Интернет-учебник по расчету кабельной продукции

Применение полупроводящих экранов в силовых кабелях

Кабель с многопроволочной жилой

Многопроволочная жила имеет неровную поверхность, что приводит к появлению у поверхностей отдельных проволок повышенной местной напряженности электрического поля. Увеличение Е, как уже упоминалось, может достигать 30 %. Чтобы уменьшить влияние проволочности и исключить частичные разряды (ЧР) между жилой и изоляцией, токопроводящую жилу (ТПЖ) покрывают полупроводящим слоем (полупроводящим экраном).

Материал для экрана должен иметь хорошую адгезию к изоляции; температурные коэффициенты расширения экрана и изоляции должны быть равны. Экран в кабелях с масляной изоляцией изготавливается из полупроводящей бумаги; с изоляцией из полиэтилена (ПЭ) - из полупроводящего ПЭ; с резиновой - из полупроводящей резины и так далее. Полупроводящий материал получают путем введения в него мелкодисперсной, например, ацетиленовой сажи. Толщину полупроводящего экрана принимают в пределах 0,2-0,8 мм в зависимости от технологии наложения.

Поверх изоляции в высоковольтных кабелях накладывают полупроводящий экран из того же материала, что и экран по ТПЖ.

Регулирование Е с помощью полупроводящего покрытия (с помощью активных проводимостей) ограничивается допустимым сопротивлением электрической изоляции и наибольшей ее температурой. Повышение активной проводимости ведет к уменьшению сопротивления изоляции и увеличению мощности диэлектрических потерь на переменном напряжении при температуре t: , следовательно, росту тепловыделения в электрической изоляции. В случае полупроводящих экранов рассчитывается как для многослойной изоляции с последовательной схемой замещения , для которой ( tg берется при температуре соответствующего слоя).

Для двухслойной изоляции (полупроводящий экран плюс основная изоляция)

При расчете толщины изоляции изолирующие свойства полупроводящего покрытия не учитываются. Внешний радиус изоляции кабеля вычисляется по формуле , где r1 - внешний радиус покрытия по ТПЖ, - номинальное значение напряжения кабельной изоляции, - рабочая напряженность электрической изоляции на расстоянии r1 (на поверхности полупроводящего покрытия по ТПЖ).