Күштік кабельдер бір – бірінен және жерден оқшауламамен бөлінген бір немесе бірнеше ток өткізетін талсымдардан тұрады. Оқшауламаның бетінен оны ылғал, қышқыл және механикалық зақымдардан сақтау үшін қорғаныс қабығын және қорғаныс қабаты бар болат таспа сауытын салады. Әдетте ток өткізетін талсымдарды алюминийден бірсымды (қимасы 16 мм2 дейін) және көпсымды жасайды. Талсымдары мыс кабельдерді қолдану тек арнаулы жағдайларда, мысалы жарылыс қаупі бар тұрғынжайларда, газ және шаң бойынша қаупі бар шахталарда қарастырылады. 1 кВ дейінгі айнымалы токта төртталсымды кабельдер қолданылады, төртінші нөлдік талсымның қимасы негізгілерден аз. 35 кВ дейінгі айнымалы токтың тораптарында кабельдер – үшталсымды, 110 кВ және жоғары кернеудің кабельдері – бірталсымды. Тұрақты токта бір – және екіталсымды кабельдер қолданылады.
Оқшаулама ток өткізетін талсымдарға таспа түрінде салынатын минералды маймен қаныққан кабель қағазынан жасалынады. Кабельдерді тік және күрт көлбеу трассаларда төсегенде кабель бойында қаныққан құрамның жылжуы мүмкін. Сондықтан мұндай трассалар үшін оқшауламасы жұтатып қаныққан және ақпайтын қаныққан құрамы бар кабельдер жасалынады. Оқшауламасы резина немесе полиэтилен кабельдер де жасалынады.
Оқшауламаның сыртынан оны ылғал мен ауадан сақтау үшін салынатын қорғаныс қабықтары қорғасын, алюминий және поливинилхлорид болады. Қабығы алюминий кабельдерді кеңінен қолдану ұсынылады. Қорғасын қабығындағы кабельдерді су астында, көмір және тақта тас (сланец) шахталарында, өте қауіпті белсенді даттанатын орталарда төсеу қарастырылған. Қалған жағдайларда қорғасын қабығындағы кабельдерді таңдауды арнайы техникалық негіздеу керек.
а –1 кВ дейінгі төртталды; б –1–10 кВ қаныққан қағаз оқшауламасымен; в, г –белдік оқшауламасы және экрандалған немесе қорғасындалған тармақтары бар кабельдегі электр өрісі; д – 20 –35 кВ кернеуіне есептелген; е –110–220 кВ төменгі қысымда май толтырылған; ж –220 кВ жоғары қысымда май толтырылған
2.26 суреті - Күштік кабельдер
Қорғасын, алюминий немесе поливинилхлорид қабықтарын механикалық зақымдардан қорғау керек. Ол үшін қабыққа болат таспалардан немесе сымдардан сауыт кигізеді. Алюминий қабық және болат сауыт даттан, химиялық әсерден және жердегі кезу токтарынан қорғалу керек. Ол үшін қабық пен сауыт арасында және сауыттың сыртынан ішкі және сыртқы қорғаныс қабаттары салынады. Ішкі қорғаныс қабаты (немесе сауыт астындағы жастық)–
бұл қаныққан мақтақағаз ширатпа жіп немесе кабельдік сульфат қағазынан жасалған кендір қабатша. Бұл қағаздың сыртынан тағы екі поливинилхлорид таспаларын салады. Сыртқы қорғаныс қабаты – бұл да датқа қарсы құраммен қаныққан кендірден жасалған. Өртке байланысты қауіпті туннельдер мен басқа орындарда қорғаныс қабаттары жанбайтын арнаулы кабельдер қолданылады.
Кернеуі 10 кВ дейінгі кабельдер 2.26, а, б сур. бейнеленген. 2.26, а сур. 1 кВ дейінгі төртталсымды кабель көрсетілген: 1 – ток өткізетін фазалық талсымдар; 2 – қағаз фазалық және белдік оқшаулама; 3 – алюминий немесе қорғасын қабық; 4 – болат сауыт; 5 – қорғаныс қабат; 6 –қағазбен толтыру; 7 – нөлдік талсым.
2.26, б сур. оқшауламасы қағаз 1 – 10 кВ үшфазалық кабель көрсетілген: 1 – мыс немесе алюминий ток өткізетін талсым; 2 – фазалық оқшаулама; 3 – жалпы белдік оқшаулама; 4 – қорғасын немесе алюминий қабаты; 5 – сауыт астындағы жастық; 6 – болат сауыт; 7 – қорғаныс қабаттары; 8 – толтыру.
