Способ сушки кабеля. Печь для сушки изоляции электрического провода Осушка силовых кабелей

Надежность и бесперебойность эксплуатации любого кабеля обусловлено в первую очередь качеством изоляционного покрытия его жил, выражаемым в его электрической прочности.

Для кабелей до 3 кВ может применяться пластмассовая изоляция: поливинилхлорид, полиэтилен, полиимид (Kapton). Для кабелей до 35 кВ используется бумажная изоляция, характеризующаяся высокими электрическими характеристиками, относительно высокой допустимой температурой, продолжительным эксплуатационным сроком и невысокой стоимостью. Таким образом, именно кабельная бумага занимает ведущее место в вопросе изоляции токоведущих жил.

Кабельная бумага для изоляции бывает марки К-12 (толщина 0,125 мм) и К-17 (толщина 0,175 мм). Производится она из небеленой, сульфатной целлюлозы, как правило, натурального цвета, но для маркировки в многожильных кабелях верхняя лента выполняется из цветной бумаги.

Наложение осуществляется намоткой непропитанной ленты для обмотки одним из следующих способов: встык, с отрицательным или положительным перекрытием. Изоляционные слои накладываются на крутильно-изолировочном оборудовании, одновременно осуществляющем скрутку и уплотнение жилы в случае, если она многопроволочная.

Если каждая жила освинцовывается отдельно и предназначены для одножильного кабеля, то после крутильно-изолировочных машин они направляются непосредственно в сушку. В остальных случаях заизолированные жилы наматываются на барабаны и поступают на оборудование для общей скрутки в кабель. Отличие скрутки заизолированных жил от не заизолированных отличается лишь меньшим их количеством и большим шагом скрутки. В процессе скрутки одновременно заполняются промежутки между жилами, для чего используются либо бумажные жгуты, либо сульфатная бумага, толщина которых составляет до 0,08 мм. Кроме того, сверху накладывается поясная изоляция. Смысл заполнения свободного пространства до достижения округлой формы заключается в затруднении перемещения состава для пропитки вдоль кабеля, что позволяет повысить электрическую прочность кабеля.

На изготовление 1 км кабеля 35 кВ сечением 3*95 мм 2 требуется 2 т кабельной бумаги. Так как влажность последней составляет около 7-9%, что составляет в примерно 140-180 кг воды, то требуется дополнительное удаление излишней влаги. Для этого кабель с оборудования для общей скрутки поступает в специальные вакуумные котлы. Здесь производится не только сушка, но и удаление излишнего воздуха, что позволяет значительно снизить электрические и физические характеристики изоляционного покрытия из бумаги. Сушка осуществляется при температуре более 100 °С, а через 2-3 часа из котла начинают откачиваться влага и воздух. Общая продолжительность процесса зависит от конструктивных особенностей кабеля и применяемого оборудования. Чтобы ускорить и улучшить качество сушки жилы одновременно подогреваются электротоком.

По окончании сушки осуществляется пропитка специальным составом, что позволяет повысить электрическую прочность изоляционного покрытия из бумаги, а затем следует охлаждение на открытом воздухе.

Печь для сушки изоляции электрического провода содержащая трубку, расположенную в кожухе, и нагреватель, выполненный в виде навитой на внешней поверхности трубки спирали, а полость между трубкой и кожухом заполнена дисперсным каолином, при этом трубка может быть кварцевой или керамической трубкой, а спираль выполнена из нихрома.

Заявленная полезная модель относится к печам для непрерывной обработки длинных заготовок и может быть использована для сушки изоляции электрического провода или вулканизации кремнеорганической резины, используемой для изоляции электрического провода.

Известна, выбранная в качестве ближайшего аналога, печь для сушки покрытия электрического провода после нанесения указанного покрытия на электрический провод, содержащая трубку, расположенную в кожухе, при этом кожух соединен при помощи трубопровода с нагревателями, подающими в полость между трубкой и кожухом продукты сгорания, при этом трубка нагревается до 482°С (патент США на изобретение 4752217, кл. МПК F27D 15/02, опубл. 21.06.1988 г.)

Недостатком данной печи является то, что при ее работе необходимо использовать дополнительные устройства, предотвращающие попадание продуктов сгорания в окружающую среду или производящих их очистку, кроме того, при использовании металлического кожуха в работе печи происходят значительные тепловые потери.

