Kurşun kılıflı kağıt yalıtımlı ve kablo rakorlu yüksek gerilim güç kabloları

Güç kabloları, bölgedeki elektriğin iletilmesi, dağıtılması ve akım toplayıcılarla beslenmesi için tasarlanmıştır.

Kabloların montajı havai hatlara göre daha pahalı olmasına rağmen, tercih edilen çözüm olarak giderek daha fazla kullanılmaktadır. Günümüzde yüksek gerilim kabloları ağırlıklı olarak 380 kV, 110 kV, 35 kV, 20 kV, 10 kV ve 400 V gerilim seviyelerinde çalıştırılmaktadır.

Günümüzde neredeyse sadece plastik izolasyonlu kablolar üretilirken, XLPE kılıf, klasik yüksek voltaj kablosu sözde kağıt kablodur.

XLPE kablolar yaygın olarak 1980'lerden önce döşenmeye başlandı, ancak bazı ülkelerde bu süreç daha sonra başladı. Bu voltaj seviyesinin özellikle dikkate değer bir özelliği, çok çeşitli alternatif polimer kablo türleridir.

Kağıt yalıtımlı güç kabloları (solda) ve XLPE kablosu

Emprenyeli kağıt yalıtımlı güç kabloları

Kağıt yalıtımlı kurşun kablolar, 400 V ila 35 kV arasındaki voltaj seviyeleri için hemen hemen aynı temel yapıya sahiptir.19. yüzyılın sonlarında ilk güç sistemlerinin tanıtılmasından bu yana güç aktarımı için kullanılıyorlar.

20. yüzyıl kurşun kılıflı zırhlı güç kaynağı kablosu

35 kV'a kadar (35 kV dahil) çalışma gerilimleri için, bu tür kablolar, döşeme koşullarına bağlı olarak kurşun kılıf ve zırh içinde yağ reçinesi emdirilmiş kablo kağıdının yalıtımı ile yapılır.

Madencilik ve imalat sanayilerinde ve tarımda kullanılan gemilere döşenen kablolar ve teller, kauçuk veya PVC'den yapılmış esnek bir hortum içinde çoğunlukla kauçuk veya plastik yalıtım ile yapılır.

Güç kabloları damar sayısı ile ayırt edilir: bir, iki, üç ve dört damar. İletkenler tek veya çok telli olabilir ve şekil olarak yuvarlak, sektör, parçalı ve oval olabilir.

Yukarıda bahsedildiği gibi, XIX yüzyılın sonunda 6 kV'a kadar gerilime sahip üç telli bir kablo ortaya çıktı. İlk başta, yuvarlak bakır teller, teller üzerinde kalın bir kağıt emdirilmiş yalıtım tabakası ve birlikte bükülmüş yalıtılmış teller üzerinde ortak (bant) bir yalıtım tabakası ile aynı kalınlıkta, yani bir kurşun altında olan bir kabloydu. kılıf.

1927 tarihli bir Kabelwerke Brugg reklamındaki bir kurşun kablo örneği.

1928'de Almanya'da 30 kV kablo döşenmesi.

Güç kablosunun gelişimi, kablonun çalışma voltajını ve çalışmasının güvenilirliğini artırma çizgileri boyunca ilerler, ancak yalıtım katmanının kalınlığını daha da artırarak değil, yalıtım kablosunun kalitesini iyileştirerek ve kullanımını iyileştirerek Kablodaki malzeme.

Kablonun ekonomik göstergelerinin iyileştirilmesi, yani.her şeyden önce, fiyatının düşürülmesi, daha iyi kullanımları ve teknolojik sürecin iyileştirilmesi (üretim döngüsünün azaltılması, atıkların ve üretimde ıskartaların azaltılması) nedeniyle temel malzemelerin tasarrufu ile belirlenir.

1920'lerde çok damarlı güç kablolarında yuvarlak iletkenler yerini segment ve sektör iletkenlerine bıraktı, bu zamana kadar kablo üretim seviyesi o kadar arttı ki, 10 kV'a kadar yuvarlak olmayan iletkenlere sahip güvenilir güç kabloları üretmek mümkün hale geldi. .

Emprenye edilmiş kağıt güç kablosunun ana türü sektör kablosudur.

