111 / 128
EuroWire –
сентябрь
2007
г.
109
русский
Данная
технология
была
также
использована в конструкции кабелей
связи и оптоволоконных кабелей,
предназначенных для наземных сетей
и воздушных кабельных линий, взамен
металлической брони и оболочки, что с
успехом было продемонстрировано для
силовых и контрольных кабелей.
Результат воздействия динамической
нагрузки силой 80 Дж наглядно
представлен на рис. 6. При таком уровне
динамической нагрузки измеренное
повреждение изолированной жилы в
два раза больше в кабеле со сплошной
гофрированной алюминиевой броней,
чем в кабеле с полимерной броней.
Как видно на рис. 8, в результате
повреждения
изолирующего
слоя
обнажились проводники калибром 12
AWG.
При
таком
обнажении
вероятна
опасность нарушения целостности цепи
за счет межфазной утечки или утечки
с фазы на броню, а также существует
возможность
короткого
замыкания
и нарушения подачи питания на
ответственное оборудование и приборы
на промышленном или коммерческом
объекте. Изоляция жил кабеля с
полимерной броней, хотя и имеет
ряд повреждений, нарушена не столь
серьезно, чтобы привести к межфазному
короткому замыканию.
3.2 Характеристики боковых
нагрузок
Боковая нагрузка (SWBP) возникает при
протягивании кабеля в местах изгиба
пути прокладки под воздействием
растяжения. Она равняется сумме
вектора бокового давления на оболочку
кабеля, возникающего при растяжении
проводника
и
действующего
в
горизонтальной плоскости, и весового
вектора
проводника,
действующего
в вертикальной плоскости. Боковую
нагрузку всегда следует рассчитывать
для
проводника,
обладающего
наибольшей величиной давления по
внутреннему радиусу изгиба в месте
протяжки, например, трубы, кабельного
канала, барабана и т.д.
В большинстве случаев предельные
значения
боковой
нагрузки
для
силовых кабелей вполне соответствуют
установленным требованиям, о чем
свидетельствуют данные, собранные
за период эксплуатации от 30 до 50 лет.
Первоначально они были определены
на основании теоретических выкладок,
а впоследствии в формулы расчета
были введены коэффициенты запаса
прочности.
В
настоящее
время
в
североамериканских
стандартах
отсутствует
описание
протокола
испытаний для определения боковых
нагрузок. В последнее время проведены
исследования,
целью
которых
было
доказать,
что
соответствие
электрических
и
механических
характеристик кабеля промежуточного
напряжения
установленным
требованиям при уменьшении толщины
изоляции остается неизменным.
В
частности,
было
разработано
и
изготовлено
устройство
для
испытания на боковую нагрузку с
целью подтверждения того, что такой
кабель может удовлетворять жестким
требованиям по боковым нагрузкам,
которые предъявляются к кабелю со
стандартной толщиной оболочки того
же класса напряжения
[6]
.
Однако, устройство, разработанное для
этих испытаний, могло использоваться
только для работы с одножильными
кабелями
и
предназначалось
для
демонстрацииихсоответствияпринятым
в
настоящее
время
предельным
значениям боковых нагрузок.
В более ранних работах, проведенных
в
американском
научно-
исследовательском
институте
электроэнергетики (EPRI), для этой
программы были разработаны методики
испытаний, но и они преимущественно
предназначались
для
одножильных
электрических
кабелей
общего
назначения
[7]
.
Оба эти метода были разработаны
независимо друг от друга ввиду
отсутствия общепринятого стандарта
для подобных испытаний. В рамках
настоящего проекта, принимая во
внимание
весьма
значительные
размеры
многожильных
силовых
кабелей,
испытания
на
боковую
нагрузку проводились в соответствии с
параграфом 5.2 временного стандарта
МЭК 901TR ED.1, предусмотренного
для многожильного кабеля большого
диаметра
[8]
.
В нашем случае отрезок кабеля длиной
в 50 футов (15 м) протягивается в
прямом и обратном направлении вокруг
неподвижного барабана с приложением
боковой нагрузки, рассчитанной как
отношение T/R, где (T) – сила натяжения
стального троса от тяговой лебедки, а (R)
– радиус барабана.
Во время испытания кабель находится в
контакте с поверхностью неподвижного
барабана в секторе, составляющем не
менее 90°. При необходимости в точке
контакта с барабаном может быть
нанесена смазка. В результате повторных
испытаний
различных
конструкций
кабеля промежуточного напряжения
с полимерным армированием была
Рис. 5.
Пример повреждения изолирующей
оболочки с удаленной медной лентой
▲
Рис. 6.
Полимерная и сплошная гофрированная
алюминиевая броня девятижильных кабелей
номинальным напряжением 600 В и калибром
12 AWG после воздействия динамической
нагрузки в 80 Дж, со снятой оболочкой
▲
Рис. 7.
Изолированные жилы девятижильного
кабеля номинальным напряжением 600 В и
калибром 12 AWG с полимерной броней после
воздействия динамической нагрузки в 80 Дж
▲
Рис. 8.
Изолированные жилы девятижильного
кабеля
номинальным
напряжением
600 В и калибром 12 AWG со сплошной
гофрированной алюминиевой броней после
воздействия динамической нагрузки в 80 Дж
▲
Рис. 9.
Устройство для испытаний боковой
нагрузкой
▼