Kable elektroenergetyczne o izolacji papierowej impregnowanej na napięcie 1-10 kV
Przewody zasilające z wiązką
Większość kabli elektroenergetycznych na napięcia do 10 kV to kable trójżyłowe z rdzeniami sektorowymi, tzw. kable w izolacji taśmowej. Kable te dostępne są z żyłami miedzianymi i aluminiowymi o przekrojach od 6 do 240 mm2. Żyły aluminiowe mogą być jednożyłowe w całym zakresie przekrojów, dodatkowo w zakresie 70-240 mm2 produkowane są również kable z żyłami wielożyłowymi szczelnymi. Przewody miedziane produkowane są głównie jako wielożyłowe, jednak w zakresie przekrojów od 6 do 50 mm2 stosuje się przewody jednożyłowe.
Wiadomo, że tradycyjnymi metodami wytwarzania drutów przewodzących są miedź i aluminium. W ostatnich latach miedź stała się niezwykle rzadka, dlatego aluminium jest najczęściej stosowane w przemyśle kablowym, zarówno na przewody, jak i powłoki.
Przewodność elektryczna aluminium jest 1,65 razy mniejsza niż miedzi, a jego gęstość jest 3,3 razy mniejsza niż miedzi, co pozwala uzyskać druty aluminiowe o tej samej rezystancji elektrycznej, 2 razy lżejsze niż miedziane. Produkcja jednożyłowych żył aluminiowych w formie gęstego sektora daje duży efekt ekonomiczny w branży kablowej. Zastosowanie takich drutów umożliwia zmniejszenie średnicy kabla, ponadto przy produkcji takich drutów wzrasta wydajność pracy, ponieważ w porównaniu do produkcji drutów wielodrutowych zmniejsza się objętość operacji przeciągania i operacja skręcania drutów jest wykluczona. Druty lite sektorowe mają większą sztywność niż skręcone; ponadto w pewnym stopniu wzrasta złożoność instalacji kabli z takimi przewodami. Jednak, jak pokazują badania, o sztywności kabla decydują głównie nie same przewodniki, przez które płynie prąd, ale przede wszystkim materiał i konstrukcja powłoki.
Izolacja kabla składa się z pasków papieru kablowego impregnowanego kompozycją kalafonii. W kablach na napięcie 1-10 kV każda faza jest izolowana osobno, a następnie na skręcone izolowane druty nakładana jest wspólna izolacja taśmowa. Grubości izolacji fazowej i taśmowej dobierane są na podstawie stanu kabla w trybie roboczym (w Republice Białoruś realizowane są sieci 6, 10 kV z izolowanym punktem neutralnym), zapewniając jego niezawodną pracę w trybie awaryjnym.
W kablach domowych grubość izolacji międzyfazowej jest o około 36% większa niż grubość izolacji między rdzeniem a powłoką.Tak więc dla kabli o napięciu 6 kV grubość izolacji fazowej wynosi 2 mm, a grubość izolacji pasa wynosi 0,95 mm, dla kabli o napięciu 10 kV — odpowiednio 2,75 t 1,25 mm.
Dla kabli o napięciu 1 i 3 kV grubość izolacji dobiera się głównie na podstawie jej wytrzymałości mechanicznej (bez uszkodzeń przy zginaniu). Szczeliny między izolowanymi drutami są wypełnione wiązkami papieru siarczanowego.
Główną wadą impregnowanej izolacji papierowej jest jej duża higroskopijność, dlatego w celu ochrony izolacji przed wilgocią podczas przechowywania, układania i eksploatacji kable są zamykane w metalowej osłonie.
Kable zasilające dostępne są w osłonie ołowianej i aluminiowej. Powłoki aluminiowe są wystarczająco szczelne i wytrzymalsze mechanicznie niż powłoki ołowiane.Wysoka przewodność elektryczna aluminium pozwala na zastosowanie powłok aluminiowych jako czwartego przewodu kabla, co zapewnia znaczną oszczędność na aluminium, osłonach izolacyjnych i ochronnych. Jednak kable z powłoką aluminiową nie mogą być stosowane w warunkach narażenia na agresywne środowisko (opary alkaliczne, stężone roztwory alkaliczne). W takich warunkach konieczne jest stosowanie kabli z powłoką ołowianą.
Doświadczenie w produkcji i instalacji kabli w osłonie aluminiowej o średnicy większej niż 40 mm ujawniło ich nadmierną sztywność, dlatego kable na napięcie 1 kV o przekroju 3 × 240 mm2, 6 kV o przekroju 3 × 150 mm2 i więcej, 10 kV o przekroju 3 × 120 mm2 i większym należy wykonać w osłonie aluminiowej falistej.
Zastosowanie osłony falistej zwiększa elastyczność kabli, jednak przy układaniu takich kabli na nachylonych trasach środek impregnujący może spływać po pofałdowaniu i tworzyć w izolacji kabla wtrącenia powietrza. W związku z tym osłony z tektury falistej mogą być stosowane tylko w kablach, których izolacja jest impregnowana związkami niepłynącymi.
Kable wznoszące
Podczas układania kabli z impregnowaną izolacją papierową na trasach o dużej różnicy poziomów istnieje niebezpieczeństwo, że mieszanka impregnująca opadnie do dolnej części trasy. Kompozycja przepływa głównie wzdłuż szczelin między przewodnikami w skręconych przewodach wielodrutowych, a także w szczelinie między powłoką metalową a izolacją oraz w mniejszym stopniu wewnątrz samej izolacji papierowej.
Tak więc w górnych odcinkach toru wytrzymałość dielektryczna kabla maleje z powodu pojawienia się szczelin powietrznych w izolacji. Na dolnych odcinkach trasy, ze względu na zwiększony nacisk sztywnego złącza, kabel może znajdować się pod ciśnieniem. Dlatego kable z impregnowaną izolacją papierową o konwencjonalnej konstrukcji można układać na trasach z różnicą poziomów między najwyższym i najniższym punktem lokalizacji kabla nie większą niż 15-25 m. Można uzyskać zmniejszenie efektu wycieku kompozycji impregnującej za pomocą następujących środków: zastosowanie łączników zamykających.