Техническим результатом, который может быть получен в заявленной полезной модели, является создание печи для сушки изоляции электрического провода, при работе которой тепловые потери будут минимальны и не будет необходимости в использовании дополнительных устройств для предотвращения попадания продуктов сгорания в окружающую среду или производящих их очистку.

Заявленный технический результат достигается тем, что в печи для сушки изоляции электрического провода содержащей трубку, расположенную в кожухе, и нагреватель, нагреватель выполнен в виде навитой на внешней поверхности трубки спирали для устранения нагревателя, вырабатывающего продукты сгорания, а для снижения тепловых потерь, полость между трубкой и кожухом заполнена дисперсным каолином.

А также тем, что спираль, заменяющая вырабатывающий нагреватель продукты сгорания, выполнена из нихрома.

А также тем, что для снижения тепловых потерь трубка является кварцевой или керамической трубкой.

А также тем, что, для предотвращения смещения спирали при заполнении полости между трубкой и кожухом дисперсным каолином, спираль крепится к трубке при помощи кремнеземной нити, при этом предпочтительно, чтобы кремнеземная нить была намотана на трубку поверх спирали и была зафиксирована на трубке при помощи крепящего состава.

А также тем, что для снижения тепловых потерь направленных на теплообмен спирали с каолином, крепящий состав является кремнеземным лаком или кремнеземной краской.

А также тем, что для снижения тепловых потерь внутри трубки установлена термопара.

Заявленная полезная модель поясняется при помощи схем представленных на фиг.1 и 2.

На фиг.1 представлена печь для сушки изоляции электрического провода в разрезе, а на фиг.2 представлен вид с торца печи для сушки изоляции электрического провода.

На фиг.1 и 2 приняты следующие обозначения:

Трубка 1;

Спираль 3;

Дисперсный каолин 4:

Кремнеземная нить 5;

Термопара 6.

Заявленная печь для сушки изоляции электрического провода состоит из трубки 1, предпочтительно кварцевой диаметром 70 мм с толщиной стенки не более 3 мм, менее предпочтительно керамической, наименее предпочтительно стальной, расположенной в кожухе 2, причем полость между трубкой 1 и кожухом 2 заполнена дисперсным каолином 4. Каолин является глиной белого цвета, состоящей из минерала каолинита, и обладает низкой теплопроводностью. На внешней поверхности трубки 1 навита спираль 3, предпочтительно выполненная из нихрома. Спираль 3 может крепиться к трубке 1 при помощи кремнеземной нити 5, которая намотана на трубку 1 поверх спирали 3. При этом кремнеземная нить 5 может наматываться на трубку виток к витку, либо витки будут навиваться с шагом 0,3-5 мм. Кремнеземная нить 5 фиксируется на трубке 1 при помощи крепящего состава, который может быть кремнеземным лаком или кремнеземной краской. Внутри трубки 1 установлена термопара 6 для контроля температуры внутри трубки.

Печь для сушки изоляции электрического провода работает следующим образом.

Перед началом процесса сушки печь прогревают до рабочей температуры, составляющей 300-450°С. При этом подают электрическое питание на спираль 3, в результате чего спираль 3 нагревается и обменивается теплом со стенкой трубки 1, которая нагревает воздух внутри трубки 1. После того, как от термопары 6 поступит сигнал о том, что температура внутри трубки 1 достигла рабочего значения (300-450°С) подачу электрического питания на спираль 3 можно прекратить или снизить. Прием сигнала от термопары 6 и выдача команды о прекращении или снижении подачи электрического питания на спираль 3, может осуществляться автоматически блоком управления (на фиг.1 и 2 не показан).

После прогрева печи до рабочей температуры, через внутреннюю полость трубки 1 пропускают электрический провод с нанесенной на него только что изоляцией. Перемещают электрический провод через внутреннюю полость трубки 1 со скоростью приблизительно равной 5-25 см/с. Таким образом, изоляция подвергается сушке при повышенной температуре.

Если в процессе сушки изоляции электрического провода термопара передаст сигнал о приближении температуры внутри трубки 1 к недопустимо низкому значению, то начинают снова подавать электрическое питание на спираль 3 или увеличиваю подачу электрического питания.

Если в процессе сушки изоляции электрического провода термопара передаст сигнал о приближении температуры внутри трубки 1 к недопустимо высокому значению, то подачу электрического питания на спираль 3 прекращают.

