Кабели СПЭ

Ещё не так давно для работы в высоковольтных линиях применялись кабели в традиционной бумажной оболочке, идеально подходящие для передачи мощностей с напряжениями 6 и 10 Киловольт. Вместе с тем не прекращались поиски нового изоляционного материала, который должен был обладать значительно лучшими характеристиками и мог бы без особых проблем заменить прежний. Такое синтетическое вещество было вскоре найдено, а изделия на его основе стали называться «кабели из сшитого полиэтилена» (СПЭ).

Внешний вид изделий из СПЭ

К настоящему времени большинство промышленных и гражданских потребителей высоковольтной продукции полностью перестроились на кабели СПЭ, оптимально подходящие для передачи мощностей с напряжениями от 6-ти до 10 кв.

Преимущества сшитого полиэтилена

Повсеместное переоснащение трасс на кабели СПЭ обусловлено целым рядом их достоинств, одно из которых состоит в том, что сшитый полиэтилен более надёжен в эксплуатации. Помимо этого, при его применении достигается целый ряд преимуществ, а именно:

• Существенно снижаются расходы на обслуживание и ремонт изделий;
• Такая изоляция отличается низким показателем диэлектрических потерь, не превышающих 0,001;
• Она имеет прекрасные прочностные характеристики и устойчива к деформациям;
• Увеличены пропускная способность и коэффициент загруженности кабельных линий;
• Снижена граница допустимых отрицательных температурных перепадов при укладке кабелей СПЭ без дополнительного подогрева;
• Такая оболочка характеризуется малым коэффициентом влагопоглощения;
• Благодаря СПЭ, удалость заметно снизить вес и диаметр кабеля, а также радиус его изгиба.

Указанные преимущества позволяют прокладывать кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена в траншеях, где уровни укладки имеют сравнительно большие значения.

Особенности конструкции

Варианты исполнения

Силовые кабели в полиэтиленовой защитной изоляции предназначаются для эксплуатации в линиях с действующими напряжениями 10-35 кВ (в сетях с различными типами заземлений). По своему конструктивному исполнению, а также по присущим им свойствам эти изделия соответствуют общепринятым в России нормам и требованиям.

К ним можно отнести ТУ 3530-001-42747015-2005 года, действующие совместно с техническими рекомендациями МЭК 60502-2.

Специфика конструкции кабелей СПЭ проявляется в следующих основных моментах:

• Эти изделия могут выпускаться как в одножильном, так и в более сложном – трёхжильном исполнении;
• Для получения нужного количества линий из трёх одножильных кабелей делается плотная скрутка, помещаемая в одну общую изоляцию;
• Второе из этих исполнений предполагает выпуск готового трехжильного кабеля с общим металлизированным экраном в наружной бронированной оболочке.

Разновидности кабелей из СПЭ

К особенностям их конструкции также следует отнести:

• Наличие специальных элементов герметизации, создающих надёжное препятствие на пути распространения влаги вдоль по токопроводящей жиле, а также в зоне металлической оболочки;
• Присутствие в ней хорошо защищённого экрана, сплетённого на основе медных проволочек и имеющего оговорённые в стандартах сечения;
• Длительные сроки службы этих изделий при соблюдении правил эксплуатации и хранения, составляющие не менее 30 лет.

Устройство

С вариантом конструктивного исполнения типового одножильного кабеля, рассчитанного на 10-35 кВ, можно ознакомиться на приводимом ниже рисунке.

Устройство одножильного кабеля

В его состав входят следующие обязательные элементы:

• Алюминиевая, а иногда медная токопроводящая жила округлой формы, состоящая из большого количества уплотнённых проволочек (1);
• Специальный экранный полупроводящий слой из СПЭ (2);
• Изоляционная оболочка кабеля (3);
• Экранная изоляция полупроводящая (4);
• Отдельная прослойка из электропроводящей бумаги (5);
• Оболочка-экран, набранная на основе медных проволок, поверх которых наложена лента из того же материала (6);
• Промежуточный разделяющий слой из ткани с резиной (7);
• Лента на основе полимера (8);
• Наружная полиэтиленовая оболочка с повышенными прочностными показателями (9).

