Что значит секторный кабель
Кабель СПЭ с секторной жилой — 4 преимущества. Устройство и конструкция оболочек.
Большинство кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена производят с круглым сечением жил. Однако в последние годы все чаще стали выпускать и модели с секторными.
Рассмотрим подробно оба варианта. Посмотрим из чего они состоят, проведем сравнение их недостатков и преимуществ между собой.
Данный кабель имеет в своей конструкции следующие материалы:
- круглые жилы изготовлены из алюминия, который соответствует второму классу ГОСТ 22483
- отдельные медные проволоки образуют защитный экран. Такой экран идет вокруг каждой жилы. А скрепляются проволоки медной лентой.
- поверх всего этого идет внутренняя оболочка. Она делается на основе ПВХ пластиката (высоконаполненного) или опять же из не вулканизированной смеси с меловым наполнением.
- внешняя оболочка покрыта светостабилизированным полиэтиленом, но встречается и поливинилхлоридный пластикат
Состав кабеля с секторными жилами очень похож, но могут быть и отличия. Кроме самой формы жил, они касаются последних слоев внешней изоляции.
Внутреннее устройство то же самое:
- а вот эл.проводящая бумага, накручивается не на каждую жилу в отдельности, а сразу вокруг всех трех
- далее идут проволоки и лента, также накрученные вокруг всех жил. Причем они могут быть алюминиевыми, а не медными.
Помимо кабелей на среднее напряжение, есть также кабели СПЭ и на низкое напряжение до 1кВ. Подробно со всеми техническими характеристиками КЛ с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение вплоть до 220кВ можно ознакомиться из статьи ниже.
Данные кабели могут применяться в эл.сетях с изолированной и заземленной нейтралью.
При этом их активно монтируют:
Про правила монтажа и частые ошибки допускаемые при этих работах, подробно можно прочитать в статье ниже.
Казалось бы, какая разница как делать кабель, с круглыми или треугольными жилами. Оказывается разница есть и весьма существенная.
КЛ с секторными жилами по сравнению с круглыми имеют несколько качественных преимуществ. Вот наглядная сравнительная таблица для двух кабелей СПЭ с круглыми и секторными жилами.
Как видно из нее, размер КЛ с секторным исполнением снижается почти на сорок процентов. То есть, вы сможете физически намотать на один и тот же барабан, гораздо большую длину кабеля.
А когда дойдет время для прокладки, то еще и выиграете в радиусе изгиба.
Облегчается и труд монтажников. Разделка за счет того, что нет дополнительного межфазного заполнения, становится на порядок быстрее и проще.
Снижается и стоимость на двадцать процентов. Опять же за счет алюминия, а не меди в экране.
Поэтому, если вы до этого использовали только КЛ СПЭ с круглыми жилами, стоит присмотреться к альтернативному варианту и попробовать все его преимущества.
Что значит секторный кабель
Определить геометрическое сечение секторной жилы можно разными способами: по таблицам, из площади сектора, из объёма отрезка жилы и по весу.
Таблицы определения сечения секторных жил
В настоящее время в Интернет распространены две таблицы соотношений сечений и геометрических размеров кабельных жил. Во многом они похожи, но есть и расхождения. Вероятнее всего эти таблицы составлены путём непосредственных измерений ширины и толщины.
