Спэ-кабели, применение с изоляцией из сшитого полиэтилена, сравнительные характеристики

Разделка кабеля

На рынке представлено большое количество инструмента от разных производителей. Но специалисты отдают первенство специальным съёмникам. Съёмник — это специальное устройство для быстрого и лёгкого снятия изоляционных слоёв. При этом жилы силового кабеля не повреждаются.

К разделке силового кабеля нужно относиться очень ответственно и скрупулёзно (чтобы не было никаких деформаций жил), так как эта конструкция состоит из многих слоёв. Иначе он может начать сильно перегреваться. В данном процессе используются два съёмника. Каждый из них предназначен для своей задачи. Первый снимает наружную изоляцию. Второй применяется для очистки самой жилы. У каждого инструмента можно менять лезвия. Также есть возможность выбирать глубину прорези.

Кабели в оболочке из ПВХ-пластиката на напряжение 110 кВ (рис. 2)

Основные элементы конструкции

1. Круглая многопроволочная уплотненная токопроводящая жила:

— материал:

АПвВ, АПвВнг – алюминий (А),

ПвВ, ПвВнг – медь,

— сечение: от 185 до 1600 кв. мм, сечения от 1000 кв. мм скручены из 5 секторов,

— обмотка из электропроводящих лент (для кабелей сечением более 1000 кв. мм).

2. Экран из электропроводящей полимерной сшитой композиции.

3. Изоляция из сшитого полиэтилена (Пв).

4. Экран из экструдированной электропроводящей сшитой композиции.

5. Разделительный слой из электропроводящей бумаги.

6. Экран из медных проволок, скрепленных медной лентой:

— сечением не менее 95 кв. мм для кабелей с сечением жилы 185–240 кв. мм,

— сечением не менее 120 кв. мм для кабелей с сечением жилы 300–500 кв. мм,

— сечением не менее 150 кв. мм для кабелей с сечением жилы 630 кв. мм,

— сечением не менее 185 кв. мм для кабелей с сечением жилы 800–1600 кв. мм.

Примечание:

Сечение экрана выбирается в зависимости от токов короткого замыкания, которые необходимо рассчитать согласно условиям прокладки кабельной линии. Возможно изготовление кабеля с увеличенным сечением экрана.

По требованию заказчика в экран из медных проволок может быть встроен распределенный волоконно-оптический датчик температуры.

7. Разделительный слой:

— из крепированной бумаги или прорезиненной ткани (для кабелей АПвВ и ПвВ);

— из стеклослюдосодержащих лент или стеклолент (для кабелей АПвВнг и ПвВнг).

8. Оболочка:

— из ПВХ-пластиката (для кабелей АПвВ и ПвВ);

— из ПВХ-пластиката пониженной горючести (для кабелей АПвВнг и ПвВнг).

По требованию заказчика (потребителя) допускается нанесение на наружную поверхность кабеля электропроводящего слоя, что оговаривается при заказе.

Область применения кабелей в оболочке из ПВХ-пластиката на напряжение 110 кВ

Марка кабеля*	Наименование кабеля	Основная область применения
ПвВ АПвВ	Кабель в оболочке из поливинилхлоридного пластиката.	Для одиночной прокладки в кабельных сооружениях и производственных помещениях. Не распространяют горение при одиночной прокладке.
ПвВнг АПвВнг	То же, в оболочке из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести.	Для прокладки в кабельных сооружениях и производственных помещениях. Не распространяют горение при групповой прокладке.

* — кабели с индексом «у» (с оболочкой из ПВХ–пластиката увеличенной толщины) предназначены для прокладки на трассах сложной конфигурации; — кабели предназначены для прокладки на трассах без ограничения разности уровней;

— кабели могут быть проложены в сухих грунтах (песок, песчано-глинистая и нормальная почва с влажностью менее 14 %).

