Муфты кабельные с бумажной изоляцией 35 Кв

Муфты кабельные с бумажной изоляцией на напряжение 35 кВ

Кабельные муфты для силовых кабелей с бумажной пропитанной изоляцией на напряжение 35 кВ представляют собой специализированные соединительные и концевые устройства, предназначенные для обеспечения надежного электрического соединения, герметизации и восстановления изоляционной системы кабеля. Их применение обусловлено необходимостью монтажа кабельных линий большой протяженности, ремонта поврежденных участков, подключения к распределительным устройствам подстанций и электрическим машинам. Конструкция муфт данного класса учитывает специфику бумажно-масляной изоляции: ее гигроскопичность, зависимость электрической прочности от степени пропитки и отсутствия воздуха, а также необходимость компенсации термического расширения пропиточного состава.

Классификация и типы муфт для кабелей 35 кВ с бумажной изоляцией

Муфты подразделяются по функциональному назначению и конструктивному исполнению.

• Соединительные муфты (СТ): Предназначены для электрического и механического соединения двух или более отрезков кабеля в одну линию. Основная задача – создать монолитную изоляционную систему, идентичную по характеристикам основному кабелю, и обеспечить герметизацию от влаги и воздуха.
• Концевые муфты (КН): Устанавливаются на концах кабельных линий для подключения к открытым распределительным устройствам (ОРУ) или оборудованию. Конструктивно обеспечивают плавный переход от кабельной изоляции к воздушной среде, выравнивание электрического поля и защиту от атмосферных воздействий. Для подключения к ОРУ часто используются муфты с фарфоровыми или полимерными покрышками.
• Стопорные муфты: Особый подвид соединительных муфт, применяемый в кабельных линиях с неоднородной прокладкой (например, при значительных перепадах высот). Их ключевая функция – предотвращение стекания пропиточного состава (масла) по кабелю, что может привести к осушению изоляции на верхних участках и созданию избыточного давления в нижних. Конструктивно содержат изолирующие перегородки, прерывающие продольное сообщение масляных каналов.
• Ответвительные муфты: Используются для создания отводов от основной магистральной кабельной линии.

Конструкция и основные элементы

Конструкция муфты представляет собой сложную инженерную систему. Рассмотрим основные элементы на примере трехфазной соединительной муфты.

• Металлический корпус (гильза): Обычно изготавливается из алюминиевого сплава или стали, обеспечивает механическую защиту, служит барьером для влаги и является частью системы экранирования. В стопорных муфтах корпус может иметь сложную внутреннюю конфигурацию.
• Изоляционный пакет: Сердцевина муфты, формируемая непосредственно на месте монтажа. Состоит из рулонных лент кабельной бумаги, накладываемых концентрическими слоями на место соединения жил. После наложения бумажной изоляции производится вакуумирование и пропитка специальным изоляционным компаундом (масло- или канифольсодержащим) при повышенной температуре. Этот процесс воссоздает монолитную пропитанную бумажную изоляцию.
• Концевые заделки (воронки): Конусообразные элементы, обеспечивающие плавный переход от жесткой изоляции кабеля к более гибкому изоляционному пакету муфты. Выравнивают электрическое поле в зоне резкого изменения геометрии.
• Соединение жил: Осуществляется с помощью медных или алюминиевых соединительных гильз, обжимаемых гидравлическим прессом. Качество контакта должно соответствовать нормативам по переходному сопротивлению и механической прочности.
• Заземляющие экраны: Медная сетка или лента, накладываемая поверх изоляционного пакета. Обеспечивает симметрию электрического поля, отвод capacitive токов и соединение с металлическим корпусом и землей.
• Герметизирующие элементы: Термоусаживаемые или литые свинцовые манжеты на концах муфты, обеспечивающие неразъемное соединение с кабельной оболочкой. В современных муфтах широко применяются термоусаживаемые трубки с герметизирующим слоем клея.
• Заливочное отверстие и пробка: Для заполнения корпуса муфты изоляционным маслом после монтажа.

Технология монтажа: ключевые этапы

Монтаж бумажно-масляных муфт 35 кВ – ответственная операция, требующая высокой квалификации персонала и строгого соблюдения технологии. Процесс занимает от 8 до 24 часов в зависимости от типа муфты.

