Соединительные муфты
Общие положения и классификация кабельных муфт
Арматура для кабельных линий
Соединение отдельных строительных длин кабеля при прокладке кабельных линий, а также оконцевание кабелей в местах присоединения к источнику энергии или потребителю производится при помощи муфт (кабельной арматуры).
Муфты классифицируются по трем признакам:
1) по назначению;
2) по роду изоляции;
3) по виду приложенного напряжения.
По виду приложенного напряжения муфты делятся:
1) на постоянное напряжение;
2) на переменное напряжение;
3) на импульсное напряжение.
По своему назначению муфты кабельных линий делятся на:
1) соединительные;
2) стопорные;
3) концевые.
Соединительные муфты предназначены для соединения отдельных строительных длин кабеля при сооружении линии. Разновидностью соединительных муфт можно считать ответвительные муфты, которые применяются для соединения и ответвления силовых кабелей на напряжения до 1 кВ.
Стопорные и полустопорные муфты применяются для соединения строительных длин и одновременного секционирования кабельных линий с целью предотвращения перетекания масла или пропиточного состава из секции в секцию.
Концевые муфты, предназначены для оконцевания кабельных линий.
Конструкции муфт определяются типом кабелей, значением рабочего напряжения, условиями установки и размещения муфт и т. п. Большое влияние на выбор конструкции оказывает тип используемой в муфте изоляции. Для изоляции муфт кабелей с бумажной изоляцией применяются предварительно пропитанные рулоны кабельной бумаги. Такая изоляция накладывается вручную на месте монтажа, при этом не исключено ее увлажнение и попадание пыли.
Применение ручной подмотки усложняет процесс монтажа арматуры. Кроме того, пониженная электрическая прочность бумажной подмотки приводит к увеличению габаритов муфт.
Конструкция и монтаж кабельных муфт значительно упрощаются, если использовать для их монтажа предварительно изготовленные детали. Наиболее пригодными для этих целей оказались эпоксидные компаунды (смолы с наполнителем и отвердителем).
Изоляция, изготовленная из эпоксидных компаундов, обладает достаточной механической прочностью, хорошей адгезией к металлу и к различным материалам, используемым при монтаже муфт. Кроме того, эпоксидные компаунды обладают способностью переходить в высокополимерное состояние (затвердевать) при температуре окружающей среды или при незначительном подогреве.
Для изготовления муфт или отдельных их элементов обычно используется эпоксидный компаунд, состоящий из эпоксидной смолы марок ЭД-5 или ЭД-8 и полиэфира МГФ-9. Перед употреблением к компаунду добавляют наполнитель – прокаленный, очень мелкого помола кварцевый песок, а также отвердитель.
Недостатком литой эпоксидной изоляции является ее сравнительно невысокая электрическая прочность по сравнению с бумажной пропитанной изоляцией. Однако применение совершенных методов литья (например, литье под вакуумом), обеспечивающих достаточно однородный состав отливки и значительно уменьшающих количество воздушных включений, позволяет использовать эпоксидные компаунды в качестве изоляции для муфт кабелей на напряжения до 35 кВ включительно.
При конструировании арматуры для маслонаполненных кабелей на напряжение 110 кВ и выше в настоящее время из-за недостаточной электрической прочности эпоксидной изоляции нет возможности полностью исключить ручную подмотку бумажной лентой. Однако введение в конструкцию муфт деталей из эпоксидных компаундов существенно упрощает их монтаж, уменьшает габариты и улучшает их электрические параметры.
В качестве литой изоляции для арматуры кабелей с пластмассовой изоляцией с успехом используются компаунды на основе полиэтилена, этиленпропилена и др.
Кроме литой пластмассовой изоляции, большое распространение получила изоляция, накладываемая в виде подмотки из пластмассовых лент. В ряде случаев такая изоляция оказывается более экономичной, чем изоляция из литых пластмассовых деталей.
 |
При монтаже соединительной муфты на определенной длине кабеля снимаются защитные покровы, металлическая оболочка и экран по изоляции. Заводская изоляция кабеля частично удаляется (рис 4.1). После подготовки концов соединяемых кабелей производится соединение токопроводящих жил. Электрическое сопротивление места соединения должно быть не больше сопротивления жилы самого кабеля. Кроме того, место соединение должно обладать достаточной механической прочностью.
