Проектирование кабелей марки ПВП 35х35

 

Курсовая работа на тему

«Проектирование кабелей марки ПВП 35х35»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

1. Введение                                                                        
2. Эскиз кабеля
3. Назначение конструктивных элементов
4. Характеристика применяемых материалов
5. Обоснование выбора конструкции
6. Технология силакольного сшивания
7. Электрический расчёт
8. Проверочный тепловой расчёт
9. Расчёт массы 1 кг кабеля
10. Вывод
11. Литература

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Введение.

Обсуждение технических направлений развития силовых кабелей среднего напряжения с изоляцией из сшитого ПЭ в России и некоторых странах СНГ по-прежнему остается актуальной тема и повторно выносится на технический симпозиум “Интеркабеля”.

Актуальность темы вызвана следующими обстоятельствами:

Ведущие кабельные заводы России и Украины, выпускающие силовые кабели(до 6 заводов), предусматривают в своих планах технического развития организацию новых производств кабелей среднего напряжения с изоляцией из сшитого ПЭ, а некоторые из них преступили к реальному осуществлению этих проектов в части выбора и закупки технологических линий;

Прошли положительные сдвиги в инвистиционной обстановке для осуществления проектов по организации производств кабелей с изоляцией из сшитого ПЭ;

Техническая политика основных энергосистем России ориентируется на применении кабелей среднего напряжения с изоляцией из сшитого ПЭ в целях снижения эксплутационных затрат и повышение надёжности электроснабжения.

 

 

 

 

 

Область применения.

Кабель ПВП используют для прокладки в земле, а также на воздухе при  условии обеспечения мер противопожарной безопасности (защиты). С продольной герметизацией для прокладки в грунтах с повышенной влажностью и в сырых, частично затапливаемых помещениях.

Перспектива применения кабеля ПВП.

Конструкция кабеля герметизирована от проникновения влаги в радиальном и продольном направлениях, что позволяет эксплуатировать кабели в обводненных грунтах без образования в изоляции водных триингов(рост водных триингов при воздействии напряженности электрического поля и влаги является, как известно, основным механизмом старения полимерной изоляции).

Применяется, как кабель для распределительных сетей среднего напряжения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задачи.

Наша задача состоит в том, чтобы основываясь на прочных традициях, полученных нами в наследство, продолжать служить своим заказчикам.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Назначение конструктивных элементов.

Основными элементами кабеля ПВП являются: токопроводящая жила, изоляция, оболочка, защитный покров.

ТПЖ – обязательный элемент любого кабельного изделия и обычно выполняется из Ме с большой электропроводностью(Сл, Al, Ag и их сплавы). Гибкость ТПЖ достигается за счет использования большого числа проволок, скрученных вместе.

Изоляция выполняется из материалов, являющихся хорошими диэлектриками. Для кабельных изделий такими материалами являются: ПЭ, ПВХ пластикат, второпласт и др.

Оболочка предохраняет изоляцию кабеля от воздействия внешней среды и от легких механических повреждений. Если изоляция выполняется из пластмассы или резины, оболочка обычно бывает из спланового ПЭ, резины или ПВХ.

Защитный покров предназначен для защиты кабелей от внешних механических воздействий, а в случае применения Ме оболочек и для защиты от коррозии.

Для выравнивания электрического поля в кабелях на напряжение 35 кВ поверх изоляции должен быть наложен электропроводящий экран из материала, аналогичного материалу изоляции, но с электропроводными свойствами. В противном случае неизбежно отслаивание экрана от изоляции, из-за разницы в температурных коэффициентах расширения.

 

 

 

4. Характеристики применяемых материалов.

Сu по применению в промышленности занимает одно из первых мест среди цветных Ме. Высокая пластичность, электропроводность, теплопроводность, повышенная стойкость к коррозии. Около 20% Cu получают из руд гидрометаллургическим способом, при котором руда обрабатывается растворителем.

 Cu первичная по ГОСТ 859-78 подразделяется на марки с массовым содержанием меди от 99,950% до 99,993%. Cu поставляется в качестве полуфабрикатов для изготовления медных заготовок.

