Кабельные линии

Кабельная линия электропередачи — линия элект­ропередачи, выполненная одним или несколькими ка­белями, уложенными непосредственно в землю, ка­бельные каналы, трубы, на кабельные конструкции. Наибольшее применение кабельные линии нашли при передаче и распределении электроэнергии на промыш­ленных предприятиях и в городах напряжением 10 кВ и ниже. К достоинствам их относятся неподвер­женность атмосферным воздействиям, недоступность для посторонних лиц, компактность. Однако они зна­чительно дороже воздушных линий того же напряже­ния, сложнее при сооружении и эксплуатации.

 

в

Рис. 2.13. Расположение проводов линий электропередачи с управ­ляемым фазовым сдвигом напряжений цепей:

а — с нерасщепленными фазами; б — с чередованием по контуру; в — коаксиальное

 

 

В состав кабельной линии входят: кабель, соеди­нительные и концевые муфты и другие элементы.

Кабель состоит из одной или нескольких токо-проводящих жил, отделенных друг от друга и от окружающей среды изоляцией. Снаружи кабель име­ет защитную оболочку и броню, предохраняющие его от влаги, кислот и механических повреждений.

Токопроводящие жилы изготавливаются из алюми­ниевых и реже медных проволок. По форме сечения они бывают круглыми, секторными и сегментными.

Изоляция выполняется из специальной пропитанной минеральным маслом бумаги, резины, пластмасс.

В кабелях напряжением 110 кВ и выше для повышения электрической прочности бумажной изоляции их наполняют газом или маслом под избыточным давлением (газонаполненные и маслонаполненные кабели).

Защитные оболочки бывают свинцовыми, алюминиевыми и поливинилхлоридными.

Кабели напряжением до 1 кВ выполняются, как правило, четырехжильными, напряжением 6—35 — трехжильными, а напряжением 110—220 кВ — одножильными.

Конструкции некоторых кабелей представлены на рис. 2.14.

На рис. 2.14, о, б даны силовые кабели напряжени­ем до 10 кВ. Четырехжильный кабель напряжением 380 В (см. рис. 1.14, а) состоит из: 1 — токопроводя-щих фазных жил; 2 — бумажной фазной и поясной изоляции; 3 — защитной оболочки (алюминиевая или свинцовая); 4 — стальной брони; 5 — защитного по­крова; 6 — бумажного заполнения; 7 — нулевой жилы.

Трехжилъный кабель с бумажной изоляцией напря­жением 10 кВ (рис. 2.14, б) состоит из: 1 — токопрово-дящих жил (медная или алюминиевая); 2 — фазной изоляции; 3 — общей поясной изоляции; 4 — защитной оболочки; 5 — подушки под броней; 6 — стальной брони; 7 — защитных покров; 8 — заполнения. Каж­дая жила имеет сегментную форму и обмотана фазной изоляцией в виде пропитанной кабельной бумаги. Поверх жил накладывают общую поясную изоляцию той же структуры, что и фазная.

Трехжилъный кабель напряжением 35 кВ изобра­жен на рис 2.14, в. В него входят: 1 — круглые токо-проводящие жилы; 2 — полупроводящие экраны; 3 — фазная изоляция; 4 — свинцовая оболочка; 5 — по­душка; 6 — заполнитель из кабельной пряжи; 7 — стальная броня; 8 — защитный покров.

На рис. 2.14,г представлен маслонаполненный ка­бель высокого давления напряжением 220 кВ. Три одно­фазных кабеля помещены в стальную трубу 4, запол­ненную маслом 2 под избыточным давлением.Токове-дущая жила 6 состоит из медных круглых проволок и покрыта бумажной изоляцией 1 с вязкой пропиткой. Поверх изоляции наложен экран 3 в виде медной перфорированной ленты и бронзовых проволок, пред­отвращающих изоляцию от механических поврежде­ний при протягивании кабеля в трубе. Снаружи сталь­ной трубы уложен защитный покров 5.

 

Рис. 2.14. Силовые кабели:

12 3 4

Рис. 2.15. Чугунная соединительная муфта для трехжильных кабелей напряжением до 1 кВ: 1 — корпус, 2 — трехфазный кабель; 3 — фарфоровая распорка, 4 — соединитель­ный зажим

а — четырехжильный напряжением 380 В, б — трехжилъный с бумажной изо ляп и н напряжением 10 кВ; в — трехжильный напряжением 35 кВ, г -г- маслонаполнепи >и высокого давления, д — одножильный с пластмассовой изоляцией

Широко распространены кабели с пластмассовой изоляцией, которые выпускаются трехжильными и од­ножильными (рис. 2.14,3).

