Ele-prof.ru

Электро отопление
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Испытания силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена

Испытания силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена

Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена
Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена

В России использовать кабель, изоляция которого изготавливается из сшитого полиэтилена, начали в конце 90х годов. На сегодняшний день данные кабели широко применяются в современном энергохозяйстве больших и малых городов, различных предприятий и прочих объектов. Причиной такого распространения являются несомненные преимущества, которыми обладают кабели данного типа:

  • учитывая отсутствие в изоляции масла и, соответственно, исключая его перетекание с участков, расположенных выше на нижние участки, возможна прокладка кабеля на территориях, где имеются перепады высот;
  • длительный срок эксплуатации. Значительно превышающий период использования кабеля, изоляция которого – бумажно-масляная;
  • высокая надёжность, уменьшение количества повреждений;
  • гибкость кабеля, упрощающая его прокладку в труднодоступных местах, на трассах повышенной сложности, а также обеспечивающая экономию средств и рабочего времени монтажной бригады;
  • широкий температурный диапазон прокладки – при изготовлении кабеля используются современные полимерные материалы, которые дают возможность осуществлять прокладку при температуре до -20°С, предварительно его не разогревая;
  • уменьшение диэлектрических потерь в сравнении с использованием кабелей, имеющих бумажно-масляную изоляцию.

Несмотря на весомые преимущества, следует также учитывать и то, что надёжность кабеля, независимо от его типа и изоляции зависит не только от имеющихся заводских характеристик, правильности осуществления прокладки и профессиональности выполнения монтажа, но и от уровня технического обслуживания, его своевременного проведения, диагностики при приёмке и в процессе эксплуатации.

Как известно, на данный момент отсутствует какая-либо нормативная база, регламентирующая такие виды работ как испытания силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена или же диагностика кабеля из сшитого полиэтилена, а также многие другие. Поэтому для большинства организаций и предприятий, сталкивающихся с данными кабелями, вопрос технического обслуживания является довольно сложным и проблемным. Нормы испытаний кабелей с СПЭ-изоляцией берутся из источников различной степени информативности и зачастую устанавливаются заводами-изготовителями, руководствуясь опытом работы зарубежных коллег.

Такой вопрос, как испытание кабелей со спэ изоляцией является актуальным и рассматривается ведущими специалистами. Интерес к данному вопросу связан и с конструктивными особенностями кабеля, и с характеристиками материала, который используется для изготовления изоляции. Не меньше внимания уделяется и таким вопросам, как диагностика и периодичность испытаний кабельных линий с СПЭ-изоляцией. Опыт европейских коллег является очень ценным, даёт возможность структурировать информацию, касающуюся вопросов прокладки, диагностики и обслуживания кабельных линий.

1. Виды повреждений кабелей, имеющих СПЭ-изоляцию

Специалистами выделяются четыре типа повреждений кабеля со СПЭ-изоляцией, являющихся основными:

  • внешние повреждения изоляции, которые возникают в результате нарушения технологии прокладки. Такие повреждения составляют 70% общего количества регистрируемых повреждений кабеля;
  • внутренние повреждения изоляции, которые являются результатом несоблюдения правил эксплуатации (испытанием постоянным напряжением), а также вызываются естественным устареванием (появление триингов, водных деревьев);
  • различные повреждения имеющегося защитного экрана кабеля;
  • разнотипные повреждения кабельных жил.

Повреждения кабеля из сшитого полиэтиленаПовреждения кабеля из сшитого полиэтиленаПовреждения кабеля из сшитого полиэтилена
Повреждения кабеля из сшитого полиэтилена

Испытание кабеля из сшитого полиэтилена напряжением постоянного тока оказалось неэффективным и непригодным, хотя с большим успехом оно применялось для тестирования кабелей, имеющих бумажно-пропитанную изоляцию. В случае испытания силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена напряжением постоянного тока происходит образование объёмного заряда на микровключениях молекул воды, являющихся инородными. Разрядка данного заряда при традиционном снятии с кабеля остаточного заряда путём заземления не происходит, потому что снизу и сверху данного «конденсатора» находится сшитый полиэтилен (диэлектрик).

Дальнейшая подача рабочего напряжения приводит к суммированию напряжённостей электрополей и может вызвать локальное превышение предела прочности изоляции, что вызовет появление особых "электрических древовидных структур" (водные триинги). Изоляция повреждается (причём повреждения носят необратимый характер), наличие частичных разрядов, которые возникают в слабых местах изоляции, способствует дальнейшему развитию водяных деревьев. Но не только это приводит к развитию водяных деревьев, также способствуют из «разрастанию» действия электрополя, имеющейся воды, различные механические дефекты, время. Все перечисленные факторы вместе с возникшими водяными деревьями через определённое время приводят к пробою, который возникает именно в месте основного скопления данных водяных деревьев. К тому же, испытание спэ кабелей повышенным напряжением постоянного электротока не даёт никаких возможностей для выявления зарождающихся повреждений серьёзного характера.

Пробой в канале водяного дереваВодный триинг, зародившийся из-за инородного тела в изоляцииБольшой водный тринг и изоляции кабеля
Водные триинги в изоляции СПЭ кабелей

Учитывая вышесказанное, испытание кабеля из сшитого полиэтилена необходимо проводить с использованием переменного напряжения. Постоянно изменяющаяся полярность заряда обеспечивает компенсацию накапливающихся зарядов, и происходит их разрядка. Эффективным является испытание СПЭ кабелей установкой СНЧ (напряжением сверхнизкой частоты), при котором удаётся достичь максимальной скорости развития пробоя и выявить имеющиеся дефекты в течение испытания. Форма выходного напряжения должна быть симметричной – это обстоятельство является особо важным.

Цикл имеет положительную и отрицательную половины, которые не являются идентичными, так как зависимость вида сигнала от величины нагрузки очень велика. Именно из-за этого возможно накопление постоянной составляющей, приводящее к созданию объемного заряда, способного в дальнейшем вызвать повреждение кабеля. Этого не произойдёт, если форма синусоиды испытательного напряжения является полностью симметричной.

В данной области несколько передовых научных разработчиков. В 1995г одной компанией вместе с ведущими научными германскими университетами были проведены особые исследования, результаты которых привели к разработке первой специальной системы, основным предназначением которой было проведение высоковольтных испытание СПЭ кабелей установкой СНЧ. Данная система имеет запатентованную цифровую технологию формирования выходного сигнала, именуемую (чистый синус), которая представляет собой наиболее современную технологию генерирования высокого напряжения СНЧ.

Читайте так же:
Как разобрать выключатель света гольф 4

Внешний вид установки HVA-30Установка сверхнизкой частоты HVA-30Симметричное выходное напряжение синусоидальной формы волны
Установка СНЧ HVA-30 для испытания кабеля со СПЭ изоляцией

Основные особенности технологии:

  • выходной сигнал абсолютной симметричности, независимо от длины кабеля, уровня напряжения для испытания;
  • испытательное симметричное синусоидальное напряжение, которое обеспечивает направленность распространения имеющегося повреждения, что даёт возможность проведения испытания высоконадёжных кабелей и определять потенциальные пробои (90%) в течение получаса испытаний.

Результаты проведения данных исследований стали базой для разработки инструкции VDE DIN0276-620, по которой нормы испытаний кабелей с СПЭ-изоляцией определяют напряжение, равняющееся 3хUo (частота 0,1Гц, время воздействия — 30 мин).

Нормы испытаний кабелей со СПЭ- изоляцией согласно VDE DIN 0276-620

Напряжение кабельной линии, кВИспытательное напряжение на 0,1Гц
3хUo*, кВ
Длительность приложения испытательного напряжения 0,1Гц
61230 мин
1018
2035
3560

*Uo = фазное напряжение кабельной линии (Uo=(3*U) 1/2 )

В соответствии с нормами VDE DIN 0276-620 ведущими специалистами "Московских кабельных сетей", первой российской организации, внедрившей кабели с изоляцией СПЭ в собственном энергохозяйстве, наиболее опытной в работе с кабелем данного вида, была разработана собственная инструкция для испытаний кабельных линий, имеющая название УП-Б-1.

