Выбор сечений кабелей для распределительной сети предприятия

Министерство  образования РБ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

МЕТОДИЧЕСКАЯ  РАЗРАБОТКА 

Предмет: Электроснабжение промышленных предприятий 

Тема: Выбор  сечений кабелей для распределительной  сети предприятия 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

СОДЕРЖАНИЕ:

1. Классификация и маркировка силовых кабелей……………………………………...3
2. Силовые кабели с бумажной пропитанной изоляцией на напряжение 1-10 кВ……6
3. Технические характеристики силовых кабелей с пластмассовой изоляцией………8
4. Выбор силовых кабелей……………………………………………………………….10
5. Содержание отчета…………………………………………………………………….15
6. Контрольные вопросы…………………………………………………………………15
7. Литература……………………………………………………………………………...16

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Практическая  работа 

Выбор сечений кабелей  для распределительной  сети предприятия 

Цель  работы:

Ознакомиться  с классификацией и маркировкой  силовых кабелей, с их техническими характеристиками, а также приобрести навыки выбора силовых кабелей для  условий конкретного примера. 

1. Классификация и маркировка силовых  кабелей

Силовые кабели удобно классифицировать по номинальному напряжению, на которое они рассчитаны. Классификационными признаками могут служить также вид изоляции и конструктивные особенности кабелей. Классификационная схема представлена на рис.1.

         

Рис.1. Классификация силовых кабелей.

Все силовые  кабели по номинальному рабочему напряжению можно условно разделить на две  группы. В группу низкого напряжения включены кабели, предназначенные для  работы в электрических сетях  с изолированной нейтралью переменного тока 1, 3, 6, 10, 20 и 35 кВ частотой 50Гц. Эти же кабели могут быть использованы в сетях с заземленной нейтралью и в сетях постоянного тока. Такие кабели выпускаются с бумажной пропитанной, пластмассовой и резиновой изоляцией, причем наиболее перспективным видом изоляции является пластмассовая. Кабели с пластмассовой изоляцией более просты в изготовлении, удобны при монтаже и эксплуатации.

Производство  силовых кабелей с пластмассовой  изоляцией в настоящее время  значительно расширяется. Силовые  кабели с резиновой изоляцией выпускаются в ограниченном количестве. Кабели низкого напряжения в зависимости от назначения выпускаются в одножильном, двухжильном, трехжильном и четырехжильном исполнении (рис. 2-4). Одножильные и трехжильные кабели используются в сетях напряжением 1-35 кВ, двух- и четырехжильные кабели используются в сетях напряжением до 1кВ. 

Рис.2. Двухжильные кабели с круглыми (а) и  сегментными (б) жилами. 

Рис.3. Трехжильные кабели с круглыми (а) и  сегментными (б) жилами. 

Рис.4. Четырехжильные кабели. 

Четырехжильный  кабель предназначен для четырехпроводных сетей переменного тока. Четвертая  жила в нем является заземляющей  или зануляющей, поэтому ее сечение, как правило, меньше сечения основных жил. Однако при прокладке кабелей  во взрывоопасных помещениях и в некоторых других случаях сечение четвертой жилы выбирается равным сечению основных жил.

В группу кабелей  высокого напряжения включены кабели, предназначенные для работы в  сетях переменного напряжения 110, 220, 330, 380 кВ и выше. Основная масса кабелей высокого напряжения в настоящее время изготавливается с пропитанной маслом бумажной изоляцией – это маслонаполненные кабели низкого и высокого давления. Высокая электрическая прочность изоляции этих кабелей обеспечивается избыточным давлением масла в них. Однако за рубежом получили также распространение газонаполненные кабели, в которых используется газ, как в виде изолирующей среды, так и для создания избыточного давления в изоляции. Кабели высокого напряжения с пластмассовой изоляцией являться наиболее перспективными.

Маркировка силовых  кабелей обычно включает буквы, обозначающие материал, из которого изготовлены  жилы, изоляция, оболочка, и тип защиты покрова. Маркировка кабелей высокого напряжения отражает также особенности  его конструкции.

Медные токопроводящие жилы в маркировке кабелей не отмечаются специальной буквой, алюминиевая  жила обозначается буквой А, стоящей в начале маркировки. Следующая буква маркировки кабеля обозначает материал изоляции, причем бумажная пропитанная изоляция не имеет буквенного обозначения, полиэтиленовая изоляция обозначается буквой П, поливинилхлоридная – буквой В, резиновая изоляция – буквой Р. Далее следует буква, соответствующая типу защитной оболочки: А – алюминиевая, С – свинцовая, П – полиэтиленовый шланг, В – оболочка из поливинилхлорида, Р – резиновая оболочка. Последние буквы обозначают тип защитного покрова.

Например, кабель марки СГ имеет медную жилу, бумажную пропитанную изоляцию, свинцовую оболочку, защитные покровы отсутствуют. Кабель марки АПаШв имеет алюминиевую жилу, изоляцию из полиэтилена, алюминиевую оболочку и шланг из поливинилхлоридного пластиката. Маслонаполненные кабели в своей маркировке содержат букву М (в отличие от газонаполненных – буква Г), а также букву, обозначающую характеристику давления масла в кабеле  и связанные с этим особенности конструкции. Например, кабель марки МНС – это кабель маслонаполненный, низкого давления, в свинцовой оболочке с упрочняющим и защитным покровом или кабель марки МВДТ – маслонаполненный кабель высокого давления в стальном трубопроводе. 