 

 

Все кабели выпускают отрезками ограниченной длины в зависимости от его напряжения и сечения. При сооружении кабельных линий отдельные отрезки соединяют друг с другом посредством соединительных муфт, герметизирующих

 

места соединения. Для кабе­лей напряжением до 1 кВ применяют эпоксидные или чугунные соединительные муфты (рис. 2.15).

 

 

Рис. 2.16. Соединительная муфта для кабеля с пластмассо­вой изоляцией напряжением до 1 кВ

Для кабелей с пластмассовой изоляцией применя­ют соединительные муфты из термоусаживаемых изо­ляционных трубок, число которых соответствует чис­лу жил кабеля, и одной шланговой термоусаживаемой трубки (рис. 2.16). Во всех термоусаживаемых труб­ках на внутренней поверхности находится термоплав­кий клей. Изоляционные трубки изолируют токопро-водящие жилы, а шланговая трубка восстанавливает оболочку в месте соединения.

Рис.2.17. Концевая масти- Рис. 2.18. Концевая муфта на- конаполненная муфта на- ружной установки для трехжиль- ружной установки напря- ных кабелей с пластмассовой изо- жением 10 кВ ляцией напряжением 10 кВ

Для присоединения кабелей к электрическим аппаратам распределительных устройств служат концевые муфты и заделки. На рис. 2.17 приведена мастиконаполненная трёхфазная концевая муфта наружной установки с фарфоровыми изоляторами для кабелей напряжением 10 кВ.

Для трехжильных кабелей с пластмассовой изоля­цией напряжением 10 кВ применяется концевая муф­та, представленная на рис. 2.18. Она состоит из термо-усаживаемой перчатки 1, стойкой к воздействию окру­жающей среды, и полупроводящих термоусаживае­мых трубок 2, с помощью которых на конце трехжиль-ного кабеля создаются три одножильных кабеля. На отдельные жилы надеваются изоляционные термоуса-живаемые трубки 3. На них монтируется нужное коли­чество термоусаживаемых изоляторов 4.

Наиболее часто вне помещений кабели прокладыва­ют в земляных траншеях. Для предотвращения их повреждений из-за прогибов на дне траншеи

 

создают мягкую подушку из слоя просеянной земли или песка. Кабель засыпают небольшим слоем такого же грунта и покрывают кирпичом для защиты от механических повреждений. После этого кабельную траншею засы­пают землей. В местах перехода через дороги кабель прокладывают в асбоцементных или иных трубах. Это защищает кабель от вибраций и обеспечивает возмож­ность ремонта без вскрытия полотна дорог.

В местах прокладки большого количества кабелей и совместно с другими подземными коммуникациями используют специальные сооружения: коллекторы, туннели, каналы и блоки. Коллектор служит для совместного размещения в нем разных подземных ком­муникаций: кабельных линий, водопровода. Туннель предназначен только для прокладки кабельных ли­ний. Его сооружают под землей из сборного железобе­тона или канализационных труб большого диаметра. Емкость туннеля — от 20 до 50 кабелей.

При меньшем числе кабелей применяют кабельные каналы, закрытые землей или выходящие на уровень поверхности земли. В крупных городах и на больших предприятиях кабели иногда прокладывают в блоках, представляющих асбоцементные трубы, стыки кото­рых заделаны бетоном. Однако в них кабели плохо охлаждаются, что снижает их пропускную способ­ность.

Системообразующие, питающие и распределительные сети

По выполняемым функциям различают системообразующие, питающие и распределительные сети.

Системообразующие сети напряжением 330-1150 кВ осуществляют функции формирования объединенных энергосистем, объединяя мощные электростанции и обеспечивая их функционирование как единого объекта управления, и одновременно обеспечивают передачу электроэнергии от мощных электростанций. Системообразующие сети осуществляют системные связи, т.е. связи большой протяженности в энергосистемах. Режимом системообразующих сетей управляет диспетчер объединенного диспетчерского управления (ОДУ). Сети напряжением 330-1150 кВ, связывающие энергосистемы, называют межсистемными.

Питающие (районные) сети предназначены для передачи электроэнергии от подстанций системообразующей сети и частично от шин 110-220 кВ электростанций к центрам питания (ЦП) распределительных сетей – районным подстанциям. Питающие сети обычно замкнутые.

Распределительные (местные) сети предназначены для передачи электроэнергии на небольшие расстояния от шин низшего напряжения районных подстанций к промышленным, городским, сельским потребителям. Такие сети обычно работают в разомкнутом режиме. Различают распределительные сети напряжением выше 1 кВ (U_ном > 1 кВ) и ниже 1 кВ (U_ном < l кВ). По характеру потребителей распределительные сети подразделяются на промышленные, городские и сети сельскохозяйственного назначения.

Для электроснабжения больших промышленных предприятий и крупных городов осуществляются глубокие вводы высокого напряжения, т. е. сооружение подстанций с первичным напряжением 110—500 кВ вблизи центров нагрузок.