Cables de potencia con aislamiento de papel impregnado para tensión 1-10 kV
Cables de alimentación con arnés
La mayoría de los cables de alimentación para tensiones de hasta 10 kV son de tres núcleos con núcleos sectoriales, los llamados cables con aislamiento de cinturón. Estos cables están disponibles con conductores de cobre y aluminio con secciones de 6 a 240 mm2. Los conductores de aluminio pueden ser unipolares en toda la gama de secciones, además, en el rango de 70-240 mm2, también se fabrican cables con conductores sellados multipolares. Los conductores de cobre se fabrican principalmente con multinúcleo, pero en el rango de secciones de 6 a 50 mm2 se utilizan conductores unipolares.
Se sabe que los métodos tradicionales para alambres conductores son el cobre y el aluminio. En los últimos años, el cobre se ha vuelto extremadamente escaso, razón por la cual el aluminio es el más utilizado en la industria del cable, tanto para conductores como para cubiertas.
La conductividad eléctrica del aluminio es 1,65 veces menor que la del cobre, y su densidad es 3,3 veces menor que la del cobre, lo que permite obtener hilos de aluminio con la misma resistencia eléctrica 2 veces más livianos que los de cobre. La producción de conductores de aluminio de un solo hilo en forma de un sector denso tiene un gran efecto económico en la industria del cable. El uso de tales alambres permite reducir el diámetro del cable, además, en la producción de tales alambres, la productividad laboral aumenta, porque en comparación con la producción de alambres de alambres múltiples, el volumen de las operaciones de tracción se reduce y el Se excluye la operación de torsión de alambres. Los alambres de sector sólido tienen mayor rigidez que los trenzados; además, la complejidad de instalar cables con tales alambres aumenta hasta cierto punto. Sin embargo, como muestran los estudios, la rigidez del cable no está determinada principalmente por los conductores que transportan corriente, sino principalmente por el material y la estructura de la cubierta.
El aislamiento de los cables consta de tiras de papel para cables impregnadas con una composición de colofonia. En cables para un voltaje de 1-10 kV, cada fase se aísla por separado y luego se aplica un aislamiento de cinturón común a los cables trenzados aislados. Los espesores del aislamiento de fase y tira se seleccionan a partir de las condiciones del cable en modo de trabajo (en la República de Bielorrusia se implementan redes de 6, 10 kV con un neutro aislado), lo que garantiza su operación confiable en modo de emergencia.
En los cables domésticos, el espesor del aislamiento entre las fases es aproximadamente un 36% mayor que el espesor del aislamiento entre el núcleo y la cubierta.Entonces, para cables con un voltaje de 6 kV, el grosor del aislamiento de fase es de 2 mm y el grosor del aislamiento del cinturón es de 0,95 mm, para cables con un voltaje de 10 kV — 2,75 t 1,25 mm, respectivamente.
Para cables con una tensión de 1 y 3 kV, el grosor del aislamiento se selecciona principalmente en función de su resistencia mecánica (sin daños durante la flexión). Los espacios entre los cables aislados se llenan con paquetes de papel de sulfato.
La principal desventaja del aislamiento de papel impregnado es su alta higroscopicidad, por lo tanto, para proteger el aislamiento de la humedad durante el almacenamiento, tendido y operación, los cables están encerrados en una cubierta metálica.
Los cables de alimentación están disponibles en cubierta de plomo y aluminio. Las cubiertas de aluminio son lo suficientemente herméticas y mecánicamente más resistentes que las cubiertas de plomo.La alta conductividad eléctrica del aluminio permite utilizar cubiertas de aluminio como cuarto conductor del cable, lo que proporciona un ahorro significativo en cubiertas de aluminio, aislantes y protectoras. Sin embargo, los cables con cubierta de aluminio no pueden utilizarse en condiciones de exposición a ambientes agresivos (vapores alcalinos, soluciones alcalinas concentradas). En tales condiciones, es necesario utilizar cables con cubierta de plomo.
La experiencia en la fabricación e instalación de cables con cubierta de aluminio de más de 40 mm de diámetro puso de manifiesto su excesiva rigidez, por lo que cables para tensión 1 kV con sección 3 × 240 mm2, 6 kV con sección 3 × 150 mm2 y más, 10 kV con una sección transversal de 3 × 120 mm2 y más deben estar hechos con una cubierta de aluminio corrugado.
El uso de una cubierta corrugada aumenta la flexibilidad de los cables, pero cuando dichos cables se colocan en rutas inclinadas, el compuesto de impregnación puede correr por la corrugación y formar inclusiones de aire en el aislamiento del cable. En este sentido, las cubiertas corrugadas solo pueden usarse en cables cuyo aislamiento esté impregnado con compuestos no fluidos.
Cables elevadores
Al tender cables con aislamiento de papel impregnado en rutas con un gran desnivel, existe el peligro de que la mezcla de impregnación descienda a la parte inferior de la ruta. La composición fluye principalmente a lo largo de los espacios entre los conductores en los conductores de varios hilos trenzados, así como en el espacio entre la cubierta metálica y el aislamiento, y en menor medida dentro del propio aislamiento de papel.
Así, en los tramos superiores de la vía, la rigidez dieléctrica del cable disminuye debido a la aparición de entrehierros en el aislamiento. En los tramos inferiores del recorrido, debido a la mayor presión de la junta rígida, el cable puede estar bajo presión. Por lo tanto, los cables con aislamiento de papel impregnado de diseño convencional se pueden tender en rutas con una diferencia de nivel entre el punto más alto y el más bajo de la ubicación del cable de no más de 15-25 m. Se puede lograr una reducción en el efecto de fuga. Composición de impregnación por las siguientes medidas: el uso de conectores de cierre.