Конструктивные характеристики кабелей в оболочке из ПВХ-пластиката на напряжение 110 кВ

Марка кабеля	Номинальное сечение жилы (сечение экрана), мм ²	Наружный диаметр кабеля, мм	Масса 1 км кабеля, кг
Алюминиевая жила	Медная жила
АПвВ, ПвВ	185(95) 240(95) 300(120) 350(120) 400(120) 500(120) 630(150) 800(185) 1000(185) 1200(185) 1600(185)	62,2 64,4 67,3 69,0 68,5 71,7 75,4 79,9 84,3 88,3 95,5	4073 4378 4976 5228 5269 5793 6638 7747 8644 9514 11290	5241 5893 6870 7437 7794 8949 10346 12797 14962 17086 21404
АПвВнг, ПвВнг	185(95) 240(95) 300(120) 350(120) 400(120) 500(120) 630(150) 800(185) 1000(185) 1200(185) 1600(185)	62,2 64,4 67,3 69,0 68,5 71,7 75,4 79,9 84,3 88,3 95,5	4129 4435 5041 5294 5335 5866 6715 7833 8740 9619 11402	5297 5951 6935 7504 7860 9022 10423 12883 15058 17191 21743

Расчетный наружный диаметр и расчетная масса кабелей приведены в качестве справочного материала для кабелей с сечением экрана, указанным в таблице в скобках. Сечение экрана выбирается по термической устойчивости и может отличаться от указанного в таблице.

Из практики эксплуатации СПЭ-кабеля

Опыт внедрения кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена в других странах показал их большие возможности и преимущества. Однако не обошлось без ошибок при постановке этих кабелей в производство. Так, изначально при изготовлении кабелей многие производители применяли более дешевую технологию «силановой сшивки» полиэтиленовой изоляции. Ее отличительной особенностью является то, что наложение изоляции происходило на обычной экструзионной линии, при этом в полиэтиленовый пластикат добавлялись специальные смеси для обеспечения сшивки при нормальной температуре. Для сравнения сейчас в основной массе сшивка кабелей производится в среде нейтрального газа при температуре 300–400 °С и давлении 8–9 атмосфер. Для обеспечения необходимых эксплуатационных качеств сшивка должна происходить равномерно по толщине изоляции. При применении силановой сшивки это требование обеспечить чрезвычайно трудно при толщине изоляции, которая применяется для кабелей на напряжении 10 киловольт. В результате неравномерной сшивки эксплуатационные качества, срок службы, степень подверженности изоляции воздействию водотриингов, электрическая прочность оказывались значительно хуже расчетных, что приводило к большому числу электрических пробоев. Поэтому на сегодняшний день подавляющее большинство производителей используют технологию сшивки в среде нейтрального газа.

Этот опыт был учтен и при постановке в производство данного кабеля в России, также как и другие требования, предъявляемые к кабелям среднего напряжения российскими заказчиками. В результате конструкция кабеля, производимого в России отличается от европейской. Так как кабель применяется в основном в сетях 10 кВ, толщина изоляции была увеличена с 3,4 до 4,0 мм. При прокладке в земле применяется оболочка из полиэтилена высокой плотности, обеспечивающая необходимую защиту кабеля от механических повреждений, как при прокладке, так и в процессе эксплуатации. Если необходима герметизация экрана, используются два слоя водонабухающих лент под и поверх медного экрана, накладываемых с перекрытием. При прокладке кабеля в кабельных сооружениях применяется оболочка из ПВХ пониженной горючести.

Их всего сказанного выше можно сделать выводы, что кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена являются предпочтительными и имеют большие перспективы при строительстве и реконструкции кабельных линий на напряжение 6, 10, 35 кВ. Благодаря уникальным характеристикам, высокой электрической прочности изоляции, невысокой повреждаемости, длительному сроку службы СПЭ-кабелей, их применение становится не только технически обоснованным, но и экономически выгодным.

1964

Закладки

Последние публикации

Николай Любимов вручил рязанским энергетикам награды за победы в конкурсе «Российская организация высокой социальной эффективности»

Вчера, в 17:02

Продолжается развитие системы учета энергоносителей на Чебоксарской ТЭЦ-2

Вчера, в 16:06

Оборудование «ЗЭТО» для питающего центра Петродворцового района Санкт-Петербурга

18 января в 16:18

Специалисты Курскэнерго оперативно восстановили электроснабжение потребителей, нарушенное непогодой

15 января в 12:44

Решение CrossTech Smart Assets включено в реестр российского ПО

14 января в 18:41

Энергетики филиала «Россети Центр» – «Курскэнерго» переведены в режим повышенной готовности в связи с погодными условиями

14 января в 14:55

Медицинские трансформаторы «Полигон» установлены в больнице в Нижнем Новгороде!