Нормы испытаний кабелей со СПЭ- изоляцией согласно УП-Б-1

Напряжение кабельной линии, кВИспытательное напряжение на 0,1Гц
3хUo*, кВ
Длительность приложения испытательного напряжения 0,1ГцДлительность приложения испытательного напряжения 0,1Гц
После ремонта
61230 мин20 минут
1018
2035
3560

Периодичность испытаний кабельных линий со СПЭ-изоляцией 10кВ, 20кВ и 35кВ, включая кабельные вставки:

  • перед включением кабельной линии в эксплуатацию;
  • после проведения ремонтов кабельных линий.

2. Испытание оболочки кабеля из сшитого полиэтилена

Вторым необходимым типом испытаний является испытание оболочки кабеля из сшитого полиэтилена.

Данный тип кабельных повреждений связан с коррозионными процессами, их пагубным влиянием, а также с воздействиями механического характера, происходящими во время выполнения монтажа, ремонтных работ и несогласованных раскопок кабельных линий. Если вовремя не произвести ремонт участка повреждённой оболочки кабеля, то основная изоляция утратит свои свойства и произойдёт пробой кабельной линии.

Испытание оболочки кабеля из сшитого полиэтилена выполняется с использованием повышенного напряжения постоянного электротока. При возникновении пробоя производится локальный поиск конкретного места повреждения.

Нормы испытаний оболочки кабелей со СПЭ-изоляцией согласно УП-Б-1

Напряжение кабельной линии, кВИспытательное напряжение постоянного тока, кВДлительность приложения испытательного напряжения
10-20510 мин

Нормы испытаний оболочки кабелей с СПЭ-изоляцией регламентируют периодичность их выполнения. Проведение испытаний пластиковых защитных оболочек кабелей 10кВ-20кВ, имеющих изоляцию из сшитого полиэтилена, выполняются:

  • перед осуществлением включения кабельных линий в эксплуатацию;
  • после проведения ремонтных работ основной изоляции кабельной линии;
  • при раскопках, которые проводятся в охранной зоне конкретной кабельной линии, в связи с возможным нарушением целостности кабельных оболочек;
  • периодически – после сдачи в эксплуатацию (через 2,5 года), потом 1 раз в течение 5 лет.

Для данных целей существует специально разработанное оборудование – особый аппаратный комплекс, реализующий полный цикл соответствующих работ по проведению испытаний кабелей и кабельных оболочек, предварительному определению мест имеющихся повреждений и точного определения мест нахождения дефектов оболочек с применением метода шагового напряжения (автоматический режим).

3. Поиск повреждения кабеля из сшитого полиэтилена

Поиск повреждения кабеля из сшитого полиэтилена предполагает проведение работ в трёх направлениях:

  • нахождение мест повреждений кабельной изоляции;
  • нахождение мест повреждений кабельной оболочки;
  • нахождение мест повреждений кабельных жил.

3.1. Нахождение мест повреждённой кабельной изоляции

Данное направление включает в себя два определённых этапа:

  • Определение предварительной локализации места имеющегося повреждения изоляции, которое выполняется с применением петлевого метода (длина кабеля должна быть больше 50 м). На данном этапе применяется прецизионный мост.
  • Обозначение точной локализации с применением метода шагового напряжения.

3.2. Нахождение мест повреждений кабельной оболочки

Для предварительной локализации мест имеющихся повреждений используется мостовой метод проведения измерения по Мюррею и Глейзеру. Использование приёмника универсального для точной локализации методом импульсного напряжения. Прецизионный мост может реализовать полный комплекс.

3.3. Нахождение мест повреждений в кабельных жилах

Применяются такие методы нахождения повреждений: прожиг (только для 3х жильного кабеля), предварительная локализация (применение беспрожиговых методов), точная локализация (акустический метод). Полный цикл испытаний и нахождения мест повреждений реализуется специальным оборудованием.

Кабели из сшитого полиэтилена

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.

Плюсы и минусы кабелей из сшитого полиэтилена

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.

Читайте так же:
Кабель канал для проводов горизонтальный

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.

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.

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.

Это упрощает прокладку и монтаж данного кабеля.

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.

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.

Кабели позволяют производить прокладку без подогрева при температурах до -20 градусов, что несомненно относится к преимуществам.