При проведении испытаний печи для сушки изоляции электрического провода вышеописанной конструкции было обнаружено, что при минимальном расстоянии от внешней поверхности трубки 1 (кварцевой трубки) до внутренней поверхности кожуха 2, выполненного из стали, составляющем 100 мм и при температуре внутри трубки равной 350°С, тепловые потери не превышают 10%.

Таким образом, за счет того, что нагреватель выполнен в виде навитой на внешней поверхности трубки спирали, а полость между трубкой и кожухом заполнена дисперсным каолином, при этом спираль выполнена из нихрома, а трубка является кварцевой или керамической трубкой, тепловые потери в печи для сушки изоляции электрического провода будут минимальны и не будет необходимости в использовании дополнительных устройств для предотвращения попадания продуктов сгорания в окружающую среду или производящих их очистку.

1. Печь для сушки изоляции электрического провода, содержащая трубку, расположенную в кожухе, и нагреватель, отличающаяся тем, что нагреватель выполнен в виде навитой на внешней поверхности трубки спирали, а полость между трубкой и кожухом заполнена дисперсным каолином.

2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что спираль выполнена из нихрома.

3. Печь по п.1, отличающаяся тем, что трубка является кварцевой трубкой.

4. Печь по п.1, отличающаяся тем, что трубка является керамической трубкой.

5. Печь по п.1, отличающаяся тем, что спираль крепится к трубке при помощи кремнеземной нити.

6. Печь по п.5, отличающаяся тем, что кремнеземная нить намотана на трубку поверх спирали.

7. Печь по п.5, отличающаяся тем, что кремнеземная нить фиксируется на трубке при помощи крепящего состава.

8. Печь по п.7, отличающаяся тем, что крепящий состав является кремнеземным лаком.

9. Печь по п.7, отличающаяся тем, что крепящий состав является кремнеземной краской.

10. Печь по п.1, отличающаяся тем, что внутри трубки установлена термопара.

Область использования: область электротехники, в частности способ относится к способам сушки кабельной изоляции и может найти применение при эксплуатации кабельных линий связи. Сущность изобретения: в способе электроосмотической сушки бумажной изоляции кабеля путем создания электрического поля, в котором токоведущие жилы кабеля подключают к положительному полюсу источника тока, в бумажную изоляцию открытого конца кабеля вводят металлические электроды в количестве, равном количеству жил кабеля, подсоединяют их к отрицательному полюсу источника тока, а увлажненный кусок кабеля отрубают. При этом в качестве металлических электродов используют металлические пластины из алюминия или меди, а уровень заглубления пластин составляет 2 см. Время приложения напряжения составляет 6-8 ч при прилагаемом напряжении 500-2500 В. Изобретение обеспечивает экономию кабеля за счет уменьшения размеров отрубаемых концов.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам сушки кабельной изоляции, и может найти применение при эксплуатации кабельных линий связи.

Известен способ сушки бумажной изоляции кабеля путем использования вакуума для удаления влаги, для чего концы кабеля вместе с оболочкой помещают в герметичный сосуд, герметизируют место ввода оболочки кабеля в сосуд, нагревают сосуд при открытом вентиле, затем закрывают вентиль и охлаждают сосуд, после чего открывают вентиль и сливают воду, удаленную из изоляции кабеля (SU, 610186, кл. Н 01 В 13/30, 15.05.78).

В известном способе в результате охлаждения воздуха, заключенного в сосуде, создается вакуум, достаточный для удаления влаги из бумажной изоляции кабеля.

Для достижения необходимой степени сушки цикл сушки кабеля может быть повторен.

Однако известный способ громоздок, так как при его реализации необходимо использовать специальное устройство, как-то нагревать сосуд, потом его охлаждать, да и эффективность его зависит от создаваемого вакуума и степени увлажнения кабеля.

Известен способ сушки бумажной изоляции кабеля путем размещения одного конца кабеля в термокамере, а ко второму концу кабеля перед снижением давления в термокамере подсоединяют источник сухого газа (SU, 811335, кл. Н 01 В 13/30, 10.03.81),

Эффективность сушки известным способом достаточно высокая за счет создания потока сухого газа, направленного по кабелю в термокамеру. Этот поток газа и уносит влагу из кабеля.

Степень сушки оценивают по величине сопротивления изоляции, а способ можно использовать и для сушки кабелей уже проложенных.