Большинство полимеров используется для изоляции физико-химических характеристик и, прежде всего, нагревостойкость, используют пластмассы со сшитой структурой. Первый процесс называют модифицированием изоляции методом облучения.

Второй – химической сшивкой или вулканизацией пластмасс. В качестве материала для получения сшитой пластмассовой изоляции, чаще всего используют ПЭ, а в качестве источника излучений – промышленные ускорители электронов.

ПЭ имеет превосходные характеристики электроизоляции, но имеет незначительное сопротивление к высоким температурам. В случае использования СПЭ сопротивление кабеля повышенным температурам поднимается на новый более высокий уровень, и материал получает эластичные свойства.

Спланосшивание делает возможным вулканизацию полимеров без вредных выбросов и энергоэкономичным способом. Этот путь сохраняет финансовые средства, экономит время, существенно уменьшает отходы производства.

В будущем проблемы с ПВХ изоляцией силовых кабелей будут вставать все острее и острее. При его горении выделяется диоксид.

Горение силаносшиваемого ПЭ является более безопасным.

Для выравнивания электронного поля в кабелях на напряжение 35 кВ поверх изоляции должен быть наложен электропроводящий экран из материала аналогичного материалу изоляции.

Для кабеля с пластмассовой изоляцией экструдированные экраны накладывают из полупроводящего материала, соответствующего материалу изоляции толщиной 0,5 – 1 мм, но не менее 0,2 мм. Допускается наложение экрана обмоткой лентами: из электропроводящего прорезанного материала толщиной 0,3 мм с перекрытием 20%; или из двух лент полупроводящей кабельной бумаги толщиной 0,2 мм каждая, с зазором не менее 3.0 мм.

Поверх электропроводящего экрана у кабелей неимеющих металлической герметизирующей оболочки, предоставляют экран из двух слоев Ме лент: Cu толщиной не менее 0,66 мм; Al экран толщиной не менее 0,1 мм, когда наложена с зазором не более 3.0 мм. Экран из Ме лент бандажируют двумя пластмассовыми лентами с полиэтилентерефталатным, ПВХ (или равноцельными), наложенными обмотками с перекрытием 20%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Конструкция 

Кабель ПвП с СПЭ-изоляцией напряжением 35 кВ состоит из круглой медной многопроволочной жилы, полупроводящего слоря по жиле, изоляции из сшитого ПЭ,эл.проводящего слоя по изоляции,эл.проводящей ленты,экран из медных проволок и медной ленты,разделительного слоя,полиэтиленовой оболочки из полиэтилена повышенной твердости или оболочки их ПВХ пластиката пониженной горючести.

Для обеспечения продольной герметизации экрана вместо электропроводящей ленты может использоваться водоблокирующая электропроводящая лента, а вместо разделительного слоя-слой из водоблокирующей ленты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.       Обновление выбора конструкции.

1. В системе эксплуатируются около 42000км кабелей на напряжение 10 кВ, которые в основном проработали 30-40 и более лет (конструкция кабеля на напряжение 20 и 35 кВ аналогичны по элементам и отличаются геометрически).
2. Удельная повреждаемость кабелей (количество отказов на 100км в год) имеет тенденцию к повышению, что является признаком старения системы и требует значительных затрат для эксплуотации таких линий.
3. Длительно допустимая температура нагревания кабелей с ПЭ изоляцией увеличивается до 90 градусов С (в то время как для кабелей с бумажной изоляцией она составляют 70 град.С), что позволяет увеличить токовые нагрузки линии при одинаковом сечении жилы.
4. Высокие диэлектрические свойства сшитого полиэтилена и малая гигроскопичность изоляции.
5. Большой запас термической стойкости, что важно при перегрузках линии, особенно в период короткого замыкания (максимальная допустимая температура нагрева жилы 230град.С при К.З не более 5 сек.)

6. Отсутствие ограничения разницы уровней при прокладке кабелей на трасе.