Недостатки кабеля из сшитого полиэтилена

  • отсутствие многолетних данных эксплуатации

Высокая стоимость обусловлена сложность самого процесса производства. Однако это может измениться, вопрос когда?

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”.

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.

одножильный кабель 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.

ЭлементОбозначениеРасшифровка
Токопроводящая жиламедная
А (А)алюминиевая
ИзоляцияПв (2X)сшитый полиэтилен
ЭкранЭмедный экран по изолированной жиле
Эомедный общий экран трехжильных кабелей
Эоагерметизация общего экрана алюмополимерной лентой
гпродольная герметизация экрана водонабухающими лентами
га, 2гпродольная и поперечная герметизация экрана водонабухающими и алюмополимерной лентой
Бронянет брони
Бброня из стальных оцинкованных лент
Кброня из стальных оцинкованных проволок
Акброня из алюминиевых проволок
Наружная оболочкаПполиэтилен
Пуусиленная полиэтиленовая
Пнг-HF-А(В)полимерная композиция не распространяющая горение по кат. А(В) пожарн.
ВПВХ пластикат
Внг-А(В)ПВХ пластикат пониженной горючести
Внг-LS-А(В), ВнгдПВХ 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

  • 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.

2020 Помегерим! — электрика и электроэнергетика политика конфиденциальности связаться с автором сайта

Марки кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена 0,4-6-10кв. Отличие, характеристики, сечения.

кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена в разрезе

Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена в России имеют сокращенное обозначение СПЭ (в Англии — XLPE, в Германии VPE, в Швеции PEX). У таких кабелей лучшие электрические и механические свойства по сравнению с КЛ из бумажно-пропитанной изоляции.

Давайте разберемся в чем их существенные отличия и какова конструкция.

кабель марки АПВБбШв-1

Конструкция кабелей из сшитого полиэтилена и обычных до 1кВ, зачастую трудно отличимы. Вот, например марка АПвБбШв-1.

кабель марки АВБбШв-1

Этот вид очень похож на марку АВБбШв изготовленной из ПВХ пластиката.

Однако имеет одно существенное отличие:

  • толщина фазной изоляции у кабеля из сшитого полиэтилена, меньше чем у обычного ПВХ

Зачастую более чем на 25%.

технические характеристики кабеля из сшитого полиэтилена 0,4кв

Другие технические характеристики кабелей СПЭ на 0,4кв:

допустимые токовые нагрузки для кабелей 0,4кв из сшитого полиэтилена

номинальная толщина изоляции кабелей 0,4кв СПЭ

допустимый ток КЗ для КЛ 0,4кв из СПЭ

сечения нулевых жил для кабелей СПЭ 0,4кв

толщина наружной оболочки кабеля 0,4кв из СПЭ

А вот вся остальная конструкция практически не отличается.

кабель АВБбШв в разрезе

кабель ВБбШв в разрезе

  • защитный покров в виде шланга вокруг жил
  • бронелента
  • внешний покров из шланга поливинилхлоридного пластиката

Если они так похожи между собой, как их отличить неопытному монтеру или электрику? Есть два способа:

кабеля 0,4кв с изоляцией из сшитого полиэтилена

  • по толщине изоляции жил, как говорилось выше. И то если вы имеете перед собой одновременно два кабеля, чтобы их сравнить.

проверка кабеля на горючесть и сравнение

  • обыкновенным поджиганием этой самой изоляции

Достаточно посмотреть, как она горит. Если изоляция ПВХ, то горение будет сопровождаться с выделением большого количества копоти.

внешний вид кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена из чего состоит

Наиболее распространенные марки кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена 6-10-35-110кв:

прокладка кабелей в траншее в земле

  • ПвП, АПвП — для прокладки в земле

сложная трасса кабельной линии из сшитого полиэтилена прокладка

  • ПвПу, АПвПу – с усиленной оболочкой при сложных трассах

прокладка кабеля СПЭ в траншее с влажным грунтом

  • ПвПг, АПвПг – для прокладки в траншеях с влажным грунтом

Более подробно рассмотрим из чего состоит кабель на 10кв АПвП или ПвП из сшитого полиэтилена.

марки кабеля из сшитого полиэтилена

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.