• Подготовка кабеля: Разделка концов кабеля с послойным удалением наружных покровов, брони, оболочки, поясной изоляции и экрана. Важно не повредить бумажную изоляцию жил. Длина разделки строго регламентирована инструкцией.
• Соединение жил: Совмещение жил, их обрезка и опрессовка соединительными гильзами.
• Формирование изоляционного пакета: Ручная намотка бумажных роликов и лент на место соединения и прилегающие участки. Каждый слой должен быть натянут с определенным усилием. Устанавливаются концевые бумажные воронки.
• Вакуумирование и пропитка: Собранный пакет помещается в специальную форму, которая присоединяется к вакуум-насосу. Процесс длительной откачки (несколько часов) удаляет воздух и влагу из бумаги. Затем под вакуумом заливается подогретый изоляционный компаунд, который глубоко пропитывает бумагу.
• Сборка корпуса и герметизация: После пропитки и остывания, на пакет накладывается экран, монтируется металлический корпус, устанавливаются герметизирующие манжеты на концах. Корпус заполняется маслом.
• Испытания: Обязательны проверка герметичности, измерение сопротивления изоляции, проведение высоковольтных испытаний выпрямленным напряжением.

Сравнительная таблица: Традиционные и современные материалы

Эксплуатационные требования и диагностика

Эксплуатация кабельных линий с бумажной изоляцией и муфтами требует системного подхода. Необходим регулярный визуальный осмотр муфт на предмет подтеков масла, коррозии корпуса, повреждений. Контролируется температура корпуса муфты термометрами или тепловизорами – локальный перегрев свидетельствует о дефекте контактного соединения. Важным элементом диагностики является анализ газов, растворенных в масле муфты (хроматографический анализ). Появление определенных газов (водород, ацетилен, этилен) может указывать на развитие частичных разрядов или перегрева внутри муфты. Периодические измерения тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ) изоляции кабельной линии с муфтами позволяют оценить общее состояние изоляционной системы.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос: Можно ли устанавливать муфту на кабель с бумажной изоляцией в зимнее время при отрицательных температурах?

Ответ: Монтаж крайне не рекомендуется при температуре ниже -5°C и влажности выше 70%. Бумажная изоляция и пропиточный состав становятся хрупкими, существует риск увлажнения изоляции при разделке. При аварийных работах необходимо использовать отапливаемую палатку с осушителем воздуха.

Вопрос: Почему процесс монтажа муфты такой длительный, особенно этап вакуумирования?

Ответ: Длительное вакуумирование (4-8 часов) критически важно для удаления воздуха и абсорбированной влаги из пористой структуры кабельной бумаги. Остаточные пузырьки воздуха или влага под напряжением 35 кВ могут стать источником частичных разрядов, что приведет к постепенной деградации изоляции и пробою.

Вопрос: Каков главный недостаток муфт с бумажной изоляцией?

Ответ: Основной недостаток – технологическая сложность и длительность монтажа, высокая зависимость качества от квалификации монтажников. Также к недостаткам можно отнести необходимость использования тяжелого оборудования (вакуумные установки, нагреватели компаунда) и наличие горючих материалов (бумага, масло).

Вопрос: Существуют ли альтернативы муфтам с ручной намоткой бумаги?

Ответ: Да, для кабелей 35 кВ существуют конструкции с предварительно изготовленными литыми изоляционными элементами из эпоксидной смолы или полиуретана. Они монтируются быстрее, но требуют абсолютно точной геометрической подгонки под сечение и изоляцию конкретного кабеля. Традиционная бумажная намотка остается более универсальной и ремонтопригодной.

Вопрос: Как определить необходимость установки стопорной муфты?

Ответ: Необходимость определяется проектом на основании перепада уровней прокладки кабеля. Ориентировочно, стопорные муфты обязательны при разнице уровней между нижней и верхней точкой участка кабеля более 15 метров для кабелей с вязкой пропиткой и более 5-10 метров для кабелей с обедненной пропиткой. Точный расчет проводится по специальным методикам, учитывающим давление масляного столба.

Заключение

Кабельные муфты для бумажно-изолированных кабелей 35 кВ остаются критически важным компонентом кабельных линий, несмотря на рост доли кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Их надежность напрямую зависит от строгого соблюдения многолетних, отработанных технологий монтажа, качества материалов и высокой квалификации персонала. Понимание физических принципов работы бумажно-масляной изоляции, знание конструктивных особенностей различных типов муфт и требований нормативной документации являются обязательным условием для обеспечения долговечной и безаварийной эксплуатации высоковольтных кабельных сетей. Развитие технологий направлено на сокращение трудоемкости монтажа за счет применения литых изоляторов и современных герметизирующих материалов, но физические основы обеспечения однородности электрического поля и герметичности остаются неизменными.