Силові кабелі з поясною ізоляцією

Основна маса силових кабелів на напругу до 10 кВ випускається трижильним з секторними жилами, так звані кабелі з поясною ізоляцією. Такі кабелі випускаються з мідними й алюмінієвими жилами перерізом від 6 до 240 мм2. Алюмінієві жили можуть бути однодротяна у всьому діапазоні перерізів, крім того, в діапазоні 70-240 мм 2 випускаються також кабелі з багатодротовими ущільненими жилами. Мідні жили виготовляються в основному багатодротовими, проте в діапазоні перерізів від 6 до 50 мм2 застосовуються однопроволочні жили.

Відомо, що традиційними методами для струмопровідних жил є мідь і алюміній. В останні роки мідь стала гостродефіцитною тому в кабельній промисловості найбільш широко застосовується алюміній, як для струмопровідних жил, так і для оболонок.

Електрична провідність алюмінію в 1,65 разів менше, ніж у міді, однак, і щільність його в 3,3 рази менше щільності міді, що дозволяє отримати алюмінієві жили з однаковим електричним опором в 2 рази легше мідних. Виготовлення однодротяних алюмінієвих жил у вигляді суцільного сектора дає великий економічний ефект у кабельній промисловості. Застосування таких жил дозволяє зменшити діаметр кабелю, крім того, при виготовленні таких жил підвищується продуктивність праці, тому що в порівнянні з виготовленням багатодротяних жил скорочується обсяг волочильних операцій і виключається операція скрутки жил. Суцільні секторні жили мають більшу жорсткість, ніж скручені, крім того, підвищується трудомісткість монтажу кабелів з такими жилами. Однак, як показали дослідження, жорсткість кабелю, в основному, визначається не струмопровідними жилами, а, перш за все, матеріалом і конструкцією оболонки.
 
Ізоляція кабелів складається зі стрічок кабельного паперу, просоченою маслоканіфольним складом. У кабелях для напруги 1-10 кВ кожна фаза ізолюється окремо, а потім поверх скручених ізольованих жил накладається загальна - поясна ізоляція. Товщини фазної і поясний ізоляції, вибираються з умов роботи кабелю в робочому режимі (у республіці Білорусь мережі напругою 6, 10 кВ виконують з ізольованою нейтраллю), забезпечуючи надійну його роботу і в аварійному режимі.

У вітчизняних кабелях товщина ізоляції між фазами приблизно на 36% більше товщини ізоляції між жилами і оболонкою. Так, для кабелів на напругу 6 кВ товщина фазної ізоляції становить 2 мм, а товщина поясної - 0,95 мм, для кабелів на напругу 10 кВ - відповідно 2,75 та 1,25 мм.

У кабелях на напругу 1 і 3 кВ товщина ізоляції вибирається в основному з умови її механічної міцності (відсутність пошкоджень при вигинах). Проміжки між ізольованими жилами заповнюються джгутами з сульфатного паперу.
Основним недоліком паперової просоченої ізоляції є її велика гігроскопічність, тому для захисту ізоляції від зволоження в процесі зберігання, прокладання та експлуатації кабелі ложать у металеву оболонку.

Силові кабелі випускаються у свинцевій і алюмінієвої оболонках. Алюмінієві оболонки досить герметичні і механічно більш міцні в порівнянні зі свинцевими. Висока електропровідність алюмінію дає можливість використовувати алюмінієві оболонки в якості четвертої жили кабелю, що забезпечує значну економію алюмінію, ізоляційних і захисних покривів. Однак, кабелі з алюмінієвими оболонками не можна застосовувати в умовах дії на них агресивних середовищ (пари лугу, концентровані лужні розчини). У таких умовах необхідно застосовувати кабелі в свинцевих оболонках.

Досвід виготовлення і монтажу кабелів з алюмінієвою оболонкою діаметром понад 40 мм виявив їх надмірну жорсткість, тому кабелі на напругу 1 кВ перетином 3'240 мм2, 6 кВ перетином 3'150 мм2 і вище, 10 кВ перетином 3'120 мм2 і вище повинні бути виготовлені з гофрованою алюмінієвою оболонкою.
 
Застосування гофрованої оболонки збільшує гнучкість кабелів, однак, при прокладці таких кабелів на похилих трасах можливі стікання по гофрами просочувального складу та утворення повітряних включень в ізоляції кабелю. У зв'язку з цим гофровані оболонки можна використовувати тільки у кабелях, ізоляція яких просякнута нестекаючими складами.

Кабелі для вертикальних прокладок
У разі прокладання кабелів з паперовою просоченою ізоляцією на трасах з великим перепадом рівнів існує небезпека стікання просочувального складу в нижню частину траси. Стікання складу відбувається в основному по проміжкам між дротами в скручених багатодротяних жилах, а також у зазорі між металевою оболонкою і ізоляцією і в меншій мірі всередині самої паперової ізоляції.

У верхніх ділянках траси, таким чином, зменшується електрична міцність кабелю внаслідок виникнення повітряних зазорів в ізоляції. У нижніх ділянках траси через підвищений тиск міцного складу можлива розгерметизація кабелю. Тому кабелі з паперовою просоченою ізоляцією звичайної конструкції можна прокладати на трасах з різницею рівнів між вищою і нижчою точками розташування кабелів не більше 15-25 м. Зменшення ефекту стікання просочувального складу можна домогтися наступними заходами: застосуванням стопорних муфт.