разрез основной изоляции кабеля из сшитого полиэтилена

полупроводящий слой поверх основной изоляции кабеля из сшитого полиэтилена

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

После идут различные защитные материалы:

  • подложка

кабель СПЭ близко из чего состоит в сечении

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

экран из медных проволок на кабеле СПЭ

  • экран из медных проволок

кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена какие слои изоляции внутри

  • 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

разновидности кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена

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

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

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

прокладка кабеля в туннеле

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.

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

марка кабеля из сшитого полиэтилена с двойной герметизирующей изоляцией АПвП2г 10

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

повреждения на внешней оболочке кабеля СПЭ

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.

трехфазный кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена

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

кабель с поврежденными жилами

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.

сравнительные характеристики кабелей с СПЭ изоляцией и с бумажной изоляцией

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):

технические характеристики для кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена 6-10кв6-10кв

технические характеристики для кабеля из сшитого полиэтилена на 20кв45

технические характеристики для кабеля из сшитого полиэтилена на 35кв45

технические характеристики кабеля сшитого полиэтилена 110кв22

технические характеристики кабеля 220кв СПЭ24

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

допустимый ток КЗ для КЛ-6-10-35квдопустимый ток КЗ по экрану

поправочные коэффициенты для кабеля СПЭпоправочные коэффициенты на проложенные рядом кабели СПЭпоправочные коэффициенты для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена

сопротивление жил кабеля

емкость кабеля из сшитого полиэтилена

значение тока утечки для кабеля сшитого полиэтилена

индуктивное сопротивление жил кабеля СПЭ сшитый полиэтилен

вместимость кабельных барабанов для жил из сшитого полиэтилена

кабель СПЭ с ПВХ оболочкой

Марки кабеля ПвВ и АПвВ – это изделия с внешней оболочкой из поливинилхлоридного пластиката. Она применяется для прокладки в пожароопасных помещениях и там, где выставляются дополнительные условия по пожарной безопасности.

У них в аббревиатуре появляется дополнительная маркировка:

проверка кабеля из сшитого полиэтилена на не горючесть

Некоторые переводят как ”не горючий”, но это не совсем верно. Он горит при воздействии прямого огня. Однако стоит огонь убрать, и поддерживать горение далее он не будет.

Такие кабеля в основном прокладываются внутри помещений. Для прокладки их в земле необходимо, чтобы влажность грунта не превышала 14%.

кабель марки АПвВнг(В)LS из сшитого полиэтилена

Например АПвВнг(В) – Ls 10.

взрывоопасные зоны

Буква ”В” в скобках – кабель для эксплуатации в пожароопасных помещениях. Буква ”А” – во взрывоопасных. Иногда для огнезащитного барьера используется стеклолента.

кабель из сшитого полиэтилена с пониженным дымовыделением

Кабель АПвВнг(А) – Ls FRHF 10.

  • FR – огнестойкий
  • HF – без галогенный

Самый опасный галоген в кабелях это хлор. При горении вышеуказанная марка кабеля выделяет минимум дыма, горит только внутри пламени и не распространяет при пожаре вредных веществ.

трасса кабелей из сшитого полиэтилена снаружи

  • высокая надежность, так как фазы расположены раздельно

Конструкция, технические характеристики и особенности СПЭ кабелей из сшитого полиэтилена

Кабель из сшитого полиэтилена вошел в практику российских электромонтеров несколько позже других видов проводниковой продукции. Однако он стремительно набирает популярность и все чаще применяется на объектах стран СНГ. Поэтому даже опытным специалистам желательно познакомиться с СПЭ кабелями поближе.

Достоинства СПЭ

Изоляция СПЭ кабеля позволяет добиться более хороших эксплуатационных характеристик в сравнении с другими материалами. Улучшению технических свойств проводника способствует сложная технология сшивки молекул полиэтилена. Полученный материал обладает рядом преимуществ:

  1. Изоляция из сшитого полиэтилена выдерживает более высокие температуры в сравнении с устаревшими бумажными кабелями. Поэтому проводники способны перенести больший нагрев. Соответственно по СПЭ кабелю возможно передать к потребителю больший ток и мощность.
  2. Такой проводник легче переносит нагрев, возникающий при токах короткого замыкания. СПЭ кабель выходит из строя при КЗ в 15 раз реже.
  3. Изоляция из сшитого полиэтилена легче резины. Это упрощает его прокладку.
  4. В строении отсутствует масло. Соответственно он не способен высохнуть и потерять электрическую прочность. Вдобавок снижается риск загрязнения окружающей среды.
  5. Продолжительный срок службы более 30 лет. Отчасти это вызвано низкой впитывающей способностью полиэтилена.