Таблица 1.1. Условные обозначения  кабелей с изоляцией  из сшитого полиэтилена. 

 
 
 
 
 
 

Пример  обозначения:

Число жил                                                   Ном. напряжение

     АПвВнг 1х150/16-10

Сечение жил                                                       Сечение экрана

 
 

Конструкция и  маркировка кабеля могут быть изменены при внедрении новых технологий. 

2. Силовые кабели с бумажной пропитанной изоляцией на напряжение 1-10 кВ.

 

1. Силовые кабели с поясной  изоляцией.

Основная масса  силовых кабелей на напряжение до 10 кВ выпускается трехжильными с  секторными жилами, так называемые кабели с поясной изоляцией (Рис.5). Такие кабели выпускаются с медными и алюминиевыми жилами сечением от 6 до 240 мм². Алюминиевые жилы могут быть однопроволочными во всем диапазоне сечений, кроме того, в диапазоне 70-240 мм выпускаются также кабели с многопроволочными уплотненными жилами. Медные жилы изготавливаются в основном многопроволочными, однако в диапазоне сечений от 6 до 50 мм² применяются однопроволочные жилы.

Известно, что  традиционными материалами для  токопроводящих жил являются медь и  алюминий. В последние годы медь стала остродефицитной, поэтому в кабельной промышленности наиболее широко применяются алюминий, как для токопроводящих жил, так и для оболочек.

Рис.    5.    Трехжильный    кабель   с    поясной изоляцией: 1 - жила;

2 - фазная  изоляция; 3 - поясная изоляция; 4 -металлическая  оболочка; 5, 6- защитные и упрочняющие покровы. 

Электрическая проводимость алюминия в 1,65 раз меньше, чем у меди, однако, и плотность его в 3,3 раза меньше плотности меди, что позволяет получить алюминиевые жилы с одинаковым электрическим сопротивлением в 2 раза легче медных. Изготовление однопроволочных алюминиевых жил в виде сплошного сектора дает большой экономический эффект в кабельной промышленности. Применение таких жил позволяет уменьшить диаметр кабеля, кроме того, при изготовлении таких жил повышается производительность труда, так как по сравнению с изготовлением многопроволочных жил сокращается объем волочильных операций и исключается операция скрутки жил. Сплошные секторные жилы имеют большую жесткость, чем скрученные, кроме того, несколько повышается трудоемкость монтажа кабелей с такими жилами. Однако, как показали исследования, жесткость кабеля, в основном, определяется не токопроводящими жилами, а, прежде всего, материалом и конструкцией оболочки.

Изоляция кабелей  состоит из лент кабельной бумаги, пропитанной маслоканифольным составом. В кабелях на напряжение 1-10 кВ каждая фаза изолируется отдельно, а затем поверх скрученных изолированных жил накладывается общая - поясная изоляция. Толщины фазной и поясной изоляции выбираются из условий работы кабеля в рабочем режиме (в Республике Беларусь сети напряжением 6, 10 кВ выполняют с изолированной нейтралью), обеспечивая надежную его работу и в аварийном режиме.

В отечественных  кабелях толщина изоляции между  фазами приблизительно на 36 % больше толщины  изоляции между жилами и оболочкой. Так, для кабелей на напряжение 6 кВ толщина фазной изоляции составляет 2 мм, а толщина поясной - 0,95 мм, для кабелей на напряжение 10 кВ -соответственно 2,75 и 1,25 мм.

В кабелях на напряжения 1 и 3 кВ толщина изоляции выбирается в основном из условия ее механической прочности (отсутствие повреждений при изгибах). Промежутки между изолированными жилами заполняются жгутами из сульфатной бумаги.

Основным недостатком  бумажной пропитанной изоляции является ее большая гигроскопичность, поэтому для защиты изоляции от увлажнения в процессе хранения, прокладки и эксплуатации кабели заключаются в металлическую оболочку.

Силовые кабели выпускаются в свинцовой и  алюминиевой оболочках. Алюминиевые  оболочки достаточно герметичны и механически более прочны по сравнению со свинцовыми. Высокая электропроводность алюминия дает возможность использовать алюминиевые оболочки в качестве четвертой жилы кабеля, что обеспечивает значительную экономию алюминия, изоляционных и защитных покровов. Однако кабели с алюминиевыми оболочками нельзя применять в условиях воздействия на них агрессивных сред (пары щелочи, концентрированные щелочные растворы). В таких условиях необходимо применять кабели в свинцовых оболочках.

Опыт изготовления и монтажа кабелей с алюминиевой оболочкой диаметром свыше 40 мм выявил их чрезмерную жесткость, поэтому кабели на напряжение 1 кВ сечением 3x240 мм2, 6 кВ сечением 3x150 мм2 и выше, 10 кВ сечением 3x120 мм" и выше должны быть изготовлены с гофрированной алюминиевой оболочкой.

Применение гофрированной  оболочки увеличивает гибкость кабелей, однако, при прокладке таких кабелей  на наклонных трассах возможны оте-ание по гофрам пропиточного состава и  образование воздушных включений  в изоляции кабеля. В связи с  этим гофрированные оболочки можно использовать только в кабелях, изоляция которых пропитана нестекающими составами. 2.2. Кабели для вертикальных прокладок