1.3. Методические указания по выполнению работы

1.3.1. Особенности конструкции и распределения теплового поля кабелей

Изучение условий допустимого нагрева кабелей, проложенных в земле, производится на примере силовых кабелей АСБ на номинальное напряжение 10 кВ и ОСБ на номинальное напряжение 35 кВ.

Кабель АСБ на номинальное напряжение 10 кВ имеет три токоведущих жилы, выполненные из алюминиевых проволок, общую свинцовую оболочку и броню из стальных лент. Конструкция кабеля приведена на рис. 1.4.

Фазная и поясная изоляции выполнены из кабельной бумаги, пропитанной минеральным маслом. Защитный покров под броней (подушка) выполнен из пропитанной хлопчатобумажной пряжи, а наружный защитный покров – из джута, пропитанного антикоррозийным составом.

Силовые линии электрического поля в кабелях с поясной изоляцией и общей металлической оболочкой имеют различные углы наклона по отношению к слоям бумаги, что обуславливает в них как нормальные, так и касательные составляющие напряженности электрического поля.

Рис. 1.4. Конструкция кабеля АСБ:

1 – токопроводящая жила; 2 – фазная изоляция; 3 – общая поясная изоляция; 4 – свинцовая герметическая оболочка; 5 – подушка (защитный покров) под броней; 6 – стальная броня; 7 – защитный покров; 8 – заполнение

Это заметно ухудшает свойства кабеля, так как электрическая прочность изоляции вдоль слоев бумаги в 810 раз меньше по сравнению с прочностью поперек слоев. Из-за этого недостатка кабели с поясной изоляцией и общей металлической оболочкой не применяются на напряжение выше 10 кВ.

Кабель ОСБ на номинальное напряжение 35 кВ имеет три токоведущих жилы, выполненные из медных проволок. Каждая жила имеет отдельную изоляцию и свинцовую оболочку. Конструкция кабеля приведена на рис. 1.5.

Рис. 1.5. Конструкция кабеля ОСБ:

1 – круглая токопроводящая жила; 2 – фазная изоляция;

3 – свинцовая оболочка; 4 – подушка (защитный покров);

5 – заполнитель; 6 – стальная броня; 7 – защитный покров

Он отличается от кабелей на номинальное напряжение 6 и 10 кВ тем, что вокруг бумажной изоляции каждой токоведущей жилы наложена бесшовная свинцовая оболочка. Свинцовая оболочка создает эквипотенциальные поверхности вокруг изоляции каждой из фаз, при которых существует лишь радиальные силовые линии электрического поля. Это облегчает условия работы бумажной изоляции и позволяет уменьшить ее толщину, а следовательно, и размеры всего кабеля. Свинцовые оболочки поверх жил выравнивают и тепловые поля в изоляции фаз. Промежутки между свинцовыми оболочками заполнены пропитанной кабельной пряжей. Все три жилы скручены друг с другом и покрыты стальной броней. Защитный покров брони от коррозии выполнен кабельной пряжей, пропитанной битумным составом.

Толщина изоляции и защитных покровов одинакова для всех направлений распространения теплового потока. Поэтому термические сопротивления ибудут постоянными. Толщина заполнителя изменяется, поэтому его термическое сопротивление будет различным для разных направлений теплового потока. Для более точного учета термическое сопротивление заполнителя разделено на 10 частей. Общее сопротивлениеопределяется как эквивалентное сопротивление десяти параллельно включенных сопротивлений.