Портативный кабель типа W, 2 кВ: сколько жил нужно и как посчитать барабан 

Кабель 8,7/10 кВ для тоннелепроходческой машины подбирают не по таблице допустимых токов. Ток в этой линии редко подходит к пределу — предел наступает по механике. Проходка идёт месяцами, а кабель каждый раз проходит по одним и тем же роликам, ложится в петлю и вытягивается обратно.

Содержание

1. Что меняется в конструкции по сравнению с обычным кабелем 10 кВ
2. Шесть слоёв: что закрывает каждый
3. Экран из металлической и волокнистой оплётки против частотного привода
4. Таблица: 3×25 … 3×95 с вспомогательными жилами
5. Вес решает выбор тележки и барабана
6. Что сверить до заказа
7. Вопросы, которые задают до заказа
8. Что мы предлагаем
9. Получите подбор под вашу машину

Что меняется в конструкции по сравнению с обычным кабелем 10 кВ

Стационарный кабель 10 кВ в траншее лежит десятилетиями и не двигается. Тоннельный — подвижный: он сматывается, разматывается и изгибается на роликах ежедневно. Отсюда три отличия, которые видны уже в описании конструкции.

• Жила многопроволочная. Жёсткая жила в подвижной линии не работает — она ломается по проволокам, начиная с наружных.
• Оболочка резиновая, а не ПВХ. Резина держит многократный изгиб и истирание; ПВХ на подвижной линии трескается.
• Экран совмещён с механической защитой. Отдельный медный экран сам является тонким элементом и не переживает многократной деформации.

Шесть слоёв: что закрывает каждый

1. Заземляющий проводник. Отдельная жила, а не «заземление через экран». На машине с частотным приводом и металлическими конструкциями контур заземления должен быть предсказуемым.
2. Полупроводящий слой по заземляющему проводнику. Убирает воздушные зазоры на границе металла и полимера — именно в таких зазорах начинается частичный разряд.
3. Силовая жила. Медная, многопроволочная.
4. Изоляция силовой жилы, 5,5 мм. Это и есть номинал на 8,7/10 кВ. Толщина одинакова для всего ряда сечений — от 3×25 до 3×95.
5. Экран из металлической и волокнистой оплётки. Одновременно электрический экран и механическая защита изоляции.
6. Наружная оболочка. Работает по истиранию и по воде.

Конструкция с раздельным заземляющим проводником и полупроводящим слоем по нему означает, что кабель нельзя «упростить» на монтаже: если заземляющую жилу не подключить или подключить через корпус, расчётный путь тока КЗ меняется, а селективность защиты теряется.

Экран из металлической и волокнистой оплётки против частотного привода

Совмещённая оплётка закрывает две задачи сразу. Металлическая часть — это экран: она замыкает на себя электрическое поле и даёт путь наведённым токам. Волокнистая часть берёт механику, которую металлическая оплётка в одиночку не выдержала бы при многократном изгибе.

Отдельно про привод. Щит с преобразователем частоты работает на несущей частоте в единицы килогерц. Без сплошного экрана и без заземления экрана с двух концов высокочастотный ток стекает через подшипники двигателя, а на измерительных цепях появляется помеха, из-за которой привод даёт ложные срабатывания по току.

На монтаже это означает три требования: экран заземляется с двух сторон, контакт по оплётке делается по всей окружности, а не «хвостиком» из нескольких проволок, и переходное сопротивление проверяется до подачи напряжения.

Таблица: 3×25 … 3×95 с вспомогательными жилами

В таблице два семейства конструкций. Первое — с тремя вспомогательными жилами равного или близкого сечения. Второе — с разделёнными: три силовые, три контрольные в общей оплётке и одна отдельная. Второе семейство при том же токе тяжелее: сравните 3×95+3×16 (8340 кг/км) и 3×95+3×50/3+1×50 (10 000 кг/км). Разница — 1660 кг на километр при одинаковом допустимом токе 250 А.

Вес решает выбор тележки и барабана

10 000 кг на километр — это 10 кг на метр. Кабель длиной 1500 метров, намотанный на барабан, весит около 15 тонн без учёта самого барабана.

