Kabely naplněné olejem

Definice
Kabel naplněný olejem se definuje jako kabel, ve kterém se pod tlakem udržuje olej s nízkou viskozitou, buď v samotné plášti kabelu nebo v obsahující trubce. Za všech podmínek se měnících zatěžovacích stavů olej v kabelu zaplňuje mezery v olej nasáklém papíru. Historicky byly běžně používány minerální oleje, ale v nedávné době získaly na popularitě alkyláty, jako je lineární decylobenzen a rozvětvený nonylobenzen. To je způsobeno jejich nízkou viskozitou a schopností absorbovat vodní páry uvolňované během stárnutí celulózy.
Kabely naplněné olejem jsou využívány pro přenos elektrické energie na velké vzdálenosti nebo na místech, kde jsou vzdušné kabely nereálné, jako pod vodou (např. v mořích), v podzemních hydroelektrárnách nebo v elektrických částech s vodními překážkami.

Výhody kabelů naplněných olejem

Tlak uvnitř kabelu se udržuje spojením kanálu s olejem s nádrží na olej. Pro udržení tlaku je kanál s olejem umístěn v určité vzdálenosti od nádrže s olejem. Tlak oleje snižuje vznik mezer v izolátoru. V porovnání s pevnými kábely nabízejí kabely naplněné olejem následující výhody:

• Mohou snést vyšší dielektrický napěťový stres.

• Mají vyšší pracovní teplotu a vyšší nosnou kapacitu proudů.

• Jejich kvalita impregnace je lepší než u pevných kabelů.

• Impregnace lze provést i po procesu obalení.

• Vznik mezery je eliminován.

• Jejich rozměr je menší než u pevně naplněných kabelů díky tenčímu izolačnímu vrstvám.

• Případné vadě lze snadno detekovat prostřednictvím úniku oleje.

Typy kabelů naplněných olejem

Kabely naplněné olejem jsou hlavně kategorizovány do tří typů:

• Samostatný kruhový typ olejového kabelu

• Samostatný plochý typ kabelu

• Trubkový kabel

• Samostatný olejný kabel

Pro samostatné olejové kabely je průřez vodiče přibližně 150 - 180 čtverečních milimetrů a je vyroben z cínu. Průměr olejových kanálů v těchto kabelech je okolo 12 mm. Tento typ kabelu je převážně používán pro napětí až do 110 - 220 kV.
Výhody samostatných olejových kabelů
V porovnání s jinými olejovými kabely nabízejí samostatné olejové kabely následující výhody:

• Přítomnost olejových kanálů umožňuje menší rozměr vodiče.

• Instalace je jednoduchá.

• Náklady jsou nižší.

• Namísto čerpadel jsou pro provoz potřebné pouze nádrže na olej.

• Díky těmto výhodám jsou samostatné olejové kabely široce využívány.

Plochý typ olejového kabelu

V plochých olejových kabelech jsou tři izolované jádra uspořádány vodorovně vedle sebe. Neexistuje filtrující materiál, místo toho je prostor naplněn olejem pod tlakem. Ploché strany olověného pláště jsou posíleny tvrdými kovovými páskami nebo pruhy a vinutými drátky. Podpůrné pruhy jsou flétnovité, aby byla zvýšena flexibility kabelu.

Když je kabel zatěžován, jeho teplota stoupá, což způsobí rozpínání oleje a mírné deformace plochých stran pláště. Jak zatěžování klesá, olej se stahuje a pružné pásky snižují vychylení. Toto minimalizuje vznik mezery v izolaci během chladnutí.

Tyto kabely mají olejové kanály, které jsou plně naplněny olejem. Olej je udržován pod tlakem, jehož síla činí 180 kV/cm. V tomto typu kabelu je všechno volné místo mezi jádry dostupné pro tok oleje. Olej naplňuje volné prostory uvnitř izolace, což posiluje izolační vlastnosti.

Nádrže na olej jsou umístěny v přiměřených intervalech podél trasy kabelu, aby se akomodovalo termálnímu rozpínání a stahu. Když je kabel zatěžován, generuje se teplo, což způsobí, že olej je vytlačen z kabelu do nádrží na olej. Naopak, když zatěžování klesá, olej se vrátí zpět do kabelu. Tento mechanismus efektivně brání vzniku mezer.

Trubkový typ olejového kabelu

Trubkový olejový kabel se skládá ze tří individuálních papírově izolovaných obvodových jáder, která jsou instalována uvnitř ocelové trubky. Trubka je naplněna izolačním olejem udržovaným pod tlakem od 1,38×10⁶ do 1,725×10⁶ N/m². Vysoký tlak oleje má dvojí účel: brání vzniku mezer a pomáhá s odváděním tepla z kabelu. Poznamenejme, že v tomto typu kabelu není nutný kanál pro olej v vodiči.