Кабели с изоляцией из СПЭ российского производства

Опубликовано: 5 мая 2007 г. в 12:54, 813 просмотров Комментировать

В последнее время в России отмечается всплеск интереса к силовым кабелям с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) взамен традиционно применяемых ранее кабелей с бумажно-пропитанной изоляцией (БПИ) и изоляцией из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). И это не случайно. Весь мир уже давно оценил преимущества, которые дает эксплуатация кабелей с изоляцией из СПЭ. Ряд российских заводов освоил технологию производства подобных кабелей и предлагает их отечественному потребителю. В том числе и ОАО «Электрокабель» Кольчугинский завод«. Рассказывает зам. технического директора по новой технике П. А. Николаев.

Традиционно энергетики использовали для прокладки в силовых сетях на низкое, среднее и высокое напряжение кабели с бумажно-пропитанной изоляцией. Силовые кабели с бумажно-пропитанной изоляцией имеют достаточно высокие и стабильные электрические характеристики, но, тем не менее, кабели с данным видом изоляции имеют ряд существенных недостатков. Это — сложный и малпроизводительный процесс изготовления, ограничения при вертикальных прокладках из-за стекания пропиточного состава. Металлическая оболочка (обязательный элемент конструкции, так как пропитанная бумага невлагостойка) значительно удорожает и утяжеляет конструкцию кабеля.

Все эти недостатки устраняются при использовании для силовых кабелей изоляции из современных полиолефиновых материалов, подвергаемых вулканизации (поперечной сшивке). Наиболее широко используемым полиолефином в кабельной технике является полиэтилен (ПЭ).

Но изначально термопластичному полиэтилену присущи серьезные недостатки, главным из которых является резкое ухудшение механических свойств при температурах, близких к температуре плавления.

Решением этой проблемы стало применение сшитого полиэтилена. Термин «сшивка» подразумевает обработку полиэтилена на молекулярном уровне. Поперечные связи, образующиеся в процессе сшивки между макромолекулами полиэтилена, создают трехмерную структуру, которая и определяет высокие электрические и механические характеристики материала, меньшую гигроскопичность, больший диапазон рабочих температур.

Существует несколько способов сшивания термопластичных материалов. Самый распространенный из них (для кабелей до 1 кВ) — сшивание через привитые органофункциональные группы, в качестве которых применяют силаны. Это, так называемая, силанольная сшивка. Сшивание происходит во влажной среде (пар, вода) при температуре 80—90°С, либо в условиях окружающей среды, что занимает немного больше времени. Под воздействием влаги происходит гидролиз силанольных групп и последующее их сшивание, ускоряющееся под действием тепла и катализатора.

Применение данного способа сшивания при производстве кабелей на среднее напряжение ограничено, поскольку кабели на напряжение 10—35 кВ имеют значительно большую толщину изоляции, чем кабели на низкое напряжение. Поэтому достаточно сложно добиться равномерности физикомеханических свойств в радиальном направлении изоляции и это не обеспечивается силанольной сшивкой.

При производстве кабелей на среднее и высокое напряжение используется другой способ сшивания — сшивание при помощи пероксидов. Сшивание полимерной изоляции при помощи пероксидов происходит непосредственно при ее наложении в сухой среде — среде инертного газа (азота) при высокой температуре (300—400°С)
и давлении 8—12 атм. Пероксидная сшивка позволяет обеспечить стабильность электрических характеристик кабеля, особенно на высокое напряжение.

Поэтому для кабелей на напряжение до 1 кВ во всем мире получила широкое распространение сшивка при помощи силанов, а для кабелей на среднее и высокое напряжение (с большой толщиной изоляции) — пероксидная сшивка.

Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена позиционируются как замена морально устаревших кабелей с бумажно-пропитанной изоляцией. Кроме того, применение кабелей с изоляцией из СПЭ на напряжение 6—10 кВ позволяет решить многие проблемы по надежности электроснабжения, оптимизировать, а в некоторых случаях даже изменить традиционные схемы сетей.

В настоящее время многие страны практически полностью перешли на использование силовых кабелей на среднее и высокое напряжение с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) и имеют положительный опыт эксплуатации. Сейчас в США и Канаде доля кабелей с изоляцией из СПЭ составляет 85% всего рынка силовых
кабелей, в Германии и Дании — 95%, а в Японии, Франции, Финляндии и Швеции в распределительных сетях среднего напряжения используется только кабель с изоляцией из СПЭ.

Ведущие энергосистемы России в основной своей массе также ориентированы на использование кабелей среднего и высокого напряжения с изоляцией из СПЭ при прокладке новых кабельных линий и замене либо капительном ремонте старых.

Преимущества кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена

  • большая пропускная способность за счет увеличения допустимой температуры жилы (допустимые токи нагрузки в зависимости от условий прокладки на 15—30% больше, чем у кабелей с бумажной изоляцией);
  • высокий ток термической устойчивости при коротком замыкании;
  • высокие электрические свойства изоляции, низкие диэлектрические потери;
  • меньше масса и габариты кабеля в целом, что облегчает прокладку кабеля как в кабельных сооружениях, так и в земле на сложных трассах;
  • высокая влагостойкость, нет необходимости в применении металлической оболочки;
  • меньше радиус изгиба;
  • возможность прокладки на трассах с неограниченной разностью уровней;
  • возможность прокладки кабелей при температуре -20°С без предварительного подогрева, благодаря использованию полимерных материалов для изоляции и оболочки;

Сравнительные характеристики силовых кабелей с изоляцией из сшитого ПЭ и кабелей с бумажно-пропитанной и ПВХ изоляцией на напряжение 1 кВ

Материал изоляцииСшитый ПЭБумажно-пропитанная изоляцияПВХ
1. Нагревостойкость изоляции
1.1 Длительно допустимая температура нагрева жил,°С908070
1.2 Допустимая температура при работе в аварийном режиме (6 часов),°С13010580
1.3 Предельно допустимая температура жил при  к.з,°С250200160
2. Допустимые токовые нагрузки в зависимости от сечения жилы120—125%105—110%100%
3. Относительная диэлектрическая проницаемость, 20°С2,34,04,5
4 Удельное объемное сопротивление, 20°С; Ом*см101610131013
5. Тангенс диэлектрических потерь, 20°С0,0010,0080,01
6. Минимально допустимая температура прокладки без предварительного подогрева жил,°С-20 (для АПвБбШп, ПвБбШп)
-15 (остальные)
0-15
7. Минимальный радиус изгиба (Dн — наружный диаметр кабеля, мм)7,5*Dн15*Dн — для кабелей в свинцовой оболочке,
25*Dн — для остальных кабелей
7,5*Dн
8. Разница уровней на трассе прокладки, мНе ограничено15Не ограничено

Сравