И обретение относитс к кабельно технике, в частности к кабел м высо кого напр жени и может быть исполь зовано при разработке и изготовлени кабелей с изол цией из пропитанных маслом бумажных лент. В известных кабел х высокого напр жени дл повышени электрическо прочности при переменном и импульсном напр жч ни х, и, соответственно, снижени их габаритов, изол ци выполн етс градированной. Причем у токопровод щей жилы слой изол ции выполн етс с диэлектрической проницаемостью в 1,2-1,5 раза больше, чем диэлектрическа проницаемость последующего сло . Такой способ градировани приводит к определенному выравниванию распределени напр женности электри ческого пол в изол ции кабел и, соответственно, к снижению максимал ной напр женности у токопровод щей жилы кабел . При этом увеличиваетс кратковременна электрическа прочность на переменном напр жении и прочность на импульсах. Все выпускаемые в СССР кабели высокого напр жени по ГОСТ l6 jM-78 имеют градир ванную изол цию и вл ютс достаточ но надежными издели ми а течение вс го срока службы 125-30 лет). Применение такого градировани позволило в свое врем снизить толщину изол ции маслонаполненных кабелей . Так, например, толщина изол ции кабел на напр жение 110 кВ сни зилась с 12 до 10 мм, а кабел на н 220 кВ - с 22 до 18 мм р Недостатком указанных кабелей вл етс невозможность дальнейшего снижени диаметра. Это обусловлено тем, что снижение толщины изол ции приводит к увеличению напр женности Электрического пол как у токопрово д щей Лилы, так и у наружного экрана причем интенсивность ротора напр женности у наружного экрана выше, чем у токопровод щей жилы. Экспериментально установлено, что при отношении D/d 2,5 (где D - диаметр кабел по изол ции, d - диаметр токопровод щей жилы кабел ) пробой кабел равноверо тен как от жилы , так и от наружного экрана. Кроме того, повышенна напр женность пол в слое изол ции у наружного экрана вл етс причиной возникновени в этом месте ионизационных процессов и вследствие этого сокращени срока службы кабел в целом. Известно, что,с целью снижени диаметра кабел и интенсивности ионизационных процессов в кабел х с твердой экструдированной изол цией (в частности полиэтиленовой, между полупровод щими экранами и основной изол цией накладываетс так называемый эмиссионный слой, диэлектрическа проницаемость которого в несколько раз больше диэлектрической проницаемости основной изол ции. Такой слой в кабел х высокого напр жени с изол цией из сшитого полиэтилена накладываетс как между основной и-зол цией и полупровод щим экраном по жиле, так и между основной изол цией и наружным экраном . Указанный слой преп тствует эмиссии электронов с выступов полу-провод щих экранов в основную изол цию и тем самым снижаетс уровень частичных разр дов и интенсивность ионизационных процессов изол ции. Это обсто тельство позвол ет повысить срок службы указанных кабелей 2 . Однако в кабел х высокого напр жени переменного тока с изол цией из пропитанных бумажных лент, содержащих токопровод щую жилу, изол цию , прилегающий к жиле слой кот9 рой выполнен из бумажных лент с диэлектрической проницаемостью выше, чем диэлектрическа проницаемость последующего сло , и экран по изол ции , указанный принцип не приемлем при дальнейшем сокращении габаритов кабел . Это обусловлено тем, что, несмотр на снижение усредненного значени напр женности пол у экранов , абсолютное значение напр женности в масл ных зазорах увеличиваетс . Напр ченность пол в масл ных зазорах ( Е) может быть определена по формуле F .F Б Р ев е где Е{-р- усредненное значение напр женности пол ; & - относительна диэлектрическа проницаемость бумаж- ных лент и /и- относительна диэлектрическа проницаемость масла.Из формулы видно, что с увеличением иэлектрической проницаемости бумажных лент растет напр женность пол в масл ных зазорах, что приводит к увеличению интенсивности частичных разр дов в них и снижает срок служ бы кабел . Цель изоЬретени - снижение диаметра кабел высокого напр жени переменного тока с изол цией из про танных маслом бумажных лент при сохранении его электрических параметров . Указанна цель достигаетс тем,, что в кабеле высокого напр жени переменного тока с изол цией из про питанных маслом бумажных лент, содержащем токопровод щую жилу, изол цию, прилеглющий к «иле слой которо выполнен из бумажных лент с диэлект рической проницаемостью suiue, чем диэлектрическа проницаемость бумаж ных лент последующего сло , и экран поверх изол ции, бумажные ленты в слое изол ции, прилегающем к экра ну, имеют плотность выше плотности бумажных лент в предыдущем слое, изол ции на величину, обеспечиваю ,щую уровень частичных разр дов не выше допустимого. На чертеже показана конструкци предлагаемого кабел . Кабель содержит токопрооод щую жилу 1, слой 2 изол ции с диэлектрическо проницаемостью б слой 3 изол ции с диэлектрической проницаемостью 6о -i и плотностью бумажных лент ,слой изол ции с плотностью 5у . мажных лент экран 5 по токо провод щей жиле, экран 6 поверх изол ции и оболочку 7. Применение в прилегающем к экран слое изол ции бумажных лент с плотностью выше, чем у лент предшествую щего сло , обеспечивает повышение надежности кабел . Наиболее сущестт венный эффект может быть получен в том случае, когда в качестве бумажных лент этого слол примен ютс ленты, плотность которых выше плотности лент основной изол ции, а их диэлектрическа проницаемость така хе,как у . лент основной изол ции. В этом случае напр женность пол в 1 4 масл ных зазорах снижаетс , и пропорционально снижению напр женности уменьшаетс в них интенсивность час .