Kabel daya tegangan tinggi dengan insulasi kertas berselubung timah dan kelenjar kabel

Kabel daya dimaksudkan untuk transmisi dan distribusi listrik di area tersebut dan untuk mengisinya dengan pengumpul arus.

Meskipun kabel lebih mahal untuk dipasang daripada saluran udara, namun semakin banyak digunakan sebagai solusi pilihan. Saat ini, kabel tegangan tinggi terutama dioperasikan pada level tegangan 380 kV, 110 kV, 35 kV, 20 kV, 10 kV dan 400 V.

Sedangkan saat ini hampir hanya kabel dengan insulasi plastik yang diproduksi dan sarung XLPE, kabel tegangan tinggi klasik disebut kabel kertas.

Kabel XLPE mulai dipasang secara luas sebelum tahun 1980-an, meskipun di beberapa negara proses ini dimulai belakangan. Salah satu fitur yang sangat menonjol dari level tegangan ini adalah banyaknya variasi jenis kabel polimer alternatif.

Kabel listrik berinsulasi kertas (kiri) vs kabel XLPE

Kabel daya dengan insulasi kertas diresapi

Kabel timah berinsulasi kertas memiliki struktur dasar yang hampir sama untuk level tegangan dari 400 V hingga 35 kV.Mereka telah digunakan untuk transmisi daya sejak diperkenalkannya sistem tenaga pertama pada akhir abad ke-19.

Kabel catu daya lapis baja berlapis timah abad ke-20

Untuk tegangan operasi hingga dan termasuk 35 kV, kabel tersebut dibuat dengan insulasi kertas kabel yang diresapi rosin minyak dalam selubung timah dan pelindung, tergantung pada kondisi peletakan.

Kabel dan kabel yang diletakkan di kapal yang digunakan di industri pertambangan dan manufaktur dan pertanian terutama dibuat dengan insulasi karet atau plastik dalam selang fleksibel yang terbuat dari karet atau PVC.

Kabel daya dibedakan berdasarkan jumlah inti: satu, dua, tiga, dan empat inti. Konduktor bisa tunggal atau multi-kawat, dan dalam bentuk - bulat, sektor, tersegmentasi dan oval.

Seperti disebutkan di atas, kabel tiga kawat dengan tegangan hingga 6 kV muncul pada akhir abad ke-19. Pada awalnya, itu adalah kabel dengan kabel tembaga bundar, lapisan tebal insulasi yang diresapi kertas pada kabel, dan ketebalan yang sama dengan lapisan insulasi (sabuk) yang sama pada kabel berinsulasi yang dipilin menjadi satu, yaitu di bawah timah. sarung.

Contoh kabel timah dalam iklan Kabelwerke Brugg dari tahun 1927.

Pemasangan kabel 30 kV di Jerman pada tahun 1928.

Pengembangan kabel listrik sejalan dengan peningkatan tegangan kerja kabel dan keandalan operasinya, tetapi tidak dengan lebih meningkatkan ketebalan lapisan insulasi, tetapi dengan meningkatkan kualitas dan meningkatkan penggunaan kabel insulasi. bahan dalam kabel.

Peningkatan indikator ekonomi kabel, yaitu.di atas segalanya, pengurangan harganya ditentukan oleh penghematan bahan dasar karena penggunaannya yang lebih baik dan peningkatan proses teknologi (pengurangan siklus produksi, pengurangan limbah dan penolakan dalam produksi).

Pada tahun 1920-an, konduktor bulat dalam kabel daya multicore digantikan oleh konduktor segmen dan sektor, karena tingkat produksi kabel telah meningkat pesat saat ini sehingga memungkinkan untuk menghasilkan kabel daya yang andal dengan konduktor non-bulat hingga inklusif 10 kV. .

Jenis utama kabel listrik kertas yang diresapi adalah kabel sektor.