14 января в 11:55

Бархатная реновация

14 января в 11:39

Испытательный центр на базе «ЗЭТО» – гарантия надежности и качества

13 января в 18:51

Сотрудник Белгородэнерго удостоен государственной награды

12 января в 20:49

Самые интересные публикации

Новая газотурбинная ТЭЦ в Касимове выдаст в энергосистему Рязанской области более 18 МВт мощности

4 июня 2012 в 11:00

216689

Выключатель элегазовый типа ВГБ-35, ВГБЭ-35, ВГБЭП-35

12 июля 2011 в 08:56

46508

Выключатели нагрузки на напряжение 6, 10 кВ

28 ноября 2011 в 10:00

36742

Распределительные устройства 6(10) Кв с микропроцессорными терминалами БМРЗ-100

16 августа 2012 в 16:00

21911

Элегазовые баковые выключатели типа ВЭБ-110II

21 июля 2011 в 10:00

20602

Признаки неисправности работы силовых трансформаторов при эксплуатации

29 февраля 2012 в 10:00

19065

Оформляем «Ведомость эксплуатационных документов»

24 мая 2017 в 10:00

16912

Правильная утилизация батареек

14 ноября 2012 в 10:00

14283

Проблемы в системе понятий. Отсутствие логики

25 декабря 2012 в 10:00

12417

Порядок переключений в электроустановках 0,4 — 10 кВ распределительных сетей

31 января 2012 в 10:00

11822

Как производится

При производстве силовых кабелей (СК) во всём мире применяют две технологии.

Технология сшивки бывает:

химической;
радиационной.

Химический способ разделяют на два вида производства, в зависимости от реагентов, которые используют при химических реакциях: это пероксиды и силаны.

Пероксиды, помещённые в среду нейтральных газов, в сочетании с определённым давлением и заданной температурой дают эффект сшивки. Она распространяется по всей толщине и не имеет включений воздуха. Пероксидный метод применяют для выпуска кабелей, рассчитанных на среднее и высокое напряжения.

Важно! Перед испытаниями продукция, изготовленная при помощи пероксидов, должна выдерживаться достаточное время, для того чтобы из изоляции после сшивки вышел метан. Выдержку проводят при температуре 800С, под давлением. Силаны являются активно-поверхностными веществами (органическими соединениями кремния), они устойчиво связывают органическую матрицу и неорганические наполнители

Это более дешёвый способ, при котором изоляцию на жилу накладывают в кремневой кислоте. Силановый метод используют для производства кабелей, эксплуатируемых при низком и среднем напряжениях

Силаны являются активно-поверхностными веществами (органическими соединениями кремния), они устойчиво связывают органическую матрицу и неорганические наполнители. Это более дешёвый способ, при котором изоляцию на жилу накладывают в кремневой кислоте. Силановый метод используют для производства кабелей, эксплуатируемых при низком и среднем напряжениях.

Радиационная технология, хоть и более эффективная, но из-за остаточной радиации применяется для изготовления кабелей для особых условий эксплуатации. Она выполняется путём облучения полиэтилена жёсткими гамма-лучами.

Способы сшивки

Интересно. Используемый в пероксидной технологии катализатор (перекись дикумила) имеет резкий особый запах. Он появляется при попытке механического разрушения изоляции. Насекомые и грызуны его не переносят, что является хорошей защитой от нападок грызущих животных.

Плюсы и минусы пероксидного метода

Кабели с изоляцией из СПЭ начали вводиться в эксплуатацию ещё с середины прошлого века. Японцы стали первопроходцами в этом. На сегодняшний день такая продукция, рассчитанная на среднее напряжение, занимает от 80 до 95% в США, Канаде, Дании и Германии в общем объеме. Япония, Франция, Швеция и Финляндия приблизили этот показатель к 100%. Российские производители продукции для энергетики также взяли курс на выпуск таких надёжных проводников.

Свойства полиэтилена – Горючесть

Свойства полиэтилена при контакте с огнем полиэтилен быстро загорается, плавится и стекает каплями. Пламя при горении – синее, слабосветящееся, с запахом затухающей свечи.