Однако известный способ также громоздок и требует наличия следующего оборудования: термокамера, вакуум-насос; камера для второго конца кабеля; емкость для источника сухого газа (азот с точкой росы -70°С).

Ближайшим аналогом настоящего изобретения является электроосмотическая сушка бумажной изоляции кабеля путем создания электрического поля, в котором токоведущие жилы кабеля подключают к положительному полюсу источника тока (SU, 240825, кл. Н 01 В 13/30, 22.08.69).

В известном способе отрицательный полюс источника тока соединяют с землей для осуществления сушки за счет использования явления электроосмоса.

При таком подключении все токоведущие жилы кабельной сети будут находиться под положительным потенциалом, что улучшает сушку изоляции кабеля.

Задачей изобретения является обеспечение эффективной электроосмотической сушки бумажной изоляции кабеля, обеспечивающей значительную экономию кабеля за счет уменьшения размеров отрубаемых концов.

Новый технический результат достигается тем, что в способе электроосмотической сушки бумажной изоляции кабеля путем создания электрического поля, в котором токоведущие жилы кабеля подключают к положительному полюсу источника тока, согласно изобретению в бумажную изоляцию открытого конца кабеля вводят металлические электроды в количестве, равном количеству жил кабеля, и подсоединяют их к отрицательному полюсу источника тока.

При этом в качестве металлических электродов используют металлические пластины из алюминия или меди, а уровень заглубления пластин составляет 2 см.

Электрическое поле создают в изоляции кабеля путем прикладывания постоянного напряжения между токоведущими жилами и металлическими электродами, подключая положительный полюс источника постоянного напряжения к токоведущим жилам, а отрицательный к металлическим электродам.

Время приложения напряжения составляет 6-8 ч при прилагаемом напряжении 500-2500 В.

В предлагаемом способе сушки бумажной изоляции кабеля влага по капиллярам поступает к отрицательным электродам и концентрируется в месте разрыва кабеля. Увлажненный кусок кабеля отрубают перед установкой соединительной муфты.

Предложенный способ обеспечивает значительное уменьшение длины участка кабеля, который необходимо отрубить, чем способ-прототип.

Существующий стандартный способ сушки позволяет повысить сопротивление изоляции кабеля, но при этом влага из кабеля не удаляется, что может привести к пробою изоляции.

Пример реализации предлагаемого способа сушки кабеля АСБ приводится ниже: сушке подвергается трехжильный кабель с разделенным концом и начальным сопротивлением изоляции 0,09 МОм. Время приложения напряжения 8 ч; сопротивление через 8 ч - 70 МОм. Длина отрубленного увлажненного участка 20 см.

Длина куска кабеля, который необходимо было отрубить, если бы не использовался способ электроосмотической сушки, составляет 1 м, а время сушки бы составило 10-12 ч.

Таким образом, предлагаемый способ сушки бумажной изоляции кабеля обеспечивает эффективную сушку с достаточно большой экономией кабеля, остающегося в работе.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ электроосмотической сушки бумажной изоляции кабеля путем создания электрического поля, в котором токоведущие жилы кабеля подключают к положительному полюсу источника тока, отличающийся тем, что в бумажную изоляцию открытого конца кабеля вводят металлические электроды в количестве, равном количеству жил кабеля, и подсоединяют их к отрицательному полюсу источника тока, а увлажненный кусок кабеля отрубают.

Класс 21 с, 7.„ (у р

ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕ

ОПИСАНИЕ способа сушки электрических кабелей с бумажной

/ или иной изоляцией.

К патенту Государственного Электротехнического Треста (ГЭТ), заявленному 21 марта 1925 года (ваяв. свид. № 2188).

Действительный изобретатель С. М. Брагин.

При производстве кабелей с пропитанной изоляцией, покрытые бумагой отдельные жилы кабеля, или кабель в целом, должны быть тща- тельно высушены до пропитки их изолирующим составом и освинцования; для этого кабель, уложенный обычно в специальную железную корзину, помещают в закрытый,; снабженный паровой рубашкой, бак, внутреннее пространство кото- рого соединено с вакуум-насосом.

Удаление влаги происходит при одно-, временном воздействии высокой температуры (около 100 — 120 Ц) и разрежении (около 70 см ртутн. столба). Для высоковольтных кабелей процесс сушки является наи- i важнейшей операцией, так как сте- пень удаления влаги существенно определяет степень совершенства, ! изготовленного кабеля.

