Impregneeritud paberisolatsiooniga toitekaablid pingele 1-10 kV

Toitejuhtmed rakmetega

Suurem osa kuni 10 kV pingega toitekaableid on kolmesoonelised sektorsoonega ehk nn rihm-isolatsiooniga kaablid. Need kaablid on saadaval vask- ja alumiiniumjuhtmetega ristlõikega 6 kuni 240 mm2. Alumiiniumjuhtmed võivad olla ühesoonelised kogu ristlõigete vahemikus, lisaks toodetakse vahemikus 70-240 mm2 ka mitmesoonelise tihendatud juhtmega kaableid. Vaskjuhtmeid valmistatakse peamiselt mitmesoonelisena, kuid ristlõigete vahemikus 6 kuni 50 mm2 kasutatakse ühesoonelisi juhte.

On teada, et juhtivate juhtmete traditsioonilised meetodid on vask ja alumiinium. Viimastel aastatel on vaske muutunud äärmiselt väheks, mistõttu kasutatakse alumiiniumi kaablitööstuses enim nii juhtmete kui ka ümbriste valmistamisel.

Alumiiniumi elektrijuhtivus on 1,65 korda väiksem kui vasel ja tihedus 3,3 korda väiksem kui vasel, mis võimaldab saada sama elektritakistusega alumiiniumjuhtmeid, mis on vasest 2 korda kergemad. Üheahelaliste alumiiniumjuhtmete tootmine tiheda sektori kujul annab kaablitööstuses suure majandusliku efekti. Selliste juhtmete kasutamine võimaldab vähendada kaabli läbimõõtu, lisaks suureneb selliste juhtmete valmistamisel tööviljakus, kuna võrreldes mitmejuhtmeliste juhtmete tootmisega väheneb tõmbeoperatsioonide maht ja juhtmete keerdumine on välistatud. Täissektori juhtmetel on suurem jäikus kui keerdunud; lisaks suureneb teatud määral selliste juhtmetega kaablite paigaldamise keerukus. Kuid nagu uuringud näitavad, ei määra kaabli jäikust peamiselt mitte voolu juhtivad juhid, vaid eelkõige mantli materjal ja struktuur.

Kaabli isolatsioon koosneb kampoli koostisega immutatud kaablipaberi ribadest. Kaablites pingega 1-10 kV isoleeritakse iga faas eraldi ja seejärel rakendatakse keerutatud isoleeritud juhtmetele ühine rihmaisolatsioon. Faasi- ja ribaisolatsiooni paksused valitakse töörežiimis oleva kaabli tingimuste järgi (Valgevene Vabariigis 6, 10 kV võrgud on rakendatud isoleeritud nulliga), tagades selle usaldusväärse töö avariirežiimis.

Majapidamiskaablites on faasidevahelise isolatsiooni paksus ligikaudu 36% suurem kui südamiku ja kesta vahelise isolatsiooni paksus.Nii et 6 kV pingega kaablite puhul on faasiisolatsiooni paksus 2 mm ja rihma isolatsiooni paksus 0,95 mm, 10 kV pingega kaablite puhul vastavalt 2,75 t 1,25 mm.

1 ja 3 kV pingega kaablite puhul valitakse isolatsiooni paksus peamiselt selle mehaanilise tugevuse alusel (ilma paindekahjustusteta). Isoleeritud juhtmete vahed täidetakse sulfaatpaberi kimpudega.

Immutatud paberist isolatsiooni peamiseks puuduseks on selle kõrge hügroskoopsus, mistõttu isolatsiooni kaitsmiseks niiskuse eest ladustamise, paigaldamise ja kasutamise ajal on kaablid suletud metallkestaga.

Toitekaablid on saadaval plii- ja alumiiniumkestaga. Alumiiniumkestad on piisavalt tihedad ja mehaaniliselt tugevamad kui pliikestad.Alumiiniumi kõrge elektrijuhtivus võimaldab kasutada alumiiniumkatteid kaabli neljanda juhina, mis annab olulise kokkuhoiu alumiiniumist, isolatsiooni- ja kaitsekatetelt. Alumiiniumkestaga kaableid ei saa aga kasutada agressiivse keskkonna (leeliseaurud, kontsentreeritud leeliselahused) tingimustes. Sellistes tingimustes on vaja kasutada pliiümbrisega kaableid.

Üle 40 mm läbimõõduga alumiiniumkestaga kaablite valmistamise ja paigaldamise kogemus näitas nende liigset jäikust, mistõttu kaablid pingega 1 kV ristlõikega 3 × 240 mm2, 6 kV ristlõikega 3 × 150 mm2 ja rohkem, 10 kV ristlõikega 3 × 120 mm2 ja rohkem tuleb teha gofreeritud alumiiniumkestaga.

Gofreeritud ümbrise kasutamine suurendab kaablite paindlikkust, kuid selliste kaablite paigaldamisel kaldteedele võib immutussegu voolata mööda lainelist alla ja moodustada kaabliisolatsiooni õhusulgusid. Sellega seoses saab gofreeritud kestasid kasutada ainult kaablites, mille isolatsioon on immutatud mittevoolavate ühenditega.

Püstiku kaablid

Immutatud paberisolatsiooniga kaablite paigaldamisel suure tasemete vahega trassidele on oht, et immutussegu laskub trassi alumisse ossa. Kompositsioon voolab peamiselt mööda juhtmete vahesid keerutatud mitmejuhtmelistes juhtmetes, samuti metallkesta ja isolatsiooni vahes ning vähemal määral paberisolatsiooni enda sees.

Seega väheneb rööbastee ülemistes osades kaabli dielektriline tugevus isolatsiooni õhuvahede ilmnemise tõttu. Trassi alumistes osades võib kaabel jäiga liigendi suurenenud rõhu tõttu olla surve all. Seetõttu saab tavapärase konstruktsiooniga immutatud paberisolatsiooniga kaableid paigaldada marsruutidele, mille taseme erinevus kaabli asukoha kõrgeima ja madalaima punkti vahel ei ületa 15-25 m. Lekke mõju on võimalik saavutada immutuskompositsiooniga järgmiste meetmetega: sulgevate pistikute kasutamine.