Таблица 1
| Назначение и конструкция кабеля | Высота h ширина b | Высота и ширина сектора, для жил сечением, мм² | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 35 | 50 | 70 | 95 | 120 | 150 | 185 | 240 | |||
| Трехжильные однопроволочные, 1-10 кВ | h, мм | 5,5 | 6,4 | 7,6 | 9 | 10,1 | 11,3 | 12,5 | 14,4 | |
| b, мм | 9,2 | 10,5 | 12,5 | 15 | 16,6 | 18,4 | 20,7 | 23,8 | ||
| Трехжильные многопроволочные, 1-10 кВ | h, мм | 6 | 7 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13,2 | 15,2 | |
| b, мм | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 | 22 | 25 | ||
| Четырехжильные однопроволочные, 1 кВ | h, мм | — | 7 | 8,2 | 9,6 | 10,8 | 12 | 13,2 | — | |
| b, мм | — | 10 | 12 | 14,1 | 16 | 18 | 18 | — | ||
Таблица 2
| Секторные жилы для 3-х жильных кабелей | Секторные жилы для 4-х жильных кабелей | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Номинальное сечение S, мм² | Однопровол. | Многопровол. | Номинальное сечение S, мм² | Однопровол. | Многопровол. | ||||
| h, мм | b, мм | h, мм | b, мм | h, мм | b, мм | h, мм | b, мм | ||
| 25 | 4,6 | 7,7 | • | • | 25 | 5,2 | 7,2 | • | • |
| 35 | 5,5 | 9,0 | • | • | 35 | 6,1 | 8,4 | • | • |
| 50 | 6,4 | 10,5 | • | • | 50 | 7,1 | 9,8 | • | • |
| 70 | 7,6 | 12,5 | 8,3 | 13,0 | 70 | 8,7 | 12,0 | 9,2 | 12,0 |
| 95 | 9,0 | 14,8 | 9,8 | 15,5 | 95 | 10,1 | 14,1 | 11,0 | 14,6 |
| 120 | 10,1 | 16,6 | 11,0 | 17,5 | 120 | 11,4 | 15,8 | 12,3 | 16,3 |
| 150 | 11,2 | 18,4 | 12,6 | 20,1 | 150 | 12,8 | 17,7 | 13,7 | 18,3 |
| 185 | 12,6 | 20,7 | 14,0 | 22,9 | 185 | 14,2 | 19,7 | 15,4 | 20,7 |
| 240 | 14,4 | 23,9 | 16,0 | 26,5 | 240 | • | • | 17,4 | 24,3 |
Относится к этим данным как к обязательным нельзя, так как геометрия секторных жил, как впрочем, и реальное сечение не нормируется. Нормируется электрическое сопротивление (ГОСТ 22483-2012)
Замеряем толщину жилы по высоте и ширине. Полученные значения в 18,3 и 11,2 мм ищем по таблицам. Жила однопроволочная от трёхжильного (высоковольтного) кабеля. Наиболее близки в таблице 2 значения 11,2; 18,4 мм. Это соответствует сечению в 150 мм².
Расчёт сечения жилы из площади сектора
Метод расчёта площади сечения жилы по площади сектора основан на том, что сечение комплекта секторных жил сложенных вместе представляет собой круг. Соответственно толщина одной жилы r является радиусом этого круга. Остаётся только разделить площадь круга на количество жил или на отношение угла сектора α к 360°.
где π – 3.14… α – угол сектора круга n – количество жил в сердечнике кабеля
Точность этого метода сомнительна, так как реальный срез секторной жилы не совсем гометрический сектор. Все углы проводника закруглены, и толщина жилы меньше радиуса круга. Чтобы убедится в неточности метода расчёта через сектор можно сравнить площади сечения, полученные с его помощью, и табличные данные (таблицы 3 и 4 ↓ ↓ ↓).
Таблица 3
| Толщина кабельной жилы, мм | 5,5 | 6,4 | 7,6 | 9 | 10,1 | 11,3 | 12,5 | 14,4 |
| 31,7 | 42,9 | 60,5 | 84,8 | 106,8 | 133,7 | 163,6 | 217,1 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Площидь сечения по таблице 1, мм² | 35 | 50 | 70 | 95 | 120 | 150 | 185 | 240 |
| Отношение табличного значения к расчётному | 1,10 | 1,17 | 1,16 | 1,12 | 1,12 | 1,12 | 1,13 | 1,11 |
| Средняя поправка к формуле 2 ( | 1,13 | |||||||
Таблица 4
| Толщина кабельной жилы, мм | 7 | 8,2 | 9,6 | 10,8 | 12 | 13,2 |
| 38,5 | 52,8 | 72,4 | 91,6 | 113,1 | 136,8 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Площидь сечения по таблице 1, мм² | 50 | 70 | 95 | 120 | 150 | 185 |
| Отношение табличного значения к расчётному | 1,3 | 1,33 | 1,31 | 1,31 | 1,33 | 1,35 |
| Средняя поправка к формуле 2 ( | 1,32 | |||||
Не смотря на серьезные отклонения в значениях метод можно использовать. Для того, что бы получить адекватные результаты достаточно умножить значение полученные в формуле 1 на коэффициент полученный в таблицах 3 и 4. Итоговая формула будет выглядеть так:
где: k – коэффициент из таблиц 3 или 4 («1,13» для трёхжильного и «1,32» для четырёхжильного кабеля); r – толщина жилы; n – количество жил в сердечнике
Расчёт сечения по объёму
В основе метода закон Архимеда. Этот метод позволяет измерить площадь сечения любого профиля: швеллера, уголка, жилы кабеля и т.п. Для измерений нужен сосуд с делениями в миллилитрах достаточного объёма (мензурка, мерный стакан) и линейка.
