Câbles d'alimentation avec isolation en papier imprégné pour tension 1-10 kV
Cordons d'alimentation avec harnais
La majorité des câbles d'alimentation pour des tensions allant jusqu'à 10 kV sont à trois conducteurs avec des conducteurs sectoriels, appelés câbles isolés en ceinture. Ces câbles sont disponibles avec des conducteurs en cuivre et en aluminium avec des sections de 6 à 240 mm2. Les conducteurs en aluminium peuvent être monoconducteurs dans toute la gamme de sections. De plus, dans la gamme 70-240 mm2, des câbles avec des conducteurs scellés multiconducteurs sont également produits. Les conducteurs en cuivre sont principalement fabriqués avec des conducteurs multiconducteurs, mais dans la gamme de sections de 6 à 50 mm2, des conducteurs à conducteur unique sont utilisés.
On sait que les procédés traditionnels pour les fils conducteurs sont le cuivre et l'aluminium. Ces dernières années, le cuivre est devenu extrêmement rare, c'est pourquoi l'aluminium est le plus utilisé dans l'industrie du câble, tant pour les conducteurs que pour les gaines.
La conductivité électrique de l'aluminium est 1,65 fois inférieure à celle du cuivre, et sa densité est 3,3 fois inférieure à celle du cuivre, ce qui permet d'obtenir des fils d'aluminium de même résistance électrique 2 fois plus légers que ceux en cuivre. La production de conducteurs en aluminium monobrin sous la forme d'un secteur dense donne un grand effet économique dans l'industrie du câble. L'utilisation de tels fils permet de réduire le diamètre du câble, de plus, dans la production de tels fils, la productivité du travail augmente, car par rapport à la production de fils multifils, le volume des opérations de tirage est réduit et le l'opération de torsion des fils est exclue. Les fils de secteur solides ont une plus grande rigidité que les fils torsadés; de plus, la complexité d'installation des câbles avec de tels fils augmente dans une certaine mesure. Cependant, comme le montrent les études, la rigidité du câble est principalement déterminée non pas par les conducteurs porteurs de courant, mais principalement par le matériau et la structure de la gaine.
L'isolation des câbles est constituée de bandes de papier de câble imprégnées d'une composition de colophane. Dans les câbles pour une tension de 1 à 10 kV, chaque phase est isolée séparément, puis une isolation de ceinture commune est appliquée aux fils isolés torsadés. Les épaisseurs de l'isolation des phases et des bandes sont choisies en fonction des conditions du câble en mode de fonctionnement (en République de Biélorussie, les réseaux 6, 10 kV sont mis en œuvre avec un neutre isolé), garantissant son fonctionnement fiable en mode d'urgence.
Dans les câbles domestiques, l'épaisseur de l'isolant entre les phases est environ 36 % supérieure à l'épaisseur de l'isolant entre l'âme et la gaine.Ainsi, pour les câbles avec une tension de 6 kV, l'épaisseur de l'isolation de phase est de 2 mm et l'épaisseur de l'isolation de la ceinture est de 0,95 mm, pour les câbles avec une tension de 10 kV - 2,75 t 1,25 mm, respectivement.
Pour les câbles de tension 1 et 3 kV, l'épaisseur de l'isolant est choisie principalement en fonction de sa résistance mécanique (sans endommagement lors de la flexion). Les espaces entre les fils isolés sont remplis de paquets de papier sulfate.
Le principal inconvénient de l'isolant en papier imprégné est sa forte hygroscopicité. Par conséquent, afin de protéger l'isolant de l'humidité pendant le stockage, la pose et le fonctionnement, les câbles sont enfermés dans une gaine métallique.
Les câbles d'alimentation sont disponibles en plomb et en gaine aluminium. Les gaines en aluminium sont suffisamment étanches et mécaniquement plus résistantes que les gaines en plomb.La conductivité électrique élevée de l'aluminium permet d'utiliser des gaines en aluminium comme quatrième conducteur du câble, ce qui permet une économie importante sur les gaines en aluminium, isolantes et de protection. Cependant, les câbles avec gaines en aluminium ne peuvent pas être utilisés dans des conditions d'exposition à des environnements agressifs (vapeurs alcalines, solutions alcalines concentrées). Dans de telles conditions, il est nécessaire d'utiliser des câbles avec une gaine de plomb.
L'expérience dans la fabrication et l'installation de câbles avec une gaine en aluminium d'un diamètre supérieur à 40 mm a révélé leur rigidité excessive, donc des câbles pour tension 1 kV avec une section de 3 × 240 mm2, 6 kV avec une section de 3 × 150 mm2 et plus, 10 kV de section 3 × 120 mm2 et plus doivent être réalisés avec une gaine aluminium ondulée.
L'utilisation d'une gaine ondulée augmente la souplesse des câbles, mais lorsque de tels câbles sont posés sur des trajets inclinés, le composé d'imprégnation peut couler le long de l'ondulation et former des inclusions d'air dans l'isolation des câbles. A cet égard, les gaines ondulées ne peuvent être utilisées que dans des câbles dont l'isolant est imprégné de composés non coulants.
Câbles de colonne montante
Lors de la pose de câbles avec isolation en papier imprégné sur des itinéraires avec une grande différence de niveau, il existe un risque que le mélange d'imprégnation descende vers la partie inférieure de l'itinéraire. La composition s'écoule principalement le long des espaces entre les conducteurs dans les conducteurs multifilaires torsadés, ainsi que dans l'espace entre la gaine métallique et l'isolant, et dans une moindre mesure à l'intérieur de l'isolant en papier lui-même.
Ainsi, dans les parties hautes de la voie, la tenue diélectrique du câble diminue du fait de l'apparition d'entrefers dans l'isolant. Dans les sections inférieures du parcours, en raison de la pression accrue du joint rigide, le câble peut être sous pression. Par conséquent, les câbles avec isolation en papier imprégné de conception conventionnelle peuvent être posés sur des itinéraires avec une différence de niveau entre le point le plus haut et le point le plus bas de l'emplacement du câble ne dépassant pas 15-25 m.Une réduction de l'effet des fuites peut être obtenue composition d'imprégnation par les mesures suivantes : l'utilisation de connecteurs de fermeture.