Добавим к этому, что нормируемая толщина кабельной изоляции зависит от величины рабочих напряжений, на которые рассчитывается продукция данного класса. Как правило, она указывается в ТУ на выпускаемое изделие.

Специфика применения и классы продукции

Кабели в защитной изоляционной оболочке из СПЭ, как правило, применяются в линейных электрических сетях, когда необходимо:

• Обеспечить передачу на удалённые расстояния большой электрической мощности с высокой степенью надёжности;
• Обустроить трассу, прокладываемую на участках со значительными перепадами по высотам;
• Выполнить заданные требования по степени экологической защищённости и пожарной безопасности трассы прокладки.

В зависимости от своего назначения и условий применения кабели с СПЭ подразделяются на ряд классов, причём эта классификация проводится с учётом количества жил в каждом конкретном изделии. Так, одножильная кабельная продукция, общепринятая маркировка которой – «ПвП» и «АПвП», рекомендована к применению при прокладке в грунте. Её подвеска в воздухе и укладка в специальные короба открытого типа допускаются лишь при условии соблюдения дополнительных защитных мер, предохраняющих линию от пожара.

В свою очередь, образцы кабельной продукции, имеющие обозначения «ПвПу» и «АПвПу», предназначаются специально для использования на сложных участках кабельных линий, содержащих:

• Более четырёх изгибов с углом поворота свыше 30 градусов;
• Участки трассы с прямыми пролётами, имеющие более четырёх кабельных переходов, уложенных в трубах свыше 20-ти метров в длину;
• То же, но при наличии более двух трубных проходов общей длиной отрезка 40 метров или более.

Кабельные изделия таких известных марок, как «(А) ПвВнг-LS» и «(А) ПвПнг-HF», имеют своим назначением так называемую «групповую» прокладку в воздушных средах и кабельных коробах внутри помещений.

Кабель ПвПнг-HF

При этом, в зависимости от модификации и класса каждой конкретной модели, они предназначаются для эксплуатации в различных условиях задымлённости (плотности дыма), воздействия инертных газов и уровня перенапряжений.

Особенности включения по типу заземления

Эксплуатация кабельных изделий из СПЭ возможна в следующих условиях:

• Включение их в сети по схеме с изолированной нейтралью;
• То же, но с заземлённой нейтралью (ЗН);
• Эксплуатация в условиях замыкания на землю одной из фаз (ОЗЗ).

Рассмотрим, при каких условиях допускается каждое их перечисленных выше включений:

• Во-первых, при угрозе длительного воздействия на изоляцию предельных перенапряжений кабель может эксплуатироваться лишь при наличии системы автоматического отключения в режиме ОЗЗ;
• Во-вторых, в отсутствие защитного отключения нельзя исключить возможность пробоя изоляции на отдельных участках с необходимостью их дальнейшего ремонта или замены;
• В-третьих, наиболее благоприятные условия для эксплуатации кабельных изделий с СПЭ – включение по схеме с ЗН.

Используемый в таких схемах резистор должен иметь номинальное значение, которое выбирается обычно из следующих соображений. Протекающий через него ток (в точке КЗ на землю) не должен превышать величины фазной утечки наиболее мощного из всех кабельных присоединений.

Применение кабельной продукции из СПЭ в различных заземлённых передающих линиях возможно в тех случаях, если при ОЗЗ обеспечивается:

• Величина перенапряжений не превышает допустимого нормативами уровня;
• Возможные перенапряжения действуют в течение ограниченного времени или при условии, что такое воздействие осуществляется в переходном и установившемся режиме.

В заключительной части обзора отметим, что выбор конкретного вида кабельной продукции, соответствующей предполагаемым эксплуатационным режимам, осуществляется ещё на этапе проектирования. При этом особое внимание должно быть уделено соблюдению требований и методик, оговариваемых международным стандартом МЭК.

Они затрагивают такие важные технические характеристики кабельных изделий, какими являются их физико-механические параметры, а также возможность работы при низких температурах. В этих требованиях особо оговариваются минимально возможные радиусы изгиба и возможность защиты от высокочастотных э/м воздействий.

Видео