Вся РоссияКомпании
здесь будут опции для поиска

Импульсная прочность изоляции кабелей


Кабельные линии могут подвергаться во время работы воздействию импульсных перенапряжений, поэтому импульсная прочность изоляции кабелей на 100 кв и выше является основной характеристикой при выборе толщины изоляции. Под импульсной прочностью понимают способность кабеля без пробоя выдерживать 10 положительных и 10 отрицательных импульсов напряжения нормальной волны (1/50 мксек).

Импульсное перенапряжение U имп , возникающее в кабеле, зависит от емкости кабельной линии (С, ф), ее длины l, м и величины перенапряжения в воздушной линии U, кв.

Зависимость отношения U имп /U 1 от произведения lС принимают равной:

С1

0

50

87

100

150

200

300

U имп /U 1

2,0

1,2

1,0

0,95

0,81

0,71

0,5

Зависимость U имп /U 1 от l/l o (где I o = 380 м - строительная длина кабеля) приведена на рис. 1-24. При импульсном напряжении электрическая прочность не зависит от давления, а зависит от плотности и толщины бумажных лент, величины зазоров между краями лент бумаги, ширины бумажных лент, шага их наложения, а также вязкости пропитывающего состава. Импульсная прочность пропитанной бумажной изоляции возрастает при уменьшении толщины бумажных лент (рис. 1-25), увеличении их плотности и вязкости пропитывающего состава. При маловязкой пропитке импульсная прочность имеет большую зависимость от плотности бумаги.

 

При обеднено пропитанной изоляции или изоляции, выполненной из предварительно пропитанной бумаги, толщина лент бумаги на импульсную электрическую прочность оказывает малое влияние. При повышении внешнего давления азота на предварительно пропитанную бумажную изоляцию от 0 до 100 - 120 н/см 2 импульсная прочность возрастам на 35 - 40% и не изменяется при дальнейшем повышении давления. При многократном воздействии напряжения импульсная прочность снижается (примерно на 10 - 15%). При увеличении толщины изоляции импульсная электрическая прочность кабелей уменьшается (при увеличении толщины изоляции с 2 до 10 мм импульсная прочность изоляции уменьшается на 10 - 15%).

Наиболее вероятно, что при воздействии импульсного напряжения пробои происходят вследствие ионизации газовых включений в изоляции около токопроводящей жилы. Этому способствует то обстоятельство, что пропитывающий состав, имеющий меньшее ε, чем ε бумаги, электрическими силами вытесняется из наиболее напряженных участков (у жилы) в менее напряженные (к оболочке).

Максимальная импульсная электрическая прочность у поверхности жилы маслонаполненных кабелей высокого давления (в стальных трубах) находится в пределах 70-130 кв/мм, а средняя равна 53-80 кв/мм. Большие значения импульсной электрической прочности относятся к кабелям с экранированной токопроводящей жилой с изоляцией из тонких и уплотненных бумажных лент.

В газонаполненных кабелях с обеднено пропитанной изоляцией средняя импульсная прочность не превышает 20-25 кв/мм.

Выбор величины импульсного напряжения может производиться по формуле

где U исп - испытательное импульсное напряжение по табл. 1-2; минимальное испытательное напряжение рекомендуется для кабелей, предназначенных для линий, электрически не связанных с воздушными линиями передач, и кабелей, предназначенных для систем с глухо заземленной нейтралью; k имп = 1,1 - 1,3 - коэффициент, учитывающий неоднородность изоляции, и снижение электрической прочности с увеличением числа импульсов. Величина импульсного напряжения кабеля по нормам Международной электротехнической комиссии (МЭК) должна быть не ниже

где Е о - рабочее напряжение между жилой и экраном кабеля, кв.

Таблица 1-2

Испытательные импульсные напряжения, рекомендуемые Международной электротехнической комиссией

Номинальное напряжение кабеля, кв

Наибольшее рабочее линейное напряжение, кв

Испытательное импульсное напряжение, кв

минимальное

нормальное

облегченное

33

110

132

150

220

380

36

123

145

170

245

420

154

420

500

560

820

1360

170

55

650

750

1050

1550

--

450

550

650

900

1425

Импульсная прочность полиэтиленовой изоляции выше, чем пропитанной бумажной изоляции, и находится в пределах 165-250 кв/мм. Однако повторные импульсы снижают ее импульсную прочность. На рис. 1-26 приведена зависимость импульсной прочности полиэтиленовой изоляции при волне 1/50 мксек от толщины изоляции кабеля. Верхняя линия соответствует максимальным (70 кв/мм), а нижняя - минимальным (40 кв/мм) значениям электрической прочности при импульсных испытаниях.

Глава вторая

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В КАБЕЛЕ


к содержанию