Kabel ini memiliki lapisan isolasi pada setiap inti (insulasi fase) dan lapisan isolasi umum di atas tiga inti berinsulasi yang dipilin menjadi satu (isolasi sabuk).Kabel semacam itu disebut kabel dengan isolasi sabuk atau, sesuai dengan jenis medan listrik di itu, kabel dengan bidang non-radial, dan menurut jenis impregnasi - kabel dengan impregnasi kental.

Untuk menunjuk kabel jenis ini, simbol (merek) digunakan tergantung pada jenis pelindung dan penutup luar, misalnya:

• SG — kabel tanpa pelindung dan penutup di atas timah,
• CA - lapisan aspal diterapkan pada selubung timah,
• SB - di atas timah ada pelindung dari dua strip baja dan penutup dari benang kabel yang diresapi bitumen (rami),
• SBG — sama dengan desain sebelumnya tetapi tanpa goni menutupi bemper,
• OP dan SK — kabel dengan pelindung kabel datar atau bulat.

Huruf pertama merek menunjukkan adanya cangkang, dan huruf terakhir menunjukkan jenis penutup pelindung.

Untuk menghemat timbal dengan mengurangi diameter pada kabel listrik multi inti (dua, tiga dan empat inti), konduktor kabel dibuat tidak bulat, tetapi berbentuk sektor atau segmen.

Kabel tiga inti dengan konduktor sektor berdiameter sekitar 15% lebih kecil daripada kabel dengan konduktor bundar dengan penampang yang sama. Penghematan timbal yang dihasilkan dari pengenalan konduktor sektor dalam kabel tiga konduktor dapat diperkirakan rata-rata 20%.

Penghantar kabel tiga fasa dapat berbentuk oval mendekati elips. Kelebihan bentuk urat ini adalah urat oval tidak memiliki sudut tajam seperti urat sektor.

Penggunaan konduktor oval pada kabel tegangan tinggi 35 kV dapat memberikan beberapa kompensasi untuk perubahan termal dalam komposisi peresapan pada lapisan insulasi kabel dan dengan demikian meningkatkan kualitas kabel.

Bahan isolasi utama dari mana lapisan isolasi kabel listrik dibuat di pabrik kabel adalah kertas kabel dan bahan bacaan.

Impregnasi lapisan kertas kabel dilakukan untuk mengganti udara di kertas dan di antara lapisan pita kertas dengan minyak mineral atau senyawa impregnasi lain yang lebih kuat dalam sambungan listrik.

Peran kertas tidak hanya untuk menahan senyawa impregnasi. Adanya kertas pada lapisan insulasi kabel memungkinkan untuk mendapatkan lapisan insulasi yang kekuatan putusnya kira-kira 3 kali lebih tinggi dari kekuatan putus campuran peresapan.

Kertas kabel yang digunakan untuk produksi lapisan insulasi kabel listrik harus memiliki sifat mekanis tertentu yang memastikan tumpang tindih strip kertas yang rapat pada inti kabel, sifat fisik yang diperlukan untuk pelaksanaan proses impregnasi yang benar, dan tidak boleh mengandung kotoran , yang mengurangi sifat listrik kertas setelah impregnasi.

Konstruksi kabel 20 dan 35 kV dengan insulasi sabuk tidak dapat memberikan keandalan yang memadai dalam pengoperasiannya, terutama karena adanya komponen gradien tangensial pada insulasi kabel yang disebabkan oleh non-radialitas medan listrik.

Tegangan ini menerapkan struktur dengan tiga urat timah yang dipelintir menjadi pelindung strip biasa, yang secara konvensional ditunjuk oleh merek OSB. Desain ini pertama kali diusulkan pada tahun 1923 oleh A. Yakovlev dan S. M. Bragin.

Kabel tegangan tinggi untuk tegangan di atas 20 kV selalu diproduksi sebagai kabel inti tunggal, mis. dengan medan listrik radial, karena dalam hal ini keandalan kabel pada tegangan tinggi sangat penting.

Untuk 110 dan 220 kV mereka terutama digunakan kabel berisi oli fitur utamanya adalah isolasi kertas kabel ini diresapi dengan minyak mineral dengan viskositas rendah, yang dapat dengan mudah bergerak di sepanjang kabel di sepanjang inti berongga pusat di bawah pengaruh tekanan berlebih yang tercipta di kabel.

Ketika suhu kabel berubah, oli yang bergerak bebas memungkinkan untuk mengkompensasi dengan bantuan peralatan listrik perubahan suhu dalam volume di lapisan isolasi, yang pada kabel dengan impregnasi kental menyebabkan pembentukan rongga dan kehancuran.

Kehadiran inti berongga memungkinkan untuk mengeringkan dan memberi makan kabel dalam produksi sehingga praktis tidak ada gelembung dan inklusi gas yang tersisa di dalamnya.

Dalam produksi, kabel dililitkan pada drum dan dihubungkan ke tangki minyak khusus di bawah tekanan positif tertentu. Berkat perangkat ini, inklusi gas tidak terbentuk di kabel, bahkan dengan perubahan suhu yang signifikan.

Kabel modern OSB-35 3×120 untuk tegangan 35 kV

Segel kabel

Lug kabel dan konektor disediakan untuk memungkinkan kabel dihubungkan ke peralatan lain atau ke satu sama lain.

Karena kabel dibuat dengan panjang terbatas, sambungan penghubung — yang disebut kelenjar kabel — diperlukan. Tugas dari cable box adalah menghubungkan kedua ujung kabel satu sama lain.

Demonstrasi sambungan kabel 30 kV dari Museum Leipzig yang, ketika dibuka, menunjukkan cara kerja sambungan kabel tersebut:

Sambungan langsung dari kawat aluminium dilas dan dikerjakan dengan kikir aluminium. Dalam kasus kabel tembaga, yang disebut selongsong solder ditempatkan, inti kabel dan disolder.

Konduktor logam telanjang dibungkus tangan dengan kertas minyak selebar 10 hingga 30 mm sampai ketebalan insulasi 2,5 kali ketebalan insulasi kabel.

Sebelum dililitkan, campuran kabel dan kertas harus dipanaskan hingga 130 derajat agar kelembapannya bisa mendidih. Tungku batu bara terbuka digunakan untuk ini. Tentu saja, ini hanya mungkin dilakukan di luar ruangan.

Untuk mencegah masuknya kelembapan ke dalam busing, busing bagian dalam yang terbuat dari timah atau baja galvanis buatan pabrik digunakan untuk menghubungkan selubung timah dan menyoldernya dengan erat.

Sesaat sebelum akhir proses penyolderan, kompon kabel dituangkan ke dalam lubang untuk menghindari kantong udara.

Saat melakukan proses impregnasi kabel daya, semua tindakan harus diambil untuk menguapkan kelembapan yang tersisa di lapisan insulasi sebelum impregnasi. dan menghamili seluruh lapisan insulasi kabel selengkap mungkin, meminimalkan inklusi udara yang dapat terbentuk di lapisan insulasi selama NS bisikan.

Senyawa impregnasi harus menjalani pembersihan berkala dari kotoran mekanis, perawatan vakum untuk menghilangkan kelembapan yang terakumulasi selama impregnasi kabel, dan degassing untuk menghilangkan gas (udara) yang terlarut di dalamnya.

Sebelum apa yang disebut "selongsong bagian dalam timah" ditutup dalam selubung baja tuang dan diisi dengan insulasi resin, sambungan logam harus dibuat antara tulangan strip baja dan selubung timah.

Setelah pendinginan minimal 3 jam, soket yang dipasang dapat digunakan untuk waktu yang sangat lama (30 tahun atau lebih).

Untuk informasi lebih lanjut tentang perangkat dan teknologi pemasangan segel kabel untuk kabel daya, lihat di sini:Konektor kabel daya