Опыт эксплуатации кабельных линий электропередач с пропитанной бумажной изоляцией

В Швеции с начала 80-х годов развитие теплонасосных установок происходит очень интенсивно. В этой стране характерно использование крупных установок тепловой мощностью более 30 МВт. Источником низкопотенциальной теплоты служат в основном очищенные сточные воды, морская вода и сбросная вода промышленных предприятий. Среди этих теплонасосных установок наиболее крупные расположены в городах Мальме (40 МВт), Упсала (39 МВт) и Эребру (42 МВт) [3].

Наиболее мощная (320 МВт) Стокгольмская установка, использующая в качестве низкопотенциальной теплоты воду Балтийского моря. Эта установка, расположенная на причаленных к берегу баржах, охлаждает зимой морскую воду от 4 до 2°С. Себестоимость теплоты от этой установки на 20% ниже себестоимости теплоты от котельных. Количество теплоты, вырабатываемой теплонасосными установками в Швеции, уже составляет около 50%.

В Германии в эксплуатации находятся сотни тысяч теплонасосных установок, которые используются в водяных, а также в воздушных системах отопления и кондиционирования воздуха. Преобладают тепловые насосы с электроприводом. Кроме того, применяют сотни теплонасосных установок большой мощности с приводом от дизельных и газовых двигателей. Источниками теплоты служат воздух (наружный и вытяжной), грунт, вода и др [4].

В Швейцарии первые теплонасосные установки были построены еще в 30-х годах. Сейчас в эксплуатации находятся десятки тысяч теплонасосных установок в основном небольшой тепловой мощности. Построены крупные установки для работы в системах централизованного теплоснабжения. Самой крупной из них является установка в г. Лозанне тепловой мощностью 7 МВт с электроприводом [5].

Мировой опыт показывает, что энергетические и экологические проблемы с неизбежностью приводят к необходимости широкого применения тепловых насосов. Список использованной литературы:

1. Будущее - за теплонасосными технологиями. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http: //www .rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=2378.

2. Тепловые насосы: вчера, сегодня, завтра. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.intersolar.ru/articles/heat_pumps/pressa/heat_pump.html.

3. Родионов В.Г. Энергетика: проблемы настоящего и возможности будущего. М.: ЭНАС, - 2010. - 352 с.

4. Гафуров А.М. Зарубежный опыт эксплуатации установок на низкокипящих рабочих телах. // Вестник Казанского государственного энергетического университета. - 2014. Т. 24. - №4 (24). - С. 26-31.

5. Тепловые насосы. За рубежом. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.heatpp.narod.ru/hist/abroad.html.

© Хакимуллин Б.Р., Багаутдинов И.З., 2016

УДК 621.315.211

Б.Р. Хакимуллин

студент института теплоэнергетики, кафедры «ТЭС»

И.З. Багаутдинов

младший научный сотрудник научно-исслед. лаборатории госбюджетных НИР Казанский государственный энергетический университет

Г. Казань, Российская Федерация

ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ С ПРОПИТАННОЙ

БУМАЖНОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ

Аннотация

В статье рассматривается опыт эксплуатации кабельных линий электропередач с пропитанной бумажной изоляцией.

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №4/2016 ISSN 2410-6070_

Ключевые слова

Силовой кабель, бумажно-масляная изоляция, металлическая оболочка

В конце прошлого века с развитием электростанций и распределительных сетей потребовалось ответить на вопросы, касающиеся конструкции силовых кабелей линий электропередачи. Первые линии были воздушного типа, однако вскоре для обеспечения защиты от электрических ударов потребовались изолированные силовые кабели. Обеспечение безопасности силовых линий передачи особенно важно, так как жилы должны быть не только изолированы электрически, но и выдерживать внешние механические воздействия. Первые изолированные кабели представляли собой жилы, обмотанные сухими бумажными лентами. Их пропитывали высоковязким составом, обеспечивающим высокую электрическую прочность диэлектрика [1].

Основную сложность представляла проблема удаления воды из изоляционного слоя. Изобретение свинцового пресса Бертодом (Berthoud) и Борелом (Borel) из Кортаилода (Cortaillod, 1878) разрешило проблему. С этого момента стало возможно защитить одножильные и многожильные кабели от вредного воздействия воды посредством толстой свинцовой оболочки, которая также в случае ее заземления защищала персонал от электрического удара [2].

Конструкции современных кабелей унаследовали основные черты первых кабелей. Самое значительное усовершенствование - замена пропиточного масла более чистым не стекающим составом. Кабели данного типа, появившиеся на рубеже века, оставались в эксплуатации, демонстрируя чрезвычайную эффективность и надежность вплоть до 80-х годов. В большинстве случаев замена кабелей была связана не с отказами, связанными со старением кабелей, а с необходимостью передачи электроэнергии при более высоких напряжениях [3].

Силовые кабели с пропитанной бумажно-масляной изоляцией (БМПИ) изготавливаются с алюминиевыми и медными жилами круглой, сегментной и секторной форм. БМПИ состоит из лент кабельной бумаги толщиной 0,12 и 0,17 мм, наложенных на жилу методом обмотки и пропитанных маслоканифольным составом. Эти кабели на протяжении всего срока использования зарекомендовали себя достаточно надёжными элементами электрических сетей напряжением 3-35 кВ. Конструкция кабелей с бумажной изоляцией обязательно включает в себя металлическую оболочку, которая не только механически защищает изоляцию, но и предотвращает радиальное проникновение воды в кабель [4].