Отсюда три следствия, которые обычно всплывают уже на монтаже:

• Тележка, ось и привод считаются на максимальный вес кабеля, а не на «почти полный» барабан.
• Барабан должен вмещать всю длину. Если набирать из отрезков, стык в подвижной линии становится слабым местом, а на 10 кВ — ещё и местом под муфту, которую придётся защищать от влаги и пыли.
• Тяговое усилие при протяжке ограничено. Кабель держит внешние механические нагрузки, но не безграничное растяжение; при длине в сотни метров это отдельный расчёт.

Поэтому при длинных трассах вес становится ограничением наравне с током. Если расчёт позволяет взять 3×70+3×16 вместо 3×95+3×50/3+1×50, на километре экономится почти три тонны — а это уже другой класс тележки и барабана, а не просто экономия на кабеле.

Что сверить до заказа

• Напряжение сети машины и класс кабеля U0/U.
• Требуемое сечение и число вспомогательных жил — они задаются схемой машины, а не длиной трассы.
• Температура воздуха в тоннеле: табличный ток приведён для 25 °C.
• Длина трассы, диаметр и грузоподъёмность барабана, диаметр роликов.
• Схема заземления экрана на машине и способ контроля переходного сопротивления.
• Нужны ли отрезки из одной партии и протокол заводских испытаний.

Вопросы, которые задают до заказа

Можно ли соединить два отрезка кабеля муфтой в тоннеле?

Технически можно, практически — не стоит. Стык в подвижной линии становится слабым местом, а на 10 кВ требует муфты, которую придётся защищать от влаги и пыли. Из-за этого для тоннельных заказов одной из двух ключевых позиций становится длина отрезка без стыков на один барабан.

Зачем заземлять экран с двух сторон, если достаточно одного конца?

С одного конца экран работает как электрический экран, но не замыкает высокочастотный ток привода. Тогда этот ток уходит через подшипники двигателя, а на измерительных цепях появляется помеха, из-за которой преобразователь даёт ложные срабатывания по току. Заодно проверяется переходное сопротивление — до подачи напряжения, а не после.

Можно ли поставить кабель 8,7/10 кВ в сеть машины на 6 кВ?

Класс кабеля берут по U0/U из спецификации, а не «примерно под напряжение». Про запас изоляции здесь речь не идёт: при том же номинале растут диаметр, вес и радиус изгиба, а тележка с барабаном считаются под эти цифры. Поэтому при сети 6 кВ класс уточняется отдельно, вместе с расчётом.

Что мы предлагаем

Кабель MV с резиновой изоляцией для тоннелепроходческих машин выпускает ООО «Мингда Кабельная Группа», завод в уезде Нинцзинь провинции Хэбэй, основан в 1989 году. Площадка 287 000 м², более 200 производственных линий, 800 сотрудников, 100 комплектов испытательного оборудования. Кабели среднего напряжения до 35 кВ — отдельное направление в номенклатуре.

Испытательная база: немецкий атомно-эмиссионный спектрометр для входного анализа металла, установка для испытаний на горение по британским нормам, тестер горения по UL 1581 (FT1, FT2, VW-1). Завод сертифицирован по ISO 9001, ISO 14001 и OHSAS 18001, имеет обязательную китайскую сертификацию CCC и сертификацию ЕАС; выпуск возможен по GB, IEC, AS/NZS, BS, CE, UL и CUL.

Для тоннельных заказов обычно важны две вещи, и обе решаются до подписания: длина отрезка без стыков на один барабан и одна партия на весь объём проходки. И то и другое согласуется по конкретному проекту.

Получите подбор под вашу машину

Для подбора нужны модель щита, напряжение питания, требуемое сечение с числом вспомогательных жил, длина трассы и температура в тоннеле. По этим данным вернём исполнение, наружный диаметр, вес и допустимый ток с пересчётом на фактическую температуру.

Полный ряд сечений и конструкция — на странице кабеля MV с резиновой изоляцией для тоннелепроходческих машин. Смежные позиции: гибкий резиновый кабель для передвижных линий и кабель с экраном из металлической оплётки для цепей мониторинга. Вся группа резиновых кабелей — в разделе кабель с резиновой изоляцией.