Наиболее опасными токсичными газами, образующимися при сгорании полиэтилена, являются углерода оксид (СО), водорода хлорид (HCI) и углерода диоксид (СО2). Количество СО, выделяющегося при термическом разложении полиэтилена, составляет 9-12 %.

Диоксид углерода в малых концентрациях не представляет большой опасности: его концентрацию 1,5 % в воздухе человек переносит без вреда для организма, но при концентрациях 3,0-4,5 % этот газ становится опасным для жизни человека при получасовом вдыхании. В настоящее время в нашей стране отсутствуют нормативные документы, регламентирующие критические концентрации СО, СО2, HCI и О2 при пожаре. В связи с этим для оценки пожарной опасности пластмассовых трубопроводов литературными источниками рекомендуются следующие критические концентрации: СО – 0,1 %, СО2 – б %, HCI – 5 % и О2 – 17 %.

В качестве замедлителей горения полиэтилена применяются хлор- и бромсодержащие органические соединения. В качестве средств пожаротушения применяются: тонко распыленная вода, вода с добавками поверхностно-активных веществ, пена, огнетушащие порошки, асбестовое полотно и др.

Конструкция

В середине расположена токоведущая жила из алюминия или меди.

Поверх нее нанесен токопроводящий слой, который состоит из того же самого сшитого полиэтилена, но в него включены специальные добавки, основная часть из которых — это сажа.

Сажа добавлена для того, чтобы получить полупроводящий слой, выполняющий функцию выравнивания электромагнитного поля.

Без него, на отдельных жилах напряженность может быть увеличена до 30% по сравнению с остальными. А это способно вызвать частичные разряды между изоляцией и жилой.

Далее идет основная изоляция. Ее толщина зависит от напряжения.

Поверх основной изоляции также накладывается полупроводящий слой. Сажи в нем до 40%.

После идут различные защитные материалы:

подложка

Она может быть выполнена из кабельной бумаги или из нетканого материала с полупроводящими свойствами

экран из медных проволок

в противоположную сторону наложения проволок, на экран накручивается лента медной фольги

Ее функция обеспечить контакт между проволоками, для того чтобы распределить равномерно ток протекающий по ним.

еще один защитный слой из кабельной бумаги или ленты нетканого материала

Он удерживает экран в плотно намотанном состоянии.

поверх всего этого накладывается оболочка из защитного полиэтилена

Здесь уже применяется обычный полиэтилен со свойствами светостабилизации и хорошей механической прочности.

В другой конструкции кабеля АПвПуг-10 две новые буквы обозначают:

усиленная оболочка

Она по свойствам такая же как и обычная, но большей толщины.

Кабеля с усиленной оболочкой прокладываются по сложным трассам, в трубах и там, где имеется большее количество пересечений с другими кабелями, водопроводами или иными инженерными сооружениями.

наличие под экраном герметизирующего слоя

Этот слой препятствует распространению воды вдоль кабеля при повреждении внешней оболочки. По своим свойствам эта водоблокирующая лента напоминает детский памперс.

То есть, при попадании воды во внутрь кабеля, эта лента разбухает и препятствует дальнейшему распространению влаги.

В отличие от изделий с бумажной изоляцией, здесь не возможна ситуация, когда кабель буквально всасывает в себя влагу на протяженности нескольких десятков метров.

Если в названии присутствует индекс “2г”, то это означает двойную герметизацию. Одна водоблокирующая лента обеспечивает продольную герметизацию, а внешний слой, выполненный из алюмополимерной ленты – поперечную.

Причем этот защитный слой, может полностью защитить кабель от незначительных трещин на внешней изоляции.

Трехфазные кабеля АПвПуг-10 фактически представляют из себя собранные воедино однофазные модели в общей защитной оболочке.

При этом многим электрическим характеристикам такие кабеля соответствуют обыкновенным видам с бумажно-пропитанной изоляцией.

Главное их отличие и достоинство заключается в том, что даже при повреждении внешних покровов и попадании воды на основную изоляцию (экран, подложки), кабель спокойно будет продолжать работать.

В отличии от обычных КЛ, где внешний дефект в итоге очень быстро сказывается на самих жилах.