Кабели с бумажной изоляцией и свинцовой оболочкой предназначены для эксплуатации в районах с холодным, умеренным и тропическим климатом. Кабели могут укладываться непосредственно в грунт или подземные кабельные каналы, а также могут прокладываться в помещениях и на открытом воздухе [5].

Дополнительное преимущество трёх- и четырёхжильных кабелей с пропитанной бумажной изоляцией на напряжение до 10 кВ в том, что из-за секторной формы жил кабель имеет меньший диаметр, нежели кабель того же сечения с круглыми жилами с полимерной изоляцией. Это обстоятельство позволяет экономить пространство при монтаже кабельных линий и передавать больше энергии [6].

В то же время силовой кабель с бумажной изоляцией имеет один существенный недостаток: при прокладке кабелей на вертикальных и круто наклонных трассах с большой разницей уровней прокладки маслоканифольный состав, пропитывающий бумажную изоляцию, имеет свойство стекать, при этом бумажная изоляция обедняется и имеет склонность к преждевременному старению. Для уменьшения данного эффекта применяется силовой кабель с не стекающим пропиточным составом.

Список использованной литературы:

1. Калимуллина Д.Д., Гафуров А.М. Потребности в строительстве изолированных проводов среднего класса напряжения. // Инновационная наука. - 2016. - № 3-3. - С. 84-85.

2. Калимуллина Д.Д., Гафуров А.М. Зарубежный опыт эксплуатации самонесущих изолированных проводов воздушной линии. // Инновационная наука. - 2016. - № 3-3. - С. 85-86.

3. Калимуллина Д.Д., Гафуров А.М. Перспективы строительства самонесущих изолированных проводов в России. // Инновационная наука. - 2016. - № 3-3. - С. 87-88.

4. Силовые кабели с пропитанной бумажной изоляцией. [Электронный ресурс] / Режим доступа:

http://pue8.ru/kabelnye-linii/126-silovye-kabeli-s-propitannoy-bumazhnoy-izolyaciey.html.

5. Калимуллина Д.Д., Гафуров А.М. Основные преимущества и недостатки в строительстве самонесущих изолированных проводов. // Инновационная наука. - 2016. - № 3-3. - С. 88-89.

6. Калимуллина Д.Д., Гафуров А.М. Выбор экономически выгодных сечений проводов при строительстве линий электропередач. // Инновационная наука. - 2016. - № 3-3. - С. 90-91.

© Хакимуллин Б.Р., Багаутдинов И.З., 2016

УДК 621.315.211

Б.Р. Хакимуллин

студент института теплоэнергетики, кафедры «ТЭС»

И.З. Багаутдинов

младший научный сотрудник научно-исслед. лаборатории госбюджетных НИР Казанский государственный энергетический университет

Г. Казань, Российская Федерация

ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ МАСЛОНАПОЛНЕННЫХ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ

Аннотация

В статье рассматривается опыт эксплуатации маслонаполненных кабельных линий электропередач.

Ключевые слова Маслонаполненный кабель, давление масла, герметичность оболочки

Резкий рост потребления электроэнергии с начала прошлого века неизбежно привел к увеличению напряжения в линиях электропередачи. Силовые кабели с бумажной изоляцией, пропитанной маслоканифольным составом, были не работоспособны при работе от 60 кВ из-за наличия в изоляции воздушных и газовых включений [1].

В начале 20-х годов 20 столетия Л. Эмануэлли (L. Emanuelli) из миланской компании «Pirelli» (Италия), изобрел маслонаполненный кабель, и это изобретение по существу не подверглось изменениям до сих пор. В 1933 Бруг (Brugg) приобрел у «PireUi» лицензию на производство кабелей и изготовил маслонаполненный одножильный кабель, рассчитанный на напряжение 150 кВ. Его использовали параллельно с воздушной линией электропередачи на подстанции Тосс (Toss) швейцарской компании. Компания «Brugg» сделала ряд нововведений в технологии высоковольтных кабелей и оборудования, в частности испытание импульсным напряжением. В 1942 году в Швейцарии сооружена первая полно масштабная линия протяженностью 600 м на основе маслонаполненных кабелей. Сегодня эти маслонаполненные кабели по-прежнему находятся в работе и демонстрируют надежную безотказную работу [2].

В маслонаполненных кабелях бумажная изоляция пропитывается маслом, которое постоянно держится под давлением. В процессе изготовления из каждого кабеля откачивается воздух, и полость заполняется маслом. Особенно важно обеспечить отсутствие воздушных пузырьков. Во время эксплуатации кабель нагревается и масло расширяется. Изменения объема масла регулируются компенсационными резервуарами, соединенными с концами кабеля. Давление в резервуарах поддерживается сжатым воздухом, находящемся в сжимаемых секциях. Масляные протоки внутри кабеля позволяют ему свободно перетекать при расширении или сжатии. Объем гидравлической системы выбирается в соответствии с длиной кабеля так, чтобы даже в случае короткого замыкания риск механического повреждения был минимален за счет выравнивания гидравлического давления, вызванного выбросами давления вследствие резкого нагрева [3].

Маслонаполненные кабели чрезвычайно устойчивы к старению. Измерения коэффициента диэлектрических потерь кабеля, предназначенного для напряжения 150 кВ и находящегося в эксплуатации