С целью повышения допустимых нагрузок, а также с целью использования уже проложенных кабелей на более высокое напряжение, чем они рассчитаны, предлагается способ эксплоатации электрических кабелей высокого напряжения.
Сущность изобретения заключается в том, что с целью поддержания кабеля, примерно, в одинаковых условиях теплового режима как в моменты его включения на высокое напряжение, так и при длительной работе, кабель до его включения на рабочее напряжение замыкают через небольшое сопротивление или накоротко на источник низкого напряжения, так соразмеренный, чтобы даваемый им в этих условиях ток был примерно равен нормальному току кабеля, и после прогрева кабеля и достижения им средней нормальной рабочей температуры кабель переключают на рабочее напряжение.
Как известно, в бумажной изоляции, пропитанной массй из масла и канифоли, происходят при работе кабеля особые явления, связанные с расширением массы. Масса обладает большим коэфициентом расширения и, вследствие этого, кабель при перегреве его на ЮО увеличивает свой объем, примерно на б-8%. Свинцовую оболочку
(271)
при этом распирает, но, вследствие малой упругости и способности растягиваться, она по охлаждении кабеля остается уже при увеличенных своих размерах. Поэтому в охладившемся кабеле неизбежно образуются пустоты. Опыт показал, что чем дальше кабель работает, тем больше в нем образуется этих пустот; это, конечно, легко объясняется тем, что за долгий срок работы, кабеля, он неоднократно подвергается весьма сильным, хотя и кратковременным, перегрузкам. Далее опыт показал, что распределение указанных пустот таково, что большая их часть размещается вблизи жилы кабеля, т.-е. в тех именно местах, где градиент электрического поля наибольший и опасность разрушения изоляции наиболее реальна. Для избежания вредного влияния расширения свинцовой оболочки был уже предложен ряд мер, из которых одна, а именно применение напорных приспособлений, стала широко применяться за последнее время в маслонаполненных кабелях. Однако эта мера требует значительных затрат и особых способов изготовления кабелей.
Предложенный способ не требует никаких изменений в технологии кабелей и может быть применен, что наиболее зажно, ко всем уже проложенным кабелям. Для своего проведения в жизнь он требует таких же, примерно, приспособлений и устройств, которые применяются на воздушных линиях для плавления гололеди низким напряжением, для чего бывает достаточно переключить кабель (до его включения на шины рабочего напряжения) на шины низкого напряжения и замкнуть его либо на короткое, либо на малое омическое или реактивное сопротивление, подобрав силу тока .до нормальной величины (при работе .кабеля). Время, необходимое для подогрева кабеля, исчислить весьма просто. Предлагаемый способ требует некоторой затраты электрической энергии на подогрев кабеля, но она окупится экономией на его стоимости. Не исключена возможность такого подогрева кабеля, при котором электрическая энергия будет либо полностью, либо частично использована. Нагревательный ток может быть пущен либо по жиле, либо по свинцовой оболочке кабеля, либо по обоим путям сразу.
Далее, можно кабель с помощью трансформаторов связать с источником нагревательного тока и регулировать величину последнего так, чтобы температура кабеля, оставалась неизменной (в некоторых пределах) даже при работе кабеля. Конечно, при предложенном способе кабель должен быть по возможности нагружен постоянной нагрузкой, но хотя на практике этого достигнуть очень трудно, но все же практически можно достичь того, чтобы температура кабеля не спадала ниже 40-45°. Имея в виду, что при пуске в ход кабеля в настоящее время его температура бывает весьма часто-10 и даже ниже, вполне очевидна возможность уменьшения разности между предельными температурами кабеля в два раза, что даст возможность повысить и допускаемую нагрузку и допускаемое напряжение как проложенных, так и вновь изготовляемых кабелей настолько, что передаваемая мощность повышается не менее, нем на 50%.
Эксплоатируемый по предложенному способу кабель приближается по своей характеристике к кабелю Гехтштедтера (с металлизированной лентой новых изоляций) и поэтому во вновь изготовляемых кабелях можно повысить градиент электрического поля до градиента, который имеется в кабел указанного типа Н, и даже брать его больше.
Что касается тех кабелей, в которых проектируется повышение допускаемых нагрузок за счет введения очистки масел, из которых варится пропиточная масса, то можно полагать, что одна очистка масла не даст оснований к повышению нагрузок. Правда, хотя сама по себе пропиточная масса из очищенного масла способна выдержать более высокие температуры, но очистка масел ни в коей мере не предохраняет кабель от образования в нем верхних пустот. Наоборот, повышение допускаемой нагрузки, вводимое в настоящее время из-за применения очищенных масел, повлечет за собой более усиленное образование пустот в кабеле, и возможно, что такое повышение нагрузок поведет к тяжелым авариям. Но если одновременно с применением масел применить метод подогрева кабеля перед его пуском в работу, то эффект будет несомненным. В этом случае нагрузку можно повысить даже больше; чем то проектируется за счет очистки масел. Коме того, имеется дополнительный эффект, а именно возможность снижения толщины изоляции за счет повышения допустимого градиента электрического поля.
Надо отметить, что для контроля температуры кабеля при его эксплоатации, конструкция кабеля может быть изменена так, чтобы по изменению омического сопротивления отдельно изолированной проволоки можно было судить о его температуре.
Предлагаемый способ эксплоатации кабелей может быть с большим техническим эффектом применим для кабелей на 100, 200 и 380 «в, в которых пропорционально мощности можно повышать давление масла до нормальной величины. При этом намечается возможность освобождения от больших баков, компенсирующих изменение объема масла при его нагревании и охлаждении, или в крайнем случае уменьшения их размеров до минимума. В этих кабелях, стоимость которых весьма велика, выгодность применения подсобных нагревательных элементов, составляющих ничтожную часть стоимтсти кабеля, еще более очевидна.
Предмет изобретения.
Способ эксплоатацйи электрических кабелей высокого напряжения, отличающийся тем, что с целью поддержания кабеля, примерно, в одинаковых условиях теплового режима как в моменты его включения на высокое напряжение, так и при длительной работе,
кабель до его включенру на рабочее напряжение замыкают, через небольшое сопротивление или накоротко, на источник низкого напряжения, так соразмеренный, чтобы даваемый им в этих условиях ток был примерно равен нормальному току кабеля, и, после прогрева кабеля и достижения им средней нормальной рабочей температуры, кабель переключают на рабочее напряжение.
