Применять кабели из сшитого полиэтилена (КСПЭ) в мире начали с 1970-х годов 20 века. С тех пор у стран запада накопился опыт в их эксплуатации, испытаниях и монтаже. В странах, где понимают буквы, которые я пишу, использовать данный тип кабелей стали относительно недавно, вследствие чего существует множество вопросов и необходимость раскрыть эту тему подробнее.
Массовое внедрение КСПЭ вместо маслонаполненных и кабелей с пропитанной бумажной изоляцией связано во первых с более высокими характеристиками новых кабелей и во-вторых с высоким показателем отказов старых кабелей. Показатель отказов характеризуется количеством пробоев изоляции на сто километров. Сам встречал ситуации, когда кабель представляет из себя сплошные муфты, которые ставят после очередного пробоя, а количество муфт растет с каждым новым повреждением. Чем же так хороши КСПЭ.
Преимущества кабеля из сшитого полиэтилена над КПБИ
Низкая удельная повреждаемость
По статистическим данным использования этих кабелей в Германии на напряжении 6-35кВ по сравнению с кабелями пропитанной бумажной изоляцией (КПБИ), показатели повреждения у КСПЭ в два-три раза ниже чем у их бумажных “коллег”. Это в свою очередь снижает затраты на капремонты КЛЭП.
Меньшая емкость
По сравнению с КПБИ, емкость у КСПЭ меньше на 17%, что означает меньший емкостной ток замыкания на землю, да и меньше разряжаться будет такой кабель после испытаний.
Большая пропускная способность
Для прохождения больших токов нагрузки у кабеля из сшитого полиэтилена требуется меньшее сечение жил. А допустимая рабочая температура жил составляет 90 градусов, против 70-ти у КПБИ.
Меньший вес
Это упрощает прокладку и монтаж данного кабеля.
Отсутствие масла и разного рода жидкостей
Здесь сразу множество плюсов. Это и возможность прокладки на разных уровнях, более легкие условия монтажа и установки муфт, отсутствие течи масла, что благоприятно сказывается на окружающей среде.
Большая строительная длина
Этот показатель определяется длиной кабеля в барабане, чем он больше, тем меньше нужно муфт при прокладке. Однако, не всегда это хорошо, ведь, бывает, нужно 60 метров, а минимум в барабане 300м, но это уже лирика.
Высокая морозоустойчивость
Кабели позволяют производить прокладку без подогрева при температурах до -20 градусов, что несомненно относится к преимуществам.
При прокладке в воздухе допускают протекание большего тока, нежели под землей
Недостатки кабеля из сшитого полиэтилена
Отсутствие многолетних данных эксплуатации
В ходе эксплуатации могут возникать дефекты и факты, для устранения которых потребуются затраты при последующем проектировании кабелей. В случае со старыми типами кабелей, как говорится, все учтено. Однако, с каждым годом актуальность данного пункта будет уменьшаться.
Высокая стоимость
Высокая стоимость обусловлена сложность самого процесса производства. Однако это может измениться, вопрос когда?
Потери в кабеле
Из-за возможности пропускать ток большей величины и большей возможной рабочей температуры (90 градусов) увеличивается активное сопротивление и связанные с этим потери активной мощности. При присутствии же реактивной нагрузки все еще хуже, потому что одножильные КСПЭ имеют большее индуктивное сопротивление чем трехжильные КБПИ, а следовательно и потери реактивной мощности. При прокладке КСПЭ в линию их индуктивное сопротивление примерно в 1,6 раз больше, чем при прокладке “треугольником”.
Ток в экране одножильного кабеля
Возникающий в экране одножильного кабеля ток при прокладке трех жил достигает величин равных току жилы. Для уменьшения величины этого тока рекомендуют производить транспозицию экранов. Экранов!, а не кабелей.
Существенных недостатков не выявлено, а вот достоинств хоть отбавляй. Отсюда приходим к выводу, что КСПЭ высоконадежные элементы энергосистемы, внедрение которых идет на пользу надежности и долговечности работы электросетей.