Предлагаемый способсушки электрических кабелей с бумажной или иной изоляцией имеет целью уменьшить время сушки и в связи с этим уменьшить расход пара и увеличить использование оборудования.

На чертеже изображена схема, поясняющая предлагаемый способ сушки.

Предлагаемый способ состоит в том, что изолированным жилам кабеля, который уложен в железную корзину, помещенную в вакуум-котел, дается некоторый потенциал по отношению к земле; таким образом удаление влаги из изоляции кабеля происходит при одновременном действии тепла, вакуума и электричества. Высушиваемый кабель должен быть тщательно изо- . лирован от корпуса корзины, например, с помощью пропарафинированных дощечек или же долж- на быть изолирована сама корзина, содержащая высушиваемый кабель, от корпуса сушильного вакуум-котла, в котором помещается для сушки корзина с кабелем. Медные жилы высушиваемого кабеля присоединяются к предусмотренным для этой цели выводам в стенке котла; последние, в свою очередь, присоединяются все вместе к одному полюсу источника постоянного тока высокого напряжения, в качестве какового, в данном случае, приме-, няется высоковольтный трансфор- I матор малой мощности в соедине- нии с электронным выпрямителем В.

Процесс сушки протекает следующим образом, По загрузке кабеля в сушильный котел А и по выполнении описанных выше соединений жил кабеля с источником высокого напряжения, котел начинают обогревать паром, и первые, б — 12 часов ведут сушку с припод- нятой крышкой, т.-е. приатмосферном давлении; за это время удаляется излишняя влага из изоляции кабеля. Затем крышка котла плотно закрывается, пускается в ход вакуум-насос и на все жилы сушимого кабеля дается некоторый (порядка 2000 — 5000 вольт) постоян. ный потенциал от вышеупомянутой кенотронной установки, другой полюс которой заземлен;, при этом кабель получает неко- торый заряд по отношению кземле.

Двойной переключатель d занимает при этом крайнее правое положение, при котором его левая пластинка замыкает все три контакта; ключ е ззааммккннуутт, а ключ f стоит в левом положении. Разность потенциалов, приходящаяся на изо- ляцию кабеля, будет зависеть от отношения проводимостей диэлектрика кабеля и смеси разреженного воздуха и паров воды, находя- щейся между наружной поверх- ностью кабеля и заземленными металлическими стенками корзины или котла, в котором производится сушка; вследствие этого, на диэлектрик кабеля придется только часть всего приложенного к кабелю напряжения. Значение электризации при сушке кабелей сводится к стягиванию влаги, заключающейся в кабельной изоляции, к поверхности испарения и к ускорению диффундирования получающихся при сушке паров воды в окружающее пространство.

Контроль сушки, может быть осуществлен или по измерению электроемкости между какими-либо двумя жилами кабеля или с помощью наблюдения разряда кабеля; при этом двойной переключатель d ставится в среднее или крайнее левое положение, при чем для измерения подаются соответственно или две жилы против третьей заземленной или одна жила против другой заземленной.

Ключ f переводится в правое положение, при чем включается гальванометр g, по отклонению которого и судят о величине электроемкости; означенное измерение производится при соответственно пониженном напряжении источника тока, что осуществляется с помощью потенциометра Е. О разряде кабеля можно судить по спаданию показаний электростатического вольтметра V, после отключения кабеля от источника тока посредством ключа, Предмет патента.

1. Способ сушки электрических кабелей с бумажной или иной изоляцией, характеризующийся тем, что при высушивании кабельной изоляции, наложенной на проводящие жилы кабеля, посредством подогрева ее в разреженном пространстве герметически закрытого бака, все медные жилы кабеля соединяют с одним из полюсов маломощного источника постоянного тока высокого напряжения — порядка нескольких тысяч вольт, другой полюс которого соединен с заземленным корпусом бака, в котором

Ино-ниаографнн адресный Печатнинэ, Ленинград, Международный, 75. производится сушка, по мере же просушки кабеля приложенное на- пряжение постепенно увеличивают., 2. Видоизменение охарактеризо- ванного в и. 1 способа в применении к многожильным кабелям, отличающееся тем, что с одним полюсом источника тока соединяют одну жилу кабеля, а с другим полюсом другую жилу.