Изоляция жил из сшитого полиэтилена не гигроскопична и поэтому обеспечит нормальную работу электроустановки. Фактически зафиксированное время работы кабеля СПЭ, с поврежденной и разрушенной внешней защитной оболочкой, на реальном объекте — порядка 5 лет.

Разница и сравненение кабеля с СПЭ изоляцией 6-35кв и кабеля с бумажной изоляцией:

Основные технические характеристики для высоковольтных кабелей из сшитого полиэтилена (сечение, толщина изоляции, вес, номинальный ток):

6-10кв20кв35кв110кв220кв

Дополнительные характеристики (токи КЗ, сопротивление, емкость, вместимость барабанов):

Допустимые токи КЗ для КЛ 6-10-35квПоправочные коэффицентыСопротивление жил кабеляЕмкость кабеляЗначение тока утечкиИндуктивное сопротивление жилВместимость кабельных барабанов

Переход на кабели с изоляцией из СПЭ взамен кабелей с БПИ обусловлен рядом неоспоримых преимуществ:

более высокая надёжность в эксплуатации;
меньшие расходы на реконструкцию и содержание кабельных линий;
низкие диэлектрические потери (коэффициент диэлектрических потерь 0,001 вместо 0,008);
высокая стойкость к повреждениям;
большая пропускная способность за счёт увеличения допустимой
температуры нагрева жил: длительной (90°С вместо 70°С), при перегрузке (130°С вместо 90°С);
более высокий ток термической устойчивости при коротком замыкании (250°С вместо 200°С);
низкая допустимая температура при прокладке без предварительного подогрева (-20°С вместо 0°С);
низкое влагопоглощение;
меньший вес, диаметр и радиус изгиба, что облегчает прокладку на сложных трассах;
возможность прокладки на трассах с неограниченной разностью уровней;
более экологичный монтаж и эксплуатация (отсутствие свинца, масла, битума).

Технические характеристики кабелей на напряжение 10 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена

		БПИ
Номинальное переменное напряжение частоты 50 Гц, (кВ)	10,0	10,0
Рабочая температура жил, (°С)	+90	+70*
Допустимый нагрев жил при работе в аварийном режиме, (°С)	+ 130	+90*
Максимальная температура жил при коротком замыкании, (°С)	+250	+200*
Эксплуатация при температуре окружающей среды, (°С)		-50/+50
— ПвВ, АПВв, ПвВнг-LS, АПвВнг-LS — ПвП, АПвП, ПвПу, АПвПу	— 50/+50 — 60/+50
Монтаж без предварительного подогрева при температуре не ниже, (°С) — ПвВ, АПВв, ПвВнг-LS, АПвВнг-LS, — ПвП, АПвП, ПвПу, АПвПу	— 15 — 20
Радиус изгиба кабелей (наружных диаметров)	15 (7,5*)	15
Гарантийный срок эксплуатации, (год)	5	4,5
* при использовании специального шаблона при монтаже

Кабели предназначены для передачи и распределения электроэнергии в стационарных установках на напряжение 10 кВ переменного тока частотой 50 Гц для сетей с изолированной и заземлённой нейтралью категорий А, В и С по международному стандарту МЭК 60 183, 1984.

По конструктивному исполнению, техническим характеристикам и эксплуатационным свойствам соответствуют международному стандарту МЭК 60 502-2, 1997 и ТУ 16.К71-025-96 с изменениями от 21.05.2003.

Трубные переводы

Однофазная конструкция кабеля с изоляцией из СПЭ накладывает определённые ограничения на способы их прокладки в отличие от кабелей традиционных трёхфазных конструкций с бумажнопропитанной изоляцией. Например, в оговариваются допустимые температурные условия эксплуатации кабеля при различных способах его прокладки, а в подчёркиваются особенности прокладки кабеля с изоляцией из СПЭ в местах, требующих их механической защиты с помощью труб: при пересечении инженерных сооружений, естественных препятствий и т.п. В ряде проектов на определённых участках кабельной трассы (зачастую под автодорогами и железнодорожными насыпями) предполагается пофазная прокладка кабелей в металлических трубах, что запрещено в инструкциях всех заводов-изготовителей. При такой прокладке дополнительным источником тепла являются токи Фуко, протекающие по металлической трубе. Нагрев самой трубы вызывает дополнительный нагрев заключённого в трубу кабеля, тем самым снижая его пропускную способность.