Исследуемый отрезок жилы помещается в мерный стакан и заливается водой до полного погружения образца. По шкале на стакане определяется объём V1. Предположим, 200 миллилитров. Отрезок кабельной жилы вынимается из воды. Воде с него дают стечь обратно в стакан. Проверяется объём жидкости без образца. Предположим, уровень V2 = 185 миллилитров. То есть наш образец имеет объём или в переводе на кубические миллиметры 15000 мм³.
Измерение L
Можно измерить объём в другой последовательности. Сначала залить воду и измерить её объём V1. Затем погрузить в неё жилу и замерить V2. Такая последовательность будет более точной, так как будет отсутствовать погрешность от воды, остающейся на мокром металле в первом варианте.
Метод может давать ошибку в многопроволочных жилах, так как между отдельными проволоками, вероятно, останутся воздушные пузыри. В таком случае лучше разобрать проводник на отдельные проволоки и погрузить их в воду россыпью.
И в первом и во втором случае воздушные пузыри в воде нужно стряхивать.
Форма расчёта сечения по длине и весу
Потребуются достаточно точные весы и рулетка.
Измерение L
Преимущества кабеля с секторными жилами и изоляцией из сшитого полиэтилена перед кабелем с круглыми жилами
Подписка на рассылку
Предлагаем вашему вниманию обзор преимуществ кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена среднего напряжения (6-35 кВ) с секторными жилами перед кабелем с круглыми жилами производства завода «Камский кабель». В данном обзоре мы рассмотрим конструкцию каждой модификации кабеля, области их применения, а также преимущества кабеля с секторной жилой.
Традиционно силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на среднее напряжение изготавливался с круглыми жилами. Но кабель с секторной жилой также занял свою нишу на рынке кабельно-проводниковой продукции. Узнать подробнее о новинке можно на сайте ООО «Камкабель» или же в данной статье.
Конструкция кабелей с изоляцией из СПЭ и круглыми жилами на напряжение 6-35 кВ ТМ «Камкабель»
Кабель данного типа состоит из следующих элементов:
Конструкция кабелей с изоляцией из СПЭ и секторными жилами на напряжение 6-35 кВ ТМ «Камкабель»
Этот тип кабеля имеет следующую конструкцию:
• Токопроводящие жилы секторной формы выполнены из уплотненных алюминиевых проволок, которые соответствуют классу 2 по ГОСТ 22483.
• Поверх жилы наложен экран из электропроводящего сшитого полиэтилена.
• Изоляция из сшитого полиэтилена.
• Экран по изоляции из экструдируемого электропроводящего сшитого полиэтилена.
• Экранированные жилы скручиваются вокруг центрального заполнения между. жилами из алюминиевой проволоки.
• Поверх скрутки накладывается разделительный слой в виде обмотки из электропроводящей бумаги или полимерной ленты.
• Общий экран представляет собой концентрический повив алюминиевых проволок, скрепленных алюминиевой лентой.
• Поверх экрана имеется разделительный слой в виде обмотки из лент микрокрепированной кабельной бумаги.
• Завершает конструкцию наружная оболочка из светостабилизированного полиэтилена или из ПВХ-пластиката, в том числе пониженной пожароопасности.
Области применения кабелей с изоляцией из СПЭ с круглыми и секторными жилами на напряжение 6-35 кВ ТМ «Камкабель»
Данные кабели используются в электрических сетях переменного напряжения с изолированной или заземленной нейтралью категорий А, В и С.
Кабели соответствуют следующим документам:
Монтаж и прокладка кабеля должны осуществляться в соответствии с документацией, утвержденной в установленном порядке и разработанной с учетом требований действующих Правил устройства электроустановок (ПУЭ) и Строительных норм и правил (СНиП), а также рекомендаций завода-изготовителя «Камкабель».
Кабель «Камкабель» может прокладываться в туннелях, блоках, каналах, по эстакадам и в галереях, в производственных помещениях. Также возможна прокладка кабеля в траншее без ограничения разности уровней механизированным и ручным способом.
Необходимо отметить, что преимущественные области применения кабелей различного конструктивного исполнения для прокладки в земле и в кабельных сооружениях указывают в технических условиях для кабелей конкретных марок.
Преимущества кабеля с секторной жилой
Проанализировав таблицу, мы видим следующие преимущества кабеля с секторной жилой:
• снижаются габаритные размеры кабелей до 40 %, благодаря чему увеличивается максимальная длина намотки кабеля на барабан, а также сокращается радиус изгиба при прокладке;
• снижается масса кабелей до 45 %.
Дополнительным преимуществом кабеля с секторными жилами является упрощение его разделки за счет отсутствия экструдированного заполнения межжильного пространства. Благодаря легко отделяемому полупроводящему слою по изоляции уменьшается риск ее повреждения при зачистке.
Также за счет отсутствия экструдированного заполнения межжильного пространства и применения алюминиевого экрана вместо медного стоимость кабелей снижается до 20%.
Важно отметить, что потери в металлическом экране приближены к нулю.
Таким образом, вы узнали о конструкции трехжильного кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, а также о преимуществах использования секторной жилы по сравнению с круглой. Чтобы получить более полное представление, посмотрите видео о конструкции данных кабелей, расположенное в начале статьи.
Расчет поперечного сечения секторной жилы кабеля
В данной статье будет рассматриваться расчет поперечного сечения секторной жилы кабеля.
1. Размеры секторных токопроводящих жил трех-, четырех- и пятижильных кабелей представлены в ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ» Приложение А, Таблицы А1 – А4.
2. Справочные размеры токопроводящих жил на напряжение 0,4 – 10 кВ указаны в таблицах 3-9 [Л1, с.14-19]:
Что бы рассчитать поперечное сечение секторной жилы, нужно исходить из того, что сечение комплекта секторных жил сложенных вместе представляет собой круг. Соответственно площадь сектора можно посчитать, через угол и радиус сектора:
Для примера рассчитаем поперечное сечение токопроводящих жил для трехжильных кабелей сечением: 50; 70; 95 мм2 с углом сектора, α = 120 °, используя размеры сектора из таблицы 3 [Л1, с.14] и сравним полученные значения с табличными.
Как видно из результатов расчета полученные значения практически совпадают с табличными.
Если Вам нужно определить активное и индуктивное сопротивление кабеля посмотрите статью: «Определение сопротивления кабелей на напряжение 6 — 35 кВ«
1. Эксплуатация кабельных сетей. Чепурной И.И., 2015 г.
Что значит секторный кабель
Рынок силовых кабелей в России переживает бурный рост. В первую очередь это связано с необходимостью замены физически и морально устаревших электрических сетей, а также с прокладкой новых. Большим спросом у энергетиков в последнее время пользуются силовые кабели на среднее напряжение (6-35 кВ) с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ). Аналитики считают, что масштабный переход на них произойдет в ближайшие 5–10 лет.
В советский период кабельная промышленность поставляла заказчикам традиционные в то время силовые кабели с пропитанной бумажной изоляцией в свинцовых и алюминиевых оболочках на напряжение 6, 10, 20 и 35 кВ. Производственные возможности заводов периода 50–60-х годов не успевали за растущими потребностями народного хозяйства СССР в кабелях, применяемых для городских распределительных сетей, новых предприятий и других промышленных объектов. В 60-е годы прошлого века производство силовых кабелей было увеличено в несколько раз и таким образом обеспечило полное удовлетворение потребностей народного хозяйства.
Технический уровень отечественных кабелей с пропитанной бумажной изоляцией того периода вполне соответствовал уровню кабелей мировых производителей. Однако уже в 70-е годы в промышленно развитых странах Америки, Европы и в Японии наметилась тенденция перехода к кабелям на среднее напряжение с изоляцией из СПЭ.
Одним из первых в современной России силовые кабели в изоляции из сшитого полиэтилена на среднее напряжение стал выпускать «Холдинг Кабельный Альянс» (ХКА). Более того, специалисты ХКА пошли дальше, предложив потребителю кабельные изделия с токопроводящей жилой (ТПЖ) не только круглой, но и секторной формы.
Кроме того, как отмечают кабельщики, новая конструкция позволяет практически исключить наведенные токи в металлическом экране, что, в свою очередь, обеспечивает снижение потерь электроэнергии при ее передаче по кабельным линиям.
В настоящее время процесс производства силовых кабелей с секторными жилами на одном из предприятий ХКА – кольчугинском «Электрокабеле» (ЭКЗ) полностью автоматизирован. Толщина всех трех слоев изоляции, которые накладываются за одну технологическую операцию, измеряется с помощью рентгеновских лучей. На предприятии установлено самое современное оборудование, что гарантирует высокое качество продукции ЭКЗ для конечного потребителя.
Преимущества секторных силовых кабелей
Одной из первых к опытной эксплуатации инновационного секторного кабеля на напряжение 20 киловольт производства ХКА в 2016 году приступила «Объединенная энергокомпания». Он использован для подключения к сетям хирургического корпуса московской ГКБ №36. Общая протяженность кабельных линий на объекте составила 1,6 км.
«Холдинг Кабельный Альянс» объединяет кабельные активы, входящие в структуру Уральской горно-металлургической компании: АО «Электрокабель» Кольчугинский завод», АО «Сибкабель», АО «Уралкабель» и ПАО «НИКИ г.Томск».
Источник: журнал «Рынок электротехники»