1–10 кВ кабельдерінің үш талсымының әр қайсысының секторлық формасы бар және олар фазалық оқшауламамен оралған (қаныққан кабель қағазы таспаларының екі немесе одан көп қабаттарымен). Талсымдар арасындағы кеңістік сульфат қағазының 8 кендірлерімен толтырылады. Талсымдардың үстінен кабель талсымдарының фазалық оқшауламасы сияқты жалпы белдік оқшаулама 3 салынады (2.26, б сур.).
Оқшауламасы белдік және жалпы метал қабығы бар кабельдерде электр өрісінің күштік сызықтарының қағаздың қабаттарына байланысты көлбеудің әртүрлі бұрыштары бар (2.26, б сур.), бұл олардағы өрістің тіктем (нормальные) және жанама (тангенциалды) құраушыларын тудырады. Бұл кабельдің қасиеттерін едәуір нашарлатады, өйткені қағазға күштік сызықтар тіктем түскендегі беріктілікпен салыстырғанда қағаз қабаттарының бойындағы электр беріктілігі 8...10 есе аз. Толтырғыштардың электр беріктілігі де қаныққан қағаздікінен едәуір төмен. Осы кемшілікке байланысты белдік оқшауламасы мен жалпы метал қабығы бар кабельдер 10 кВ жоғары кернеулерде қолданылмайды.
20–35 кВ үшталсымды кабельдер бөлек қорғасындалған немесе экрандалған талдардан тұрады (2.26, г, д сур.). Бірінші жағдайда (2.15, д сур.) тігіссіз қорғасын қабық 4 әр талдың 3 фазалық қағаз оқшауламасының үстінен салынған. Талсымдары экрандалған кабельде әр талдың қағаз оқшауламасының үстінен экран – тескіленген мыс таспасы немесе тескіленген металданған қағаздың таспасы салынған. Қорғасын қабық немесе экран әр фазаның оқшаулама бетінің айналасында эквипотенциалды беттерді тудырады, мұнда фазалық оқшауламада электр өрісінің тек радиалды күштік сызықтары болады (2.26, г сур.). Талсымдардың үстіндегі қорғасын қабықтар фазалар оқшауламасындағы жылу өрістерін де теңестіреді. 20 және 35 кВ кабелінде (2.26, д сур.): 1 – дөңгелек ток өткізетін талсым; 2 – жартылай өткізгіш экрандар; 3 – фазалық оқшаулама; 4 – қорғасын қабық; 5 – жастық. Қорғасындалған талдардың арасы қаныққан кабель ширатпа жібімен 6 толтырылған. Барлық үш тал бір – біріне оралған және болат сауытпен 7 жабылған. Даттан қорғайтын қабат – битумдық құраммен қаныққан кабель ширатпа жібі 8.
Газбен толтырылған кабельдер 10–110 кВ кернеулерінде қолданылады. Бұл салыстырмалы аз компаундпен қаныққан оқшауланған қағазы бар қорғасындалған кабельдер. Кабель инерттік газдың (әдетте азоттың) аз мөлшерден тыс қысымында болады, бұл қағаздың оқшаулама қасиеттерін едәуір көтереді. Қысымның тұрақтылығы газдың шығыны үзіліссіз қоректендірумен өтемделуіне байланысты қамтамасыз етіледі.
110 және 220 кВ айнымалы токтың кабельдерін май толтырып, әдетте бірталды жасайды. Оқшауламасы қаныққан қағаз 110 – 220 кВ май толтырылған кабельдің қиыстырмасы 2.26, е сур. көрсетілген: 1 – май өткізетін арна; 2 – фасонды қалайыланған сымдардан бұратылған қуыс ток өткізгіш талсым; 3 – жартылай өткізгіш қағаздың екі – үш таспасынан жасалған экран; 4 – оқшаулама; 5 – метал қабық; 6 – поливинилхлорид таспаларынан жасалған жастық; 7 – мыс күшейткіш таспалары; 8 – сауыт; 9 – қорғаныс қабаттары. Бұл кабельдер жоғарывольттік мұнай немесе аз тұтқырлы синтетикалық маймен қаныққан әртүрлі тығыздықты қағаз таспалардың оқшауламасынан жасалады. Бұл кабельдердің май өткізетін арнасы арнаулы муфталар арқылы кезеңмен төселу трассасы бойынша қысым бактерімен жалғасады, ондағы қысым 0,3 МПа жетуі мүмкін. Майдың мөлшерден артық қысымы кабель оқшауламасында қуыстарды пайда болдырмайды және оның электрлік беріктілігін едәуір көтереді. Май қысымының мәні бойынша кабельдерді төмен (2.26, е сур.) және жоғары қысымның кабельдеріне бөледі. Төменгі қысым кабельдерінде майдың ұзақ рұқсат етілген мөлшерден артық қысымы 0,06–0,3 МПа аралығында, ал жоғары қысым кабельдерінде 1,1–1,6 МПа болу керек. Жоғары қысым кабельдері түзу трассаларда 220–500 кВ кернеулерінде өте тиімді. Мұндай 220 кВ кабельдің қиыстырмасы 2.26, ж сур. келтірілген. Үш бірфазалы кабель қорғаныс қабатымен 7 жабылған және 1,5 МПа дейінгі мөлшерден артық қысымдағы оқшаулама майымен толтырылған болат құбыр өткізгішінде 1 орналасқан. Домалақ мыс сымдарынан жасалған ток өткізуші талдың 4 тұтқырлы қанықтырылған қағаз оқшауламасы 3 бар. Оқшаулама және жартылайөткізгіш қағаз таспалардың бетіне тескіленген мыс таспа 2 (экран), ал оның үстіне оқшауламаны болат құбыр өткізгішінде кабельді тартқандағы зақымдардан механикалық қорғаныс үшін және майдың айналуын жақсартатын екі қола жартылай шеңберлі сымдар 5 салынады. Мұндай кабельдегі қорғасын қабық тасымалдау және сақтау кезеңінде ғана керек; кабельді болат құбыр өткізгішіне кіргізіп тартарда оны алып тастайды.
Кабельдердің қағидалы жаңа қиыстырмалары олардың өткізу қабілетін едәуір көбейту мақсатымен ойластырып жасалынады. Оларға газы қысылған құбырлардағы электрберілістері және криогенді кабель желілері жатады.
Кабельдердің маркалары қиыстырманы сипаттайтын бастапқы әріптерден, сөздерден тұрады. Бірінші А әрпі алюминий талсымдарына, белгінің болмауы мыс сымдарына сәйкес келеді. Кабельдердің қабықтары әріптермен белгіленеді: А–алюминий, С – қорғасын, В – поливинилхлорид, Н– резина, наирит; П–полиэтилен; талсымдары бөлек қорғасындалған кабельдер О әрпімен маркаланады. Әртүрлі сауытталған қорғаныс қабаттары бар кабельдер маркалары келесі әріптермен белгіленеді: Б – болат таспалары, П – жазық болат мырышталған сымдар, К– сондай, бірақ дөңгелек сымдар.
Кабельдің қиыстырмасында сауыт және қорғаныс қабатының жоқтығы Г әрпімен белгіленеді. Төменгі қысымды май толтырылған кабельдер кабель атының басында МН әріптерімен, жоғары қысымды кабельдер МВД әріптерімен маркаланады.
Мысалы, 2.26, а, б, сур. бейнеленген мыс талсымдары және қорғасын қабығы бар кабельдерге СБ маркасы, с медными жилами и свинцовой оболочкой соответствует марка СБ, ал алюминий талсымдары және алюминий қабығы бар кабельдерге ААБ маркасы сәйкес келеді. 2.26, д сур. салынған талсымдары мыс кабельге ОСБ маркасы сәйкес келеді.
Кабельдің маркасымен қатар әдетте кабельдің ток өткізетін талсымдарының саны мен қимасын көрсетеді. Мысалы, СБ 3Х95 көрсетеді: қорғасын қабығындағы кабель, болат таспаларымен сауытталған, үш талсымдарының қимасы 95 мм2.
Кабельдік арматура кабельдің бөлек қиындыларын жалғауға және кабель ұштарын аппараттарға немесе таратушы құрылғылардың шиналарына қосуға арналған. Кабель қиындыларын жалғайтын арматура – жалғайтын муфталар. Ашық ауа және тұрғынжайлардың ішінде кабельдерді ұштайтын арматура – ұштық муфталар және ұштық бітеу. Барлық осы муфталар және бітеулердің негізгі арналымы – жалғау және ұштау орындарында кабельдерді қымтап бітеу.
