สายไฟที่มีฉนวนกระดาษชุบสำหรับแรงดันไฟฟ้า 1-10 kV

สายไฟพร้อมสายรัด

สายไฟสำหรับแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 10 kV ส่วนใหญ่เป็นแบบสามแกนที่มีแกนเซกเตอร์ เรียกว่า สายเคเบิลหุ้มฉนวนสายพาน สายเคเบิลเหล่านี้ใช้ได้กับตัวนำทองแดงและอะลูมิเนียมที่มีหน้าตัดตั้งแต่ 6 ถึง 240 มม.2 ตัวนำอลูมิเนียมสามารถเป็นแบบแกนเดียวในช่วงของหน้าตัดทั้งหมด นอกจากนี้ ในช่วง 70-240 mm2 ยังผลิตสายเคเบิลที่มีตัวนำแบบปิดผนึกหลายแกน ตัวนำทองแดงส่วนใหญ่ผลิตด้วยมัลติคอร์ แต่ในช่วงของหน้าตัดตั้งแต่ 6 ถึง 50 มม. 2 จะใช้ตัวนำแบบคอร์เดียว

เป็นที่ทราบกันดีว่าวิธีดั้งเดิมสำหรับลวดนำไฟฟ้าคือทองแดงและอะลูมิเนียม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ทองแดงกลายเป็นของหายากอย่างมาก ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมอะลูมิเนียมจึงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายที่สุดในอุตสาหกรรมเคเบิล ทั้งสำหรับตัวนำและเปลือกหุ้ม

ค่าการนำไฟฟ้าของอลูมิเนียมน้อยกว่าทองแดง 1.65 เท่า และความหนาแน่นน้อยกว่าทองแดง 3.3 เท่า ซึ่งทำให้ได้ลวดอลูมิเนียมที่มีความต้านทานไฟฟ้าเท่ากัน เบากว่าทองแดง 2 เท่า การผลิตตัวนำอลูมิเนียมแบบเส้นเดี่ยวในรูปแบบของภาคที่มีความหนาแน่นทำให้เกิดผลทางเศรษฐกิจอย่างมากในอุตสาหกรรมเคเบิล การใช้สายไฟดังกล่าวทำให้สามารถลดเส้นผ่านศูนย์กลางของสายเคเบิลได้ นอกจากนี้ ในการผลิตสายไฟดังกล่าว ผลผลิตของแรงงานจะเพิ่มขึ้น เนื่องจากเมื่อเปรียบเทียบกับการผลิตสายไฟหลายเส้น ปริมาณการดึงจะลดลงและ ไม่รวมการทำงานของสายบิด สายโซลิดเซกเตอร์มีความแข็งแกร่งมากกว่าสายบิด นอกจากนี้ความซับซ้อนของการติดตั้งสายเคเบิลด้วยสายไฟดังกล่าวยังเพิ่มขึ้นในระดับหนึ่ง อย่างไรก็ตาม จากการศึกษาพบว่า ความแข็งของสายเคเบิลไม่ได้พิจารณาจากตัวนำกระแสไฟฟ้าเป็นหลัก แต่พิจารณาจากวัสดุและโครงสร้างของปลอกหุ้มเป็นหลัก

ฉนวนสายเคเบิลประกอบด้วยแถบกระดาษเคเบิลที่ชุบด้วยองค์ประกอบของขัดสน ในสายเคเบิลสำหรับแรงดันไฟฟ้า 1-10 kV แต่ละเฟสจะหุ้มฉนวนแยกกัน จากนั้นจึงนำฉนวนสายพานทั่วไปไปใช้กับสายไฟที่หุ้มฉนวนแบบบิด ความหนาของฉนวนเฟสและแถบถูกเลือกจากเงื่อนไขของสายเคเบิลในโหมดการทำงาน (ในสาธารณรัฐเบลารุส 6 เครือข่าย 10 kV ถูกนำมาใช้กับความเป็นกลางที่แยกได้) ทำให้มั่นใจได้ถึงการทำงานที่เชื่อถือได้ในโหมดฉุกเฉิน

สำหรับสายไฟในครัวเรือน ความหนาของฉนวนระหว่างเฟสจะมากกว่าความหนาของฉนวนระหว่างแกนกลางและเปลือกหุ้มประมาณ 36%ดังนั้นสำหรับสายเคเบิลที่มีแรงดันไฟฟ้า 6 kV ความหนาของฉนวนเฟสคือ 2 มม. และความหนาของฉนวนของสายพานคือ 0.95 มม. สำหรับสายเคเบิลที่มีแรงดันไฟฟ้า 10 kV - 2.75 t 1.25 มม. ตามลำดับ

