Силовые кабели с пропитанной маслом бумажной изоляцией, обладая высокими электрическими параметрами и большой надежностью в эксплуатации, тем не менее не лишены ряда существенных недостатков, а именно: технологический процесс их изготовления сложен и малопроизводителен; кабели изготовляют только в металлической оболочке, так как пропитанная бумага невлагостойка, что значительно удорожает и утяжеляет их конструкцию; из-за стекания пропиточного состава в кабелях имеются ограничения при вертикальных прокладках и т.п.Применение пластмасс для изоляции силовых кабелей ввгнг(а)-ls позволяет значительно упростить технологию их изготовления. Пластмассовая изоляция может быть наложена на токопроводящие жилы методом выдавливания (экструзии) на червячных прессах. Этот процесс значительно более производителен, чем изолирование методом обмотки лентами. Кроме того, при этом отпадает необходимость сушки и пропитки изоляции. Применение пластмасс позволяет также облегчить конструкцию кабелей, упростить прокладку и монтаж, а также производить прокладку на трассах с большой разностью уровней.
Основными материалами, применяемыми для замены пропитанной маслом бумажной изоляции, являются полиэтилен, поливинилхлорид и этиленпропиленовая резина.
Рабочие напряженности в пластмассовой изоляции кабелей на напряжение 10...30 кВ, а также толщина изоляции, рекомендуемые МЭК, приведены в табл. Одним из наиболее перспективных материалов для изоляции кабелей является полиэтилен. Этот материал обладает целым рядом преимуществ по сравнению с другими материалами: высокая электрическая прочность; малые значения плотности, е и tg 8; хорошая гибкость; влагостойкость. Следует отметить также, что из всех известных полимерных материалов в настоящее время только полиэтилен может быть получен очень чистым, содержащим минимальное количество примесей, что позволяет применять его в изделиях, предназначенных для работы при высоких напряженностях электрического поля.
Впервые полиэтилен был применен для силовых кабелей на напряжение 5 кВ в США в 1944 г.
Наиболее пригодным материалом для изоляции кабелей является сшитый полиэтилен, т.е. полиэтилен, имеющий пространственную структуру молекул. Электрические свойства его находятся на уровне свойств термопластичного полиэтилена, а нагревостойкость выше:
Последнее особенно важно, если сечение кабеля выбирается из условий короткого замыкания (КЗ). В этом случае кабели с пластмассовой изоляцией при использовании термопластичного полиэтилена и поливинилхлорида следует выбирать большего сечения, чем кабели с бумажной изоляцией, которые допускают кратковременный нагрев до 200 °С. Сшитый полиэтилен в этом отношении имеет преимущества и перед бумажной изоляцией. Поливинилхлорид также обладает рядом ценных свойств, необходимых для изоляции силовых кабелей: достаточная электрическая прочность, малая плотность, хорошая водостойкость, негорючесть, стойкость к воздействию солнечной радиации и микроорганизмам, хорошие технологические характеристики. Однако большие диэлектрические потери ограничивают применение этого материала для кабелей на напряжение свыше 20 кВ.
В России силовые кабели с пластмассовой изоляцией на напряжение 0,66-6 кВ, предназначенные для передачи и распределения электроэнергии в стационарных установках, выпускаются с алюминиевыми и медными жилами сечением от 1,5 до 240 мм2.
Число жил составляет 1...5, причем для четырехжильных кабелей максимальное сечение жил составляет 185 мм2, а для пятижильных 35 мм2. Жилы этих кабелей могут быть круглыми и секторными. В качестве изоляции могут быть использованы поливинилхлоридный пластикат, самозатухающий полиэтилен и вулканизированный полиэтилен. Допускается применение термопластичного полиэтилена, однако производство таких кабелей из-за пониженной стойкости к распространению огня и недостаточной стойкости к действию токов КЗ сокращается. Толщина изоляции в зависимости от сечений жил и номинального напряжения составляет 0,6...3,4 мм. Кабели имеют в основном круглую форму. В качестве междуфазного заполнения обычно используется материал изоляции. Для кабелей на напряжение до 3 кВ включительно можно применять заполнение из непропитанной кабельной пряжи, стеклянной штапелированной пряжи или других подобных материалов.
