляцией из пропитанной изолирующей массой кабельной бумаги. Для напряжения больше 1000 В между проводов укладываются жгуты из бумаги толщиной до 0.08 мм;
  2. Для 6 и 10 кВ сверху укладывается экранирующий слой из проводящей бумаги. Такой же экран укрывает каждый проводник изделий 20 и 35 кВ. Скрученные проводники в поясе имеют круглую форму. Использование ленточной брони допускает треугольную форма сечения;
  3. После этого накладывается алюминиевая оболочка, защищенная битумным слоем. Поверх наматывается тонкая разделительная лента из пластика. Завершает конструкцию внешний полихлорвиниловый шланг низкой огнепроводности.

Параметры, характеристики, назначение

Изоляция:

Назначение изоляции — обеспечить необходимую электрическую прочность. Слой зависит от номинальных параметров, конструкции:

  • Монолитные проводники,
Номинальное напряжение кабеля, кВ Номинальное сечение жилы, мм2 Номинальная толщина изоляции, мм
От 10 до 95 1.2
» 120 »150 1.4
1 » 185 »240 1.6
» 300 » 400 1.8
» 500 » 630 2.1
800 2.4
20 От 25 до 95 7
» 120 » 400 6
35 От 120 до 400 9
  • Многожильные проводники с защитой имеют соотношение,
Номинальное напряжение кабеля, кВ Номинальное сечение жилы, мм2 Номинальная толщина, мм
изоляции жилы поясной изоляции
От 6 до 95 0.75 0.05
1 120 и 150 0.85 0.6
185 и 240 0.95 0.6
6 От 10 до 240 2 0.95
10 От 16 до 240 2.75 1.25

Сопротивление изоляции у одного километра длины равно, мОм:

  • 100, напряжение 1000 вольт;
  • 200, свыше 6000.

Проводники

Поперечное сечение и материал жилы определяет величину электрического сопротивления:

Номинальное сечение, мм Минимальное число проволок жилы Электрическое сопротивление 1 км жилы при температуре 20℃ , Ом, не более
Однопроволочные (1 кл) Многопроволочные (2 кл)
10 1 7 3.08
16 1 7 1.91
25 1 7 1.2
35 1 7 0.868
50 1 19 0.641
70 1 19 0.443
95 1 19 0.032
120 1 37 0.253
150 1 37 0.206
185 1 37 0.164
240 1 37 0.125
300 1 61 0.1
400 1 или 35 61 0.0778
500 1 или 35 61 0.0605
625, 630 1 или 59 91 0.0469
800 1 или 59 91 0.0367
Для однопроволочных жил из алюминиевого сплава, значение электрического сопротивления, указанное в таблице, умножается на 1,162, если иное не установлено в соглашении между изготовителем и заказчиком.

Проверка

Высоковольтная продукция испытывается напряжениями:

Испытание переменным напряжением 50 Гц, 10 минут
Номинальное напряжение кабеля, кВ 1 6 10 20 35
Испытательное напряжение, кВ 4 17 25 20 35
Значение испытательного напряжения посточянного тока в 2,4 раза больше переменного

Для изделий 6 кВ, и более, проводится четырехчасовой тест:

Для кабелей 6 кВ и более: испытание переменным напряжением 50 Гц, 4 часа
Номинальное напряжение кабеля, кВ 6 10 20 35
Испытательное напряжение, кВ 24 40 80 115

Температурные режимы

Применение в качестве изоляции кабельной бумаги позволило расширить диапазон температур эксплуатации, °С:

  • Нормальный интервал, -50 ÷ +50;
  • Предельно допустимая влажность 98%, 35
  • Запрещена укладка без разогрева провода, ниже, 0;
  • Долговременный допустимый нагрев, длительностью не более 4 сек короткого замыкания, при перегрузке до 8 часов непрерывно:
Номинальное напряжение кабеля, кВ Длительно допустимая температура нагрева жил кабелей, °С Максимально допустимая температура нагрева жил кабеля, °С
одножильных или в отдельной оболочке по каждой изолированной жиле с поясной изоляцией при токе короткого замыкания при перегрузке
1 80 80 250 105
6 — 80 200 105
10 — 70 200 90
20 и 35 65 — 130 —

Срок службы зависит от  технического состояния кабеля, больше 30 лет.

Область, условия применения

Подключение электричества в стационарных установках до 35 000 вольт выполняется высоковольтными кабелями с бумажной изоляцией марки ААШв, и подобными ему. Конструкция позволяет прокладку на воздухе, в земле и воде. Допустимый ток для  напряжении 1 кВ, составляет:

Номинальное сечение токопроводящей жилы, мм 2 Длительно допустимые токовые нагрузки кабелей, А
в земле на воздухе
10 81 82
16 105 109
25 135 142
35 163 174
50 199 216
70 246 276
95 292 334
120 333 387
150 379 446
185 426 508
240 496 604
300 562 695
400 663 838
500 752 966
625 856 1122
800 987 1318
Примечания:
1.        Токовые нагрузки даны для работы при постоянном токе. Кабели расположены в одной горизонтальной плоскости на расстоянии 35-125 мм друг от друга.
2.        При прокладке в воде кабелей с защитными покровами типа Кл значение токовой нагрузки в земле следует умножить на коэффициент  К  = 1,3.
3.        Токи нагрузки даны для грунтов с удельным тепловым сопротивлением 1,2 °С·м/Вт (глубина прокладки — 0,7 м).

Нужно учитывать особенности конструкции:

  • Радиус заворота, не более приведенного таблицей:
Группа кабелей Минимальный радиус изгиба
Многожильные в свинцовой оболочке 15  D н
Одножильные в алюминиевой или свинцовой оболочке и многожильные в алюминиевой оболочке 25  D н
  • Необходимо применение муфт, для предупреждения стекания вязкой пропитки, на участках с разницей уровней, метров:
Номинальное напряжение кабеля, кВ Кабели без стопорных муфт Разность уровней, м, не более
1 Не бронированные:
В алюминиевой оболочке 25
Бронированные 25
6 В алюминиевой оболочке 20
10, 20, 35 В алюминиевой 15

Кабель ААШв применяется одинаково часто как в промышленности, так и в обеспечении электроэнергией жилых массивов. Легкий, с несгораемой оболочкой, обладающий 2,5 кратным запасом надежности кабель постоянно востребован. Немалое значение имеет разница в стоимости алюминия и меди.