тичных разр дов. В качестве бумажных лент прилегающего к экрану сло А изол ции при этом целесообразно использовать ленты на основе синтетических волокон с диэлектрической проницаемостью близкой к диэлектрической проницаемости масла ( 2,2), что позвол ет исключить повышение напр женности на границе бумага:масло и снизить уровень частичных разр дов в масл ных зазорах. Проведенные исследовани кабелей показали, что плотность бумажных лент прилегающего к экрану сло k изол ции должна быть в 1, раза выше плотности лент 3 основной изол ции. При этом толщина бумажных лент сло Ц должна быть 80-120 мкм при толщине лент предыдущего сло 3 соответственно 120-170 мкм. Дальнейшее снижение толщины бумажных лент нецелесообразно из-за по влени а . слое Ц морщин и вм тин. Увеличение толщины сло эффективно до значений 7-10% от общей толщины изол ции кабел . При больших значени х толщины сло j наложение всей изол ции кабел высокого или сверхвысокого напр жени за один проход становитс невозможным из-за необходимости использовани большого количества обмотчиков изолировочной машины. В таблице приведены конструктивные параметры и результаты сравнительных испытаний кабел по прототипу и предлагаемого кабел . Как следует из таблицы, за счет применени в слое изол ции, непосредственно прилегающего к внешнему экрану, бумажных лент с плотностью большей, чем плотность у лент предшествующего сло , толщина изол ции кабел снижаетс на 30%. При этом кабель выдерживает те же испытательные воздействи и плотностью соответствует по своим параметрам ГОСТ 16441-78.And the acquisition is related to cable technology, in particular, high voltage cable, and can be used in the design and manufacture of cables with insulated oil-impregnated paper tapes. In the well-known high-voltage cables, in order to increase the electrical strength at alternating and pulsed voltages, and, accordingly, reduce their dimensions, the insulation is graded. Moreover, in the conductive core, the insulation layer is made with a dielectric constant 1.2-1.5 times greater than the dielectric constant of the subsequent layer. This method of grading leads to a certain equalization of the distribution of the intensity of the electric field in the insulation of the cable and, accordingly, to a decrease in the maximum intensity of the conductive core of the cable. This increases the short-term electrical strength at alternating voltage and the strength at the pulses. All high-voltage cables manufactured in the USSR according to GOST l6 jM-78 have a graduated isolation and are rather reliable products (for a whole service life of 125-30 years). The use of such a grading allowed at one time to reduce the thickness of the insulation of oil-filled cables. For example, the insulation thickness of a cable for a voltage of 110 kV decreased from 12 to 10 mm, and that for 220 kV from 22 to 18 mm. The disadvantage of these cables is the impossibility of further reducing the diameter. This is due to the fact that a decrease in the insulation thickness leads to an increase in the electric field intensity both in the conductive Leela and in the outer screen, the intensity of the intensity rotor in the outer screen being higher than that of the conductive conductor. It was established experimentally that with the ratio D / d 2.5 (where D is the diameter of the cable by insulation, d is the diameter of the conductive wire of the cable), the cable breakdown is equal both from the wire and from the outer shield. In addition, the increased field strength in the insulation layer at the outer screen is the reason for the occurrence of ionization processes at this place and, as a result, the overall service life of the cable is shortened. It is known that, in order to reduce the cable diameter and the intensity of ionization processes in cables with solid extruded insulation (in particular, polyethylene, a so-called emission layer is applied between the semiconducting shields and the main insulation, the dielectric constant of the core This layer in high-voltage cables with cross-linked polyethylene insulation is superimposed both between the main insulation and the semiconducting shield along the core and Between the main insulation and the outer shield. This layer prevents the emission of electrons from the protrusions of the semiconducting screens into the main insulation and thereby reduces the level of partial discharges and the intensity of the ionization processes of the insulation. 