Bu kablonun her damarında bir yalıtım tabakası (faz yalıtımı) ve birlikte bükülmüş üç yalıtılmış damar üzerinde ortak bir yalıtım katmanı (bant yalıtımı) vardır.Böyle bir kabloya kayış yalıtımlı kablo veya elektrik alanının türüne göre denir. o, radyal olmayan alana sahip bir kablo ve emprenye türüne göre - viskoz emprenyeli kablo.

Bu tip bir kabloyu belirtmek için, ekran ve dış kaplama tipine bağlı olarak semboller (markalar) kullanılır, örneğin:

• SG - zırhsız kablo ve kurşun üzerinde kapaklar,
• CA — kurşun kılıfa bir asfalt tabakası uygulanır,
• SB - kurşunun üzerinde iki çelik şeritten oluşan bir zırh ve bitüm emdirilmiş kablo ipliğinden (jüt) bir örtü bulunur,
• SBG - önceki tasarımla aynı, ancak tampon üzerinde jüt kaplama yok,
• OP ve SK - düz veya yuvarlak tellerden oluşan zırhlı kablo.

Markanın ilk harfi bir kabuğun varlığını, son harfi ise koruyucu örtülerin türünü gösterir.

Çok damarlı güç kablolarında (iki, üç ve dört damarlı) çapı küçülterek kurşundan tasarruf etmek için kablonun iletkenleri yuvarlak değil, sektör veya segment şeklinde yapılır.

Sektör iletkenlerine sahip üç damarlı bir kablo, aynı kesite sahip yuvarlak iletkenlere sahip bir kabloya göre çap olarak yaklaşık %15 daha küçüktür. Üç iletkenli kablolarda sektör iletkenlerinin kullanılmasından kaynaklanan kurşun tasarrufunun ortalama %20 olduğu tahmin edilebilir.

Üç fazlı bir kablonun iletkenleri, bir elipse yaklaşan oval şeklinde olabilir. Bu damar şeklinin avantajı, oval damarın sektör damarı gibi keskin köşelere sahip olmamasıdır.

35 kV yüksek gerilim kablolarında oval iletken kullanımı, kablonun yalıtım katmanındaki emprenye bileşimindeki termal değişiklikler için bir miktar telafi sağlayabilir ve böylece kablonun kalitesini artırabilir.

Kablo fabrikasında güç kablosunun yalıtım katmanının yapıldığı ana yalıtım malzemeleri kablo kağıdı ve okuma bileşiğidir.

Kablonun kağıt katmanının emprenye edilmesi, kağıttaki ve kağıt bant katmanları arasındaki havanın, mineral yağ veya elektrik bağlantısında daha güçlü olan başka bir emprenye edici bileşik ile değiştirilmesi için gerçekleştirilir.

Kağıdın rolü sadece emprenye maddesini tutmak değildir. Kablonun yalıtım katmanında kağıt bulunması, emprenye karışımının kopma dayanımından yaklaşık 3 kat daha yüksek kopma dayanımına sahip bir yalıtım katmanı elde edilmesini mümkün kılar.

Güç kablolarının yalıtım tabakasının üretiminde kullanılan kablo kağıdı, kağıt şeritlerin kablo çekirdeği üzerinde sıkı bir şekilde üst üste binmesini sağlayan belirli mekanik özelliklere, emprenye işleminin uygun şekilde uygulanması için gerekli fiziksel özelliklere sahip olmalı ve safsızlıklar içermemelidir. Emprenye işleminden sonra kağıdın elektriksel özelliklerini azaltan.

Kayış yalıtımlı 20 ve 35 kV kablonun yapısı, temel olarak elektrik alanının radyal olmamasından kaynaklanan kablo yalıtımındaki teğetsel gradyan bileşenlerinin mevcudiyeti nedeniyle işletimde yeterli güvenilirliği sağlayamaz.

Bu voltaja, geleneksel olarak OSB markası tarafından belirlenen, ortak bir şerit zırhına bükülmüş üç kurşun damarlı bir yapı uygulanır. Bu tasarım ilk olarak 1923'te A. Yakovlev ve S. M. Bragin tarafından önerildi.

20 kV üzerindeki gerilimler için yüksek gerilim kabloları her zaman tek damarlı kablo olarak üretilmiştir, yani; radyal bir elektrik alanı ile, çünkü bu durumda kablonun yüksek voltajda güvenilirliği özellikle önemlidir.