Рис 4.1. Вид кабеля перед монтажом соединительной муфты:
1 – жила; 2 – ступенчатая разделка заводской изоляции;
3 – экран; 4 – металлическая оболочка
При монтаже муфт принято соединять медные жилы кабелей опрессованием или пайкой в медных гильзах, алюминиевые жилы – опрессованием, сваркой и пайкой.
Соединение жил кабелей высокого напряжения целесообразно производить таким образом, чтобы диаметр жил в месте соединения не увеличивался, что обеспечивает более равномерное распределение электрического поля. Для этой цели с жил кабеля на определенной длине снимается один повив проволок, после чего на это место надевается гильза. Опрессование осуществляется таким образом, чтобы диаметр гильзы был равен диаметру жилы. Для улучшения контакта место соединения дополнительно, пропаивается. Если жила имеет внутри маслопроводящий канал, то для предохранения жилы от деформации перед опрессованием внутрь канала вставляется стальная трубка.
Далее восстанавливается частично удаленная изоляция кабеля. Для кабелей с бумажной пропитанной изоляцией восстановление изоляции может производиться с помощью подмотки рулонами из предварительно пропитанной бумаги. Однако в последнее время бумажная подмотка может заменяться пластмассовой, в частности эпоксидной изоляцией.
Для восстановления изоляции пластмассовых кабелей в основном применяются самосклеивающиеся ленты на основе полиолефинов и кремнийорганических каучуков. Возможно, также применение пластмассовой изоляции, наложенной на кабель методом горячего прессования, а также изоляции, состоящей из литых пластмассовых деталей.
Электрическая прочность восстановленной изоляции обычно ниже, чем электрическая прочность заводской изоляции кабеля, поэтому для обеспечения необходимой электрической прочности места соединения толщина подмотки должна быть несколько больше, чем толщина изоляции кабеля.
Толщина подмотки, форма и длина конусообразного места перехода от изоляции кабеля к большему диаметру подмотки, а также форма и длина места разделки заводской изоляции определяются при проведении электрического расчета соединительной муфты.
После монтажа подмотки по ее поверхности восстанавливается экран. Экран может выполняться в виде наложенной плотно виток к витку медной или свинцовой проволоки. В соединительных муфтах для кабелей высокого напряжения, размеры которых относительно велики, проволочный экран накладывается только на конусообразную часть подмотки (так называемый выравнивающий конус). На цилиндрической части соединительной муфты может накладываться медная перфорированная лента. Экраны должны иметь электрический контакт с экранами по изоляции соединяемых кабелей.
Если соединительная муфта имеет бумажную подмотку, то она размещается в металлическом корпусе (чугун, свинец, латунь). Для кабелей на напряжение 1 кВ корпус соединительной муфты отливается из чугуна. Соединительные муфты кабелей на напряжения 6 и 10 кВ заключаются в свинцовый корпус, который при прокладке в земле в свою очередь помещается в чугунный кожух или кожух из стеклопластиков для защиты от коррозии и механических повреждений. Соединительные муфты кабелей на напряжения 20 и 35 кВ имеют латунный корпус, который при прокладке в земле помещается в общий чугунный, стальной кожух или кожух из стеклопластика. Металлический корпус заливается битумной массой либо маслоканифольным заливочным компаундом.
Соединительные муфты маслонаполненных кабелей низкого давления имеют латунные корпуса, так как в этом случае значительно снижаются потери в металлических оболочках, которые в одножильных кабелях могут быть достаточно велики. Кожух соединительных муфт для кабелей в стальном трубопроводе с маслом под давлением изготовляется из стальной трубы. В этом случае соединительные муфты трех фаз кабеля так же, как и сами кабели, располагаются в одной трубе, поэтому потери в металлическом кожухе значительно ниже. После монтажа муфты вакуумируются и заполняются сухим дегазированным маслом.