Silové káble s impregnovanou papierovou izoláciou pre napätie 1-10 kV

Napájacie káble s postrojom

Väčšina silových káblov pre napätie do 10 kV je trojžilová so sektorovými žilami, tzv. pásovo izolované káble. Tieto káble sú dostupné s medenými a hliníkovými vodičmi s prierezmi od 6 do 240 mm2. Hliníkové vodiče môžu byť jednožilové v celom rozsahu prierezov, navyše v rozsahu 70-240 mm2 sa vyrábajú aj káble s viacžilovými zatavenými vodičmi. Medené vodiče sa vyrábajú prevažne s viacžilovými, ale v rozsahu prierezov od 6 do 50 mm2 sa používajú jednožilové vodiče.

Je známe, že tradičné metódy pre vodivé drôty sú meď a hliník. V posledných rokoch je meď extrémne vzácna, a preto sa hliník najviac používa v káblovom priemysle, a to ako na vodiče, tak aj na plášte.

Elektrická vodivosť hliníka je 1,65-krát menšia ako u medi a jeho hustota je 3,3-krát menšia ako u medi, čo umožňuje získať hliníkové drôty s rovnakým elektrickým odporom 2-krát ľahšie ako medené. Výroba jednovláknových hliníkových vodičov vo forme hustého sektora dáva veľký ekonomický efekt v káblovom priemysle. Použitie takýchto drôtov umožňuje zmenšiť priemer kábla, navyše pri výrobe takýchto drôtov sa zvyšuje produktivita práce, pretože v porovnaní s výrobou viacžilových drôtov sa znižuje objem ťahacích operácií prevádzka krútenia drôtov je vylúčená. Pevné sektorové drôty majú väčšiu tuhosť ako skrútené; okrem toho sa do určitej miery zvyšuje zložitosť inštalácie káblov s takýmito drôtmi. Ako však ukazujú štúdie, tuhosť kábla nie je daná hlavne vodičmi s prúdom, ale predovšetkým materiálom a štruktúrou plášťa.

Káblovú izoláciu tvoria pásy káblového papiera impregnované kolofónnou kompozíciou. V kábloch pre napätie 1-10 kV je každá fáza izolovaná samostatne a potom sa na skrútené izolované drôty aplikuje bežná pásová izolácia. Hrúbky fázovej a pásovej izolácie sa vyberajú z podmienok kábla v pracovnom režime (v Bieloruskej republike 6 sú siete 10 kV realizované s izolovaným neutrálom), čo zabezpečuje jeho spoľahlivú prevádzku v núdzovom režime.

V kábloch pre domácnosť je hrúbka izolácie medzi fázami približne o 36 % väčšia ako hrúbka izolácie medzi jadrom a plášťom.Takže pre káble s napätím 6 kV je hrúbka fázovej izolácie 2 mm a hrúbka izolácie pásu je 0,95 mm, pre káble s napätím 10 kV - 2,75 t 1,25 mm.

Pri kábloch s napätím 1 a 3 kV sa hrúbka izolácie volí najmä na základe jej mechanickej pevnosti (bez poškodenia pri ohýbaní). Medzery medzi izolovanými drôtmi sú vyplnené zväzkami sulfátového papiera.

Hlavnou nevýhodou impregnovanej papierovej izolácie je jej vysoká hygroskopickosť, preto na ochranu izolácie pred vlhkosťou počas skladovania, kladenia a prevádzky sú káble uzavreté v kovovom plášti.

Napájacie káble sú dostupné v olovenom a hliníkovom plášti. Hliníkové plášte sú dostatočne tesné a mechanicky pevnejšie ako olovené plášte.Vysoká elektrická vodivosť hliníka umožňuje použiť hliníkové plášte ako štvrtý vodič kábla, čo prináša výraznú úsporu hliníkových, izolačných a ochranných krytov. Káble s hliníkovým plášťom sa však nemôžu používať v podmienkach vystavenia agresívnemu prostrediu (alkalické pary, koncentrované alkalické roztoky). V takýchto podmienkach je potrebné použiť káble s oloveným plášťom.

Skúsenosti s výrobou a montážou káblov s hliníkovým plášťom s priemerom nad 40 mm odhalili ich nadmernú tuhosť, preto káble pre napätie 1 kV s prierezom 3 × 240 mm2, 6 kV s prierezom 3 × 150 mm2 a viac, 10 kV s prierezom 3 × 120 mm2 a viac musia byť vyrobené s vlnitým hliníkovým plášťom.

Použitie vlnitého plášťa zvyšuje flexibilitu káblov, ale keď sú takéto káble uložené na naklonených trasách, impregnačná hmota môže stekať po vlne a vytvárať vzduchové inklúzie v izolácii kábla. V tomto ohľade môžu byť vlnité plášte použité iba v kábloch, ktorých izolácia je impregnovaná netečúcimi zlúčeninami.

Stúpacie káble

Pri ukladaní káblov s impregnovanou papierovou izoláciou na trasy s veľkým rozdielom úrovní hrozí nebezpečenstvo, že impregnačná zmes klesne do spodnej časti trasy. Kompozícia prúdi hlavne pozdĺž medzier medzi vodičmi v skrútených viacžilových vodičoch, ako aj v medzere medzi kovovým plášťom a izoláciou a v menšej miere aj vo vnútri samotnej papierovej izolácie.

V horných častiach dráhy sa teda dielektrická pevnosť kábla znižuje v dôsledku výskytu vzduchových medzier v izolácii. V spodných častiach trasy môže byť v dôsledku zvýšeného tlaku tuhého spoja kábel pod tlakom. Preto káble s impregnovanou papierovou izoláciou konvenčného prevedenia možno ukladať na trasy s výškovým rozdielom medzi najvyšším a najnižším bodom umiestnenia kábla nie väčším ako 15-25 m. Zníženie vplyvu netesnosti možno dosiahnuť impregnačnou kompozíciou nasledujúcimi opatreniami: použitie uzatváracích spojok.