Конструкция проводника

Кабель из сшитого полиэтилена в первую очередь отличается материалом основной изоляции. В обычном проводнике изолирующий слой выполнен из пропитанной диэлектрическим маслом бумаги и резины. В СПЭ изолятор изготовлен из сшитого полиэтилена. Но это не тот материал, который используется при производстве одноразовых пакетов. Разумеется, и нитками здесь ничего не сшивается.

Жилы плотно прилегают к полимерному наполнителю. Конструкция исключает образование пустот и складок в теле проводника. Вдобавок полиэтилен крайне плохо впитывает и пропускает воду. Поэтому токоведущие жилы защищены от коррозии и межфазного пробоя.

Конструкция кабеля из СПЭ

Производство кабелей из сшитого полиэтилена

Химически сшитый полиэтилен состоит из тех же молекул что и обычный. Однако между ними формируются дополнительные связи атомов углерода. Данная реакция осуществляется с помощью двух методов:

  1. Радиационный. Наиболее дешевый способ производства. Исходное сырье облучается жесткими гамма-лучами. В результате образуются новые химические связи между молекулами. Однако полученный на выходе проводник обладает остаточной радиацией. Поэтому такой метод используют крайне редко.
  2. Химический. Менее опасный. Делится на два подвида: пероксидная и силановая сшивка.

Пероксидный метод более эффективен. Сшивается до 85% молекул. В качестве реагента выступает перекись водорода. Реакция осуществляется при температуре 200°C.

Силановый метод позволяет сшить до 70% молекул этилена. В реакции используются катализаторы и вода. Силаны — это соединения кремния с водородом.

Технические характеристики СПЭ кабелей

Характеристики СПЭ могут иметь незначительные отличия у различных производителей. Это вызвано отличающимися способами производства и техническими нормами конкретного завода изготовителя. Поэтому перед прокладкой следует внимательно ознакомиться с технической документацией. Обычно она имеется на барабане с проводником. С примерными характеристиками трехжильных кабелей из сшитого полиэтилена можно ознакомиться в таблице.

Сечение жилы СПЭ кабеля напряжением 6-10 кВ, кв. ммПродолжительные допустимые токи, А
МедьАлюминий
50223173
70273212
95326253
120370288
150414322
185467365
240540423
300607477
400683543
500768618
630858702
800788

Важно! При поиске повреждения кабеля специальными приборами (Р5-10 и подобные) необходимо учитывать коэффициент укорочения линии. Этот показатель определяется материалом изоляции, формой жил и другими техническими характеристиками. Для кабелей из сшитого полиэтилена при расчете используют значения коэффициента от 1,5 до 1,67.

Общая информация о кабеле содержится в его маркировке. Например, АПвП — распространенный вид проводника. Расшифровка букв имеет следующий вид:

  • А — материал токоведущей жилы — алюминий;
  • Пв — изоляция из сшитого полиэтилена;
  • П — полиэтиленовая наружная оболочка.

Варианты конструктивного исполнения

Проводники с изоляцией из сшитого полиэтилена производятся на номинальное напряжение от 0,4 до 500 кВ. В алюминиевом исполнении токоведущие жилы обладают сечением от 35 до 800 кв. мм. Медные же образцы производятся сечением от 25 до 630 кв. мм.

СПЭ проводник обладает 1, 2 или 3 токоведущими жилами. Силовые кабели дополнительно оснащаются наружным слоем из металлической брони. Она выполняет не только защитную функцию, но и препятствует излучению помех от токоведущих жил.

Низковольтные модели имеют обычную оболочку из сшитого полиэтилена. При напряжении 10 кВ защитный слой выполняется более толстым. А при 110 кВ изоляция усилена дополнительными ребрами жесткости.