สำหรับสายเคเบิลที่มีแรงดันไฟฟ้า 1 และ 3 kV ความหนาของฉนวนจะถูกเลือกโดยพิจารณาจากความแข็งแรงเชิงกลเป็นหลัก (โดยไม่เกิดความเสียหายระหว่างการดัดงอ) ช่องว่างระหว่างสายฉนวนเต็มไปด้วยกระดาษซัลเฟต

ข้อเสียเปรียบหลักของฉนวนกระดาษชุบคือการดูดความชื้นสูง ดังนั้นเพื่อป้องกันฉนวนจากความชื้นในระหว่างการจัดเก็บ การวาง และการใช้งาน สายเคเบิลจึงถูกหุ้มด้วยปลอกโลหะ

สายไฟมีทั้งแบบปลอกตะกั่วและอะลูมิเนียม เปลือกหุ้มอะลูมิเนียมมีความแน่นหนาเพียงพอและมีความแข็งแรงทางกลไกมากกว่าปลอกตะกั่ว อะลูมิเนียม การนำไฟฟ้าสูงทำให้สามารถใช้ปลอกอะลูมิเนียมเป็นตัวนำที่สี่ของสายเคเบิลได้ ซึ่งช่วยประหยัดอะลูมิเนียม ฉนวน และฝาครอบป้องกันได้อย่างมาก อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถใช้สายเคเบิลที่มีเปลือกหุ้มอะลูมิเนียมในสภาวะที่สัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง (ไอระเหยที่เป็นด่าง, สารละลายที่เป็นด่างเข้มข้น) ในสภาวะเช่นนี้จำเป็นต้องใช้สายเคเบิลที่มีปลอกตะกั่ว

ประสบการณ์ในการผลิตและติดตั้งสายเคเบิลที่มีปลอกอะลูมิเนียมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 40 มม. แสดงให้เห็นถึงความแข็งแกร่งที่มากเกินไป ดังนั้นสายเคเบิลสำหรับแรงดันไฟฟ้า 1 kV ที่มีหน้าตัด 3 × 240 mm2, 6 kV ที่มีหน้าตัด 3 × 150 mm2 ขึ้นไป, 10 kV ที่มีหน้าตัด 3 × 120 mm2 ขึ้นไปต้องทำด้วยปลอกอลูมิเนียมลูกฟูก

การใช้ปลอกลูกฟูกช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นของสายเคเบิล แต่เมื่อวางสายเคเบิลดังกล่าวบนเส้นทางที่เอียง สารประกอบที่ทำให้ชุ่มสามารถไหลลงมาตามลอนและก่อให้เกิดการรวมตัวของอากาศในฉนวนสายเคเบิล ในเรื่องนี้ ปลอกลูกฟูกสามารถใช้ได้กับสายเคเบิลที่มีฉนวนหุ้มด้วยสารประกอบที่ไม่ไหลเท่านั้น

สายไรเซอร์

เมื่อวางสายเคเบิลด้วยฉนวนกระดาษชุบบนเส้นทางที่มีระดับต่างกันมาก อาจมีอันตรายที่ส่วนผสมที่ซึมลงไปถึงส่วนล่างของเส้นทาง องค์ประกอบส่วนใหญ่ไหลไปตามช่องว่างระหว่างตัวนำในตัวนำหลายสายที่บิดเบี้ยวเช่นเดียวกับในช่องว่างระหว่างปลอกโลหะและฉนวนและในระดับที่น้อยกว่าภายในฉนวนกระดาษ

ดังนั้นในส่วนบนของแทร็กความเป็นฉนวนของสายเคเบิลจะลดลงเนื่องจากช่องว่างอากาศในฉนวน ในส่วนล่างของเส้นทาง เนื่องจากแรงกดที่เพิ่มขึ้นของข้อต่อแข็ง สายเคเบิลอาจอยู่ภายใต้แรงกด ดังนั้นสายเคเบิลที่มีฉนวนกระดาษชุบของการออกแบบทั่วไปสามารถวางบนเส้นทางที่มีความแตกต่างของระดับระหว่างจุดสูงสุดและต่ำสุดของตำแหน่งสายเคเบิลไม่เกิน 15-25 ม. สามารถลดผลกระทบของการรั่วไหลได้ องค์ประกอบที่ทำให้ชุ่ม โดยมาตรการต่อไปนี้: การใช้ขั้วต่อปิด