Καλώδια ρεύματος με μόνωση εμποτισμένου χαρτιού για τάση 1-10 kV
Καλώδια ρεύματος με πλεξούδα
Η πλειονότητα των καλωδίων ισχύος για τάσεις έως 10 kV είναι τριών πυρήνων με πυρήνες τομέα, τα λεγόμενα καλώδια με μόνωση ιμάντα. Αυτά τα καλώδια διατίθενται με αγωγούς χαλκού και αλουμινίου με διατομές από 6 έως 240 mm2. Οι αγωγοί αλουμινίου μπορούν να είναι μονοπύρηνες σε όλο το φάσμα των διατομών, επιπλέον, στην περιοχή 70-240 mm2, παράγονται επίσης καλώδια με σφραγισμένους αγωγούς πολλαπλών πυρήνων. Οι χάλκινοι αγωγοί κατασκευάζονται κυρίως με πολλαπλούς πυρήνες, αλλά στην περιοχή διατομών από 6 έως 50 mm2 χρησιμοποιούνται αγωγοί μονού πυρήνα.
Είναι γνωστό ότι οι παραδοσιακές μέθοδοι για αγώγιμα σύρματα είναι ο χαλκός και το αλουμίνιο. Τα τελευταία χρόνια, ο χαλκός έχει γίνει εξαιρετικά σπάνιος, γι' αυτό και το αλουμίνιο χρησιμοποιείται ευρύτερα στη βιομηχανία καλωδίων, τόσο για αγωγούς όσο και για περιβλήματα.
Η ηλεκτρική αγωγιμότητα του αλουμινίου είναι 1,65 φορές μικρότερη από αυτή του χαλκού και η πυκνότητά του είναι 3,3 φορές μικρότερη από αυτή του χαλκού, γεγονός που καθιστά δυνατή την απόκτηση συρμάτων αλουμινίου με την ίδια ηλεκτρική αντίσταση 2 φορές ελαφρύτερα από τα χάλκινα. Η παραγωγή μονόκλωνων αγωγών αλουμινίου με τη μορφή πυκνού τομέα δίνει μεγάλη οικονομική επίδραση στη βιομηχανία καλωδίων. Η χρήση τέτοιων συρμάτων καθιστά δυνατή τη μείωση της διαμέτρου του καλωδίου, επιπλέον, στην παραγωγή τέτοιων συρμάτων, αυξάνεται η παραγωγικότητα της εργασίας, επειδή σε σύγκριση με την παραγωγή συρμάτων πολλαπλών συρμάτων, ο όγκος των εργασιών έλξης μειώνεται και αποκλείεται η λειτουργία περιστρεφόμενων συρμάτων. Τα καλώδια συμπαγούς τομέα έχουν μεγαλύτερη ακαμψία από τα στριμμένα. Επιπλέον, η πολυπλοκότητα της εγκατάστασης καλωδίων με τέτοια καλώδια αυξάνεται σε κάποιο βαθμό. Ωστόσο, όπως δείχνουν οι μελέτες, η ακαμψία του καλωδίου δεν καθορίζεται κυρίως από τους αγωγούς που μεταφέρουν ρεύμα, αλλά κυρίως από το υλικό και τη δομή του περιβλήματος.
Η μόνωση καλωδίων αποτελείται από λωρίδες καλωδιακού χαρτιού εμποτισμένες με σύνθεση κολοφωνίου. Σε καλώδια για τάση 1-10 kV, κάθε φάση μονώνεται χωριστά και στη συνέχεια εφαρμόζεται κοινή μόνωση ιμάντα στα στριμμένα μονωμένα σύρματα. Τα πάχη της μόνωσης φάσης και λωρίδας επιλέγονται από τις συνθήκες του καλωδίου σε κατάσταση λειτουργίας (στη Δημοκρατία της Λευκορωσίας δίκτυα 6, 10 kV υλοποιούνται με απομονωμένο ουδέτερο), διασφαλίζοντας την αξιόπιστη λειτουργία του σε κατάσταση έκτακτης ανάγκης.
Στα οικιακά καλώδια, το πάχος της μόνωσης μεταξύ των φάσεων είναι περίπου 36% μεγαλύτερο από το πάχος της μόνωσης μεταξύ του πυρήνα και της θήκης.Έτσι, για καλώδια με τάση 6 kV, το πάχος της μόνωσης φάσης είναι 2 mm και το πάχος της μόνωσης του ιμάντα είναι 0,95 mm, για καλώδια με τάση 10 kV — 2,75 t 1,25 mm, αντίστοιχα.