Жалғайтын муфта 2.27, а сур. бейнеленген. Кабельдің 1 оқшауламадан тазартылған ұштарын дәнекер немесе пісіру жолымен бір – бірімен арнаулы жалғайтын гильзаларда 6 қосып, кабель қағазының таспаларымен (рулондармен 5 орау) оқшаулайды. Талсымдарды жалғау үстіне қорғасын муфтаның 3 тұрқысын кигізеді, оның ұштарын кабельдің 2 қорғасын (немесе алюминий) қабығына дәнекерлейді. Арнайы құятын тесіктер арқылы 4 муфтаны кабель массасымен толтырады. Содан кейін тесіктерді дәнекерлейді. 2.27, а сур. 7 – жерлендіру сымы, 8 – бандаждар. Жалғайтын қорғасын муфталар жерде төселгенде механикалық зақымдардан шойын немесе шыны пластигінен жасалған қорғаныс қаптамаларымен қорғалады.
2.27, б сур. показана сухая концевая заделка типі КВЭ құрғақ ұшты бітеуі көрсетілген, оны монтаждағанда кабельдік құйылатын құрамдар қолданылмайды. Ұштары тазарған кабельдің талсымдарын 3 бітеу талсымдарға кигізілетін үшқабатты пластмасса түтікшелерінің 2 көмегімен жүргізіледі. 2.27, б сур.: 1 – ұштық; 4 –кабельдің метал қабығы; 5 – эпоксидтік компаундтан жасалған тұрқы; 6 – жерлендіру сымының ұштығы; 7 – жерлендіру сымы.
1.16, в сур. кабельдерді трансформаторлар және таратушы құрылғылармен жалғағанда сыртқы қондырғыларда қолданылатын оқшауламалары тік орналасқан типі КНЧ 10–
240 ұштық муфта көрсетілген. Бұл суретте 1 – метал тұрқы; 2 – фарфор оқшаулағыш; 3 – жерлендіруші сым.
Арнаулы аппаратура тапсырылған шектерде май толтырылған кабель желілерінде майдың қысымын ұстайды.
Кабельдер тұрғынжайларда және олардың сыртында төселеді. Тұрғынжайлардың сыртында кабельдер әдетте жер траншеяларында салынады (2.27, г сур.). Траншеяның ұлтанына еленген топырақ немесе құмнан жұмсақ жастықты төсейді. Кабельді жұмсақ топырақтың қабатымен көмеді, сосын механикалық зақымдардан қорғау үшін кірпіш немесе бетон плиталарымен жабады. Содан кейін кабель траншеясын топырақпен көміп, қабаттарын тығыздайды.
Автомобиль және темір жолдарынан өтетін жерлерде кабельді асбестцемент немесе бетон құбырларға салады. Көп кабельдерді төсегенде коллекторларды, туннельдерді, арналарды және блоктарды қолданады. Коллектор кабель желілерін, су және жылу құбырларын бірге орналастыруға арналған. Коллекторларды қолдану ірі қалалардың жаңа көшелерін салғанда немесе ескі көшелерін қайта құрғанда тиімді. Туннель тек кабель желілерін (күштік және байланыс) төсеуге арналған (2.27, д сур.). Туннельдер мен коллекторлар дөңгелек немесе тікбұрышты болуы мүмкін. Бір туннельдің сыйымдылығы – 20 дан 50 кабельге дейін. При меньшем количестве Кабельдердің аз санында кабель арналары қолданылады. Үлкен қалалар мен ірі кәсіпорындарда кабельдерді кейде блоктарда төсейді (2.27, е сур.). Әдетте бұл асбестцемент құбырлары, олардың тігістері бетонмен бітеледі.
а – 6 –110 кВ кабельдер үшін қорғасын жалғайтын муфта; б – талсымдарында пластмасса құбыршалары бар типі КВЭ кабельдің ұшы, в –6 –10 кВ кабельдер үшін типі КНЧ сыртта орнатылатын үшфазалық соңғы муфта; г –кабельдерді жер траншеяларында төсеу; д – өтпелі кабель туннелі; е – кабель блогы
2.27 суреті – Кабельдердің арматурасы және оларды төсеу тәсілдері
а – жабық галереядағы ток өткізгіш; б –10 кВ фазалары ыдыраған иілетін ашық ток өткізгіш; в – оқшаулағыштары бар ток өткізгіш; г – тармақтары болтпен қосылған 1 кВ дейінгі шиналық жиынтық; д – өндірістік ғимараттың ішіндегі ток өткізгіш; е – қабырғалардағы тұзақтардағы оқшауланған сымдар; ж – ғимараттың қабырғасындағы кабель; з – еденнің арнасындағы кабельдер
2.28 суреті - Өндірістік кәсіпорындардың ток өткізгіштері және ішкі электр тораптары