2. However, in high-voltage AC cables with insulation of impregnated paper tapes containing a conductive core, the insulation adjacent to the core layer is made of paper tapes with a dielectric is better than the dielectric constant of the next layer, and the shield is on insulation, this principle is not acceptable for further reduction of cable dimensions. This is due to the fact that, despite the decrease in the average field strength at the screens, the absolute value of the tension in the oil gaps increases. The intensity of the floor in the oil gaps (E) can be determined by the formula F .F B R e e where E {-p is the average value of the intensity of the sex; & - relative dielectric permeability of paper tapes and / and- relative dielectric permeability of oil. From the formula it is seen that with increasing and electric permeability of paper tapes the field strength in the oil gaps increases, which leads to an increase in the intensity of partial discharges in them and reduces the duration would serve a cable. The goal of the invention is to reduce the diameter of a high voltage AC cable with insulation from paper taped with oil while maintaining its electrical parameters. This goal is achieved by the fact that in a high voltage AC cable with insulated from oil-fed paper tapes, containing a conductive core, an insulation adjacent to the "silt" layer which is made of paper tapes with suiue permeability than the dielectric the permeability of the paper of the subsequent layer, and the screen over the insulation, the paper tapes in the insulation layer adjacent to the screen, have a density higher than the density of paper tapes in the previous layer, insulation by an amount that ensures the level of partial rows not exceeding the permissible. The drawing shows the construction of the proposed cable. The cable contains a current-carrying conductor 1, an insulation layer 2 with a dielectric constant b an insulation layer 3 with a dielectric constant 6o-i and a density of paper tapes, an insulation layer with a density of 5y. screen tapes 5 through a conductive core, screen 6 on top of the insulation and the sheath 7. The use of paper tapes with a density higher than that of the previous layer tapes in the insulation layer adjacent to the screen provides increased cable reliability. The most significant effect can be obtained in the case when tapes are used as paper tapes of this layer, the density of which is higher than the density of tapes of the main insulation, and their dielectric constant is as x. main insulation tapes. In this case, the field intensity in 1 4 oil gaps decreases, and in proportion to the decrease in intensity, the intensity of the partial bits in them decreases. At the same time, it is advisable to use tapes based on synthetic fibers with a dielectric constant close to the dielectric constant of oil (2.2) as paper tapes adjacent to the screen of the insulation layer A, which eliminates the increase in stress at the paper: oil interface and reduces the level of partial discharges in oil gaps. Studies of cables showed that the density of paper tapes adjacent to the screen of the insulation layer k should be 1 times higher than the density of the tapes 3 of the main insulation. The thickness of the paper ribbons of layer C should be 80-120 μm with the thickness of the ribbons of the previous layer 3, respectively, 120-170 μm. A further reduction in the thickness of paper ribbons is impractical due to the appearance of a. layer of wrinkles and toning. Increasing the thickness of the layer is effective up to values of 7-10% of the total thickness of the cable insulation. At large thicknesses of layer j, the imposition of the entire insulation of a high or extra high voltage cable in one pass becomes impossible because of the need to use a large number of winding machines of the insulating machine. The table shows the design parameters and the results of comparative tests of the cable on the prototype and the proposed cable. As follows from the table, due to the use of paper tapes with a density greater than that of the tapes of the preceding layer in the insulation layer immediately adjacent to the external screen, the insulation thickness of the cable is reduced by 30%. At the same time, the cable withstands the same test effects and the density corresponds in its parameters to GOST 16441-78.
Продолжение таблицыTable continuation