Για καλώδια με τάση 1 και 3 kV, το πάχος της μόνωσης επιλέγεται κυρίως με βάση τη μηχανική αντοχή της (χωρίς ζημιά κατά την κάμψη). Τα κενά μεταξύ των μονωμένων συρμάτων γεμίζονται με δέσμες θειικού χαρτιού.
Το κύριο μειονέκτημα της μόνωσης εμποτισμένου χαρτιού είναι η υψηλή υγροσκοπικότητα της, επομένως, για να προστατεύεται η μόνωση από την υγρασία κατά την αποθήκευση, την τοποθέτηση και τη λειτουργία, τα καλώδια περικλείονται σε μεταλλικό περίβλημα.
Τα καλώδια τροφοδοσίας διατίθενται σε θήκη μολύβδου και αλουμινίου. Οι θήκες αλουμινίου είναι αρκετά σφιχτές και μηχανικά ισχυρότερες από τις θήκες μολύβδου Η υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα του αλουμινίου καθιστά δυνατή τη χρήση θηκών αλουμινίου ως τέταρτου αγωγού του καλωδίου, γεγονός που παρέχει σημαντική εξοικονόμηση σε αλουμίνιο, μονωτικά και προστατευτικά καλύμματα. Ωστόσο, τα καλώδια με θήκη αλουμινίου δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συνθήκες έκθεσης σε επιθετικά περιβάλλοντα (αλκαλικοί ατμοί, συμπυκνωμένα αλκαλικά διαλύματα). Σε τέτοιες συνθήκες είναι απαραίτητο να χρησιμοποιείτε καλώδια με θήκη μολύβδου.
Η εμπειρία στην κατασκευή και εγκατάσταση καλωδίων με θήκη αλουμινίου με διάμετρο μεγαλύτερη από 40 mm αποκάλυψε την υπερβολική ακαμψία τους, επομένως καλώδια για τάση 1 kV με διατομή 3 × 240 mm2, 6 kV με διατομή 3 × 150 mm2 και άνω, 10 kV με διατομή 3 × 120 mm2 και άνω πρέπει να είναι κατασκευασμένα με κυματοειδές περίβλημα αλουμινίου.
Η χρήση κυματοειδούς περιβλήματος αυξάνει την ευκαμψία των καλωδίων, αλλά όταν τέτοια καλώδια τοποθετούνται σε κεκλιμένες διαδρομές, η ένωση εμποτισμού μπορεί να τρέξει κάτω από την αυλάκωση και να σχηματίσει εγκλείσματα αέρα στη μόνωση του καλωδίου. Από αυτή την άποψη, οι κυματοειδείς θήκες μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο σε καλώδια των οποίων η μόνωση είναι εμποτισμένη με μη ρέουσες ενώσεις.
Καλώδια ανύψωσης
Κατά την τοποθέτηση καλωδίων με μόνωση εμποτισμένου χαρτιού σε διαδρομές με μεγάλη διαφορά στάθμης, υπάρχει κίνδυνος να κατέβει το μείγμα εμποτισμού στο κάτω μέρος της διαδρομής. Η σύνθεση ρέει κυρίως κατά μήκος των κενών μεταξύ των αγωγών στους στριμμένους αγωγούς πολλαπλών συρμάτων, καθώς και στο διάκενο μεταξύ της μεταλλικής θήκης και της μόνωσης, και σε μικρότερο βαθμό μέσα στην ίδια τη μόνωση χαρτιού.
Έτσι, στα ανώτερα τμήματα της τροχιάς, η διηλεκτρική αντοχή του καλωδίου μειώνεται λόγω της εμφάνισης κενών αέρα στη μόνωση. Στα χαμηλότερα τμήματα της διαδρομής, λόγω της αυξημένης πίεσης του άκαμπτου συνδέσμου, το καλώδιο μπορεί να είναι υπό πίεση. Επομένως, καλώδια με μόνωση εμποτισμένου χαρτιού συμβατικού σχεδιασμού μπορούν να τοποθετηθούν σε διαδρομές με διαφορά στάθμης μεταξύ του υψηλότερου και του χαμηλότερου σημείου της θέσης του καλωδίου όχι μεγαλύτερη από 15-25 m. Μπορεί να επιτευχθεί μείωση της επίδρασης της διαρροής σύνθεσης εμποτισμού με τα ακόλουθα μέτρα: τη χρήση συνδετήρων κλεισίματος.