110 ve 220 kV için esas olarak kullanılırlar yağ dolu kablolar ana özelliği, bu kablonun kağıt yalıtımının, kabloda oluşturulan aşırı basıncın etkisi altında merkezi içi boş çekirdek boyunca kablo boyunca kolayca hareket edebilen düşük viskoziteli mineral yağ ile emprenye edilmiş olmasıdır.

Kablonun sıcaklığı değiştiğinde, serbestçe hareket eden yağ, güç ekipmanı yardımıyla, viskoz emprenyeli kabloda boşlukların oluşmasına ve tahribata yol açan yalıtım katmanındaki hacimdeki sıcaklık değişikliklerini telafi etmeyi mümkün kılar.

İçi boş bir çekirdeğin varlığı, kablonun üretim sırasında kurutulmasını ve beslenmesini mümkün kılar, böylece içinde neredeyse hiç kabarcık ve gaz kalıntısı kalmaz.

Üretimde kablo tambur üzerine sarılır ve belirli bir pozitif basınç altında özel bir yağ tankına bağlanır. Bu cihaz sayesinde, önemli sıcaklık değişimlerinde bile kabloda gaz kapanımları oluşmaz.

35 kV voltaj için modern kablo OSB-35 3×120

Kablo contaları

Kabloların diğer ekipmanlara veya birbirine bağlanmasına izin vermek için kablo pabuçları ve konektörler sağlanmıştır.

Kablolar sınırlı bir uzunlukta yapıldığından, kablo rakorları olarak adlandırılan bağlantı parçaları gereklidir. Kablo kutusunun görevi, kablonun iki ucunu birbirine bağlamaktır.

Leipzig Müzesi'nden, açıldığında böyle bir kablo bağlantısının nasıl çalıştığını gösteren 30 kV kablo bağlantısının gösterimi:

Alüminyum telin doğrudan bağlantısı, bir alüminyum dosya ile kaynaklanır ve işlenir. Bakır teller söz konusu olduğunda, sözde lehim manşonları yerleştirilir, kablo damarları ve lehimlenir.

Çıplak metal iletkenler, yalıtım kalınlığı kablo yalıtım kalınlığının 2,5 katı olana kadar 10 ila 30 mm genişliğinde yağlı kağıt ile elle sarılır.

Sarmadan önce kablo karışımı ve kağıt 130 dereceye kadar ısıtılmalı ki nemin buharlaşabilmesi için. Bunun için açık kömür sobaları kullanıldı. Tabii bu ancak açık havada mümkündü.

Burçlara nemin girmesini önlemek için, kurşun kılıfları bağlamak ve bunları sıkıca lehimlemek için fabrika yapımı kurşun veya galvanizli çelikten bir iç burç kullanılır.

Lehimleme işleminin bitiminden kısa bir süre önce, hava ceplerini önlemek için deliğe kablo karışımı dökülür.

Güç kablosunun emprenye işlemi yapılırken, emprenye işleminden önce izolasyon tabakasında kalan nemin buharlaşması için tüm önlemler alınmalıdır. ve NS fısıltıları sırasında yalıtım katmanında oluşabilecek hava girişlerini en aza indirerek, kablonun tüm yalıtım katmanını mümkün olduğunca eksiksiz emprenye edin.

Emdirme bileşiği, mekanik safsızlıkların periyodik olarak temizlenmesine, kablonun emprenye edilmesi sırasında biriken nemi çıkarmak için vakum işlemine ve içinde çözünmüş gazı (havayı) çıkarmak için gazdan arındırmaya tabi tutulmalıdır.

"Kurşun iç kılıf" olarak adlandırılan kısım, çelik döküm bir mahfaza içine alınmadan ve reçine izolasyonu ile doldurulmadan önce, çelik şerit takviye ile kurşun kılıf arasında metal bağlantılar yapılmalıdır.

En az 3 saat soğuduktan sonra takılan priz çok uzun süre (30 yıl ve üzeri) kullanılabilir.

Güç kabloları için kablo yalıtım malzemesi takmaya yönelik cihaz ve teknoloji hakkında daha fazla bilgi için buraya bakın:Güç kablosu konektörleri