Типы кабелей из СПЭ
КСПЭ выпускаются на средние напряжения 6-35кВ (одно- и трехжильные), высокие и сверхвысокие вплоть до 500кВ (одножильные) с медной или алюминиевой жилой. Чтобы было нагляднее приведем рисунок, на котором покажем вид в разрезе одножильного кабеля из сшитого полиэтилена.
Состоит одножильный кабель из: токопроводящей жилы (медная или алюминиевая) круглая многопроволочная, внутреннего и внешнего (относительно СПЭ) полупроводящего слоя, сама изоляция из сшитого полиэтилена, экран из медных проволок, окруженный внешним и внутренним разделительным слоем водоблокирующей ленты и оболочка из полиэтилена. При напряжении выше 110кВ выпускаются КСПЭ, в которых три жилы помещены в стальную трубу.
Маркировки кабелей из сшитого полиэтилена
Теперь, представив, как примерно выглядит кабель в разрезе, постараемся разобраться с русскими и зарубежными маркировками кабелей и их расшифровками. Для этого сведем собранные данные в табличку.
| Элемент | Обозначение | Расшифровка |
|---|---|---|
| Токопроводящая жила | - | медная |
| А (А) | алюминиевая | |
| Изоляция | Пв (2X) | сшитый полиэтилен |
| Экран | Э | медный экран по изолированной жиле |
| Эо | медный общий экран трехжильных кабелей | |
| Эоа | герметизация общего экрана алюмополимерной лентой | |
| г | продольная герметизация экрана водонабухающими лентами | |
| га, 2г | продольная и поперечная герметизация экрана водонабухающими и алюмополимерной лентой | |
| Броня | - | нет брони |
| Б | броня из стальных оцинкованных лент | |
| К | броня из стальных оцинкованных проволок | |
| Ак | броня из алюминиевых проволок | |
| Наружная оболочка | П | полиэтилен |
| Пу | усиленная полиэтиленовая | |
| Пнг-HF-А(В) | полимерная композиция не распространяющая горение по кат. А(В) пожарн. | |
| В | ПВХ пластикат | |
| Внг-А(В) | ПВХ пластикат пониженной горючести | |
| Внг-LS-А(В), Внгд | ПВХ пластикат пониженной горючести с пониженным газо- и дымовыделением | |
| ов (после экрана) | оптические волокна в стальных трубках, встроенные в экран |
Числовые значения, например, 1х240/50 означают одна жила, сечение жилы и сечение экрана в миллиметрах квадратных.
Как испытать кабель из СПЭ
В реалиях устанавливающейся эксплуатационной практики, нормы и объем испытаний определялись заводами-изготовителями продукции. Однако, в последних редакциях норм объема испытаний электрооборудования в Беларуси, например, установлены следующие нормы высоковольтных испытаний:
- испытание жил переменным напряжением частотой 0,1 Гц в течение 15 минут трехкратным номинальному напряжению. То есть для 6-18, для 10-30 и так далее.
- испытание оболочки выпрямленным напряжением 10 кВ в течение 600 секунд, или 10 минут. Это напряжение прикладывается между металлическим экраном и заземлителем.
Для испытаний используют специальные высоковольтные установки для подачи переменного напряжения малой частоты. Об этом напишу отдельный материал. ну и естественно до и после испытаний мегаомметром испытываем кабель на 2500В.
По запросу у заводов-изготовителей можно узнать данные емкостей, сопротивлений активных и индуктивных. Активное сопротивление может изменяться в зависимости от сечения от 0,01 до 0,4 Ом/км, индуктивное (в зависимости от сечения для класса напряжения 6-35кВ) - от 0,08 до 0,2 Ом/км.
Радиус изгиба кабелей из сшитого полиэтилена должен быть не менее 15 наружных диаметров кабеля для напряжения до 35кВ и двадцати диаметров для напряжения 110-220кВ.