Трубные переводы должны выполняться либо асбоцементными трубами, либо трубами ПНД, стыки труб должны быть соединены герметично. Стыки АЦ-труб необходимо забетонировать, а стыки труб ПНД — сваривать. Трубные переводы, выполненные АЦ-трубами, обязательно проверяются «на просвет». Перед протяжкой кабеля трубы необходимо прочистить, а при необходимости — промыть водой под напором. При затяжке в трубу тягового троса через неё необходимо протянуть поршень-калибр, диаметр которого на 5 мм меньше внутреннего диаметра трубы. Для трубных переводов длиной до 10 м диаметр трубы должен быть не менее 1,5 диаметра кабеля, для труб длиной более 10 м — не менее 2 диаметров кабеля.

Для снижения трения кабеля в трубе необходимо использовать смазку. В качестве смазки можно применять технический вазелин или мыльный раствор (рис. 6). Трубные переводы должны выполняться прямыми, повороты — плавными (не более 3°), так как при больших углах возможно заклинивание тягового троса. Повороты с большими углами необходимо выполнять открытыми длиной не менее 3 м, с возможностью установки угловых роликов. Применение гофрированных труб недопустимо, так как из-за их низкой механической прочности при протяжке троса стенки труб им прорезаются и при прохождении захвата типа «чулок» по разрезанной трубе она разрушается.

Основные производители

Выбирая конкретную марку ТППэп, следует обратить особое внимание на ведущих производителей данного типа продукции. Так как именно они обеспечивают надлежащее качество и соблюдение всех заявленных характеристик. Среди таких компаний хорошо зарекомендовали себя:

Среди таких компаний хорошо зарекомендовали себя:

«Самарская кабельная компания»;
«Сибкабель»;
«ТД РТ-Кабель»;
«ТД Воронежтелекабель».

Вышеприведенные компании выпускают ТППэп в самых различных типоразмерах и модификациях. Поэтому перед покупкой конкретной модели следует определиться с нужными вам параметрами и выбрать наиболее подходящий из предложенных в каталоге.

Особенности заземления кабельной трассы

Наружное покрытие СПЭ проводников выполнено из полупроводящего материала. Это необходимо для поиска повреждения оболочки. Однако этот факт создает некоторые сложности при заземлении.

Если к земле подключаются оба конца кабеля, то при протекании по нему тока на внешней оболочке наводится ЭДС. В результате возникает ток, циркулирующий между землей и полупроводящей оболочкой. Это приводит к лишним и нежелательным потерям активной энергии. Проблема решается разделением линии на 3 участка и транспозицией отрезков полупроводящей оболочки. Для этого выпускаются специальные транспозиционные муфты, которые позволяют выполнить отвод от оболочки отдельным высоковольтным проводом.

Транспозиционная муфта 110 кв

Практикуют и другой способ заземления экрана — подключение с одного конца. В таком случае на оставшемся свободным окончании кабеля наводится чрезмерно большое напряжение. Это требует подключения разрядников или ограничителей перенапряжения (ОПН). Их рекомендуется использовать на 6 кВ. Перед испытанием линии все ОПН придется отключать, что крайне неудобно на длинных трассах.

Выводы

Если вы решили смонтировать электропроводку в своем доме самостоятельно, сделайте правильный расчет, чтобы нагрузка не превышала допустимую. Учитывайте, что в будущем вы можете приобрести новый холодильник, стиральную машину-автомат, посудомоечную машину, тостер, пароварку, мультиварку, электрическую духовку и других помощников по дому, с мощным потреблением электроэнергии. Проводку для осветительных ламп допускается сделать из простых двужильных проводов. Стиральную машину автомат подключать непосредственно от распределительного щита, отдельным кабелем, рассчитанным на высокую силу тока, через устройство запасного отключения, с обязательным заземлением.

Затем определитесь с местом укладки, наметьте путь пролегания, измерив общую длину. Кабель покупайте только у сертифицированных продавцов, учитывая количество фаз, рассчитанное сечение, способ прокладки. В магазин отправляйтесь со штангенциркулем, чтобы уточнить толщину жил и защитных оболочек. Зарубежные производители часто изготавливают жилы с заниженным сечением.