Изоляция АПвПу2г 110 кВт с ребрами жесткости

В зависимости от исполнения отличаются и противопожарные свойства. Применяемые материалы не поддерживают горение. По пожарной безопасности они соответствуют категории А или В.

Строение

Со строением СПЭ проще ознакомится на примере одножильного силового проводника. В середине находится токовод из меди или алюминия. У многожильных кабелей он бывает круглого или треугольного сечения. Далее идет полупроводящий слой. Затем мощная толстая изоляция из сшитого полиэтилена.

Следующий слой разделительный. Он изготовлен в виде ленты и наматывается на кабель при его производстве. Далее идет медный экран. Дополнительно он усиливается лентами из аналогичного металла. За ним следует влагозащитный слой, изготовленный из прорезиненной ткани или полимерной ленты. Снаружи располагается оболочка из полиэтилена или усиленного ПВХ пластика.

Дополнительная информация. Предпочтительней использовать кабели с тоководами круглого сечения. Треугольная форма имеет острые грани. Они образуют большую напряженность поля, способную повредить сшитый полиэтилен. Также нет специального инструмента для разделки проводов треугольного сечения. Поэтому приходится делать это вручную при помощи ножа.

Строение кабеля

Толщина изолирующего слоя зависит от номинального напряжения трассы и тока, на который она рассчитана. Чем выше напряжение, тем больше вероятность высоковольтного пробоя и межфазного замыкания. А чем больше ток в кабеле, тем сильнее он греется и нуждается в теплоотводе.

Классификация СПЭ кабелей

По классу номинально напряжения проводники из сшитого полиэтилена подразделяются на 3 группы:

  1. До 35 кВ — 1-я группа.
  2. 45-150 кВ — 2-я группа.
  3. 220 кВ и выше — 3-я группа.

По площади сечения токопроводящей жилы:

  1. До 1600 кв. мм — 1-я.
  2. 70-2000 кв. мм — 2-я.
  3. 400-2000 кв. мм — 3-я.

По количеству токопроводящих жил:

  1. 1 или 3 токовода — 1-я группа.
  2. 1 — 2-я и 3-я группа.

С точки зрения материала токоведущей жилы СПЭ кабеля бывают:

  1. Медные.
  2. Алюминиевые.

По типу материала наружной оболочки:

  1. Полимерное покрытие.
  2. ПВХ пластик.
  3. Полиэтилен.

По типу защиты от механических повреждений:

  1. Бронирование стальными лентами.
  2. Проволокой из стали.
  3. Алюминиевой проволокой.

Важно! СПЭ кабели категорически запрещено испытывать постоянным напряжением. Его воздействие приводит к возникновению триингов, которые в последующем приведут к пробою изоляции. Поэтому для высоковольтных испытаний данной проводниковой продукции применяются установки переменного тока.

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.

Трехфазные кабели

Выпускаются различные модификации трехфазных кабелей. На практике чаще всего используют изделия с отдельным экранированием каждой жилы. Дополнительно у них может быть один общий экран для всего кабеля. Такая комбинация позволяет уменьшить помехи, испускаемые во внешнюю среду.

Существует и другой способ прокладки. При нем каждая фаза укладывается отдельным кабелем. Такой метод предпочтительней для мощных проводников сечением от 240 кв. мм, ведь проще укладывать 3 тонких кабеля, чем один толстый. Раздельная прокладка трех фаз благоприятно сказывается и на пропускной способности линии. Разведенные друг от друга жилы менее подвержены перегреву и способны пропустить без разрушения больший ток.

Раздельная прокладка фаз одножильными проводниками

СПЭ обладает повышенной надежностью. Он проще переносит нагрев, токи короткого замыкания и влажную среду в траншее. Из-за отсутствия масла он невосприимчив к разности высот при прокладке. Такие достоинства позволяют добиться бесперебойности в работе и внушительного срока эксплуатации более 30 лет.

В то же время достоинства есть и с точки зрения электромонтажников. СПЭ проводник более прост в работе. Он имеет сниженный вес и меньший радиус изгиба. Эти факторы делают его более предпочтительным для монтажа, от простоты и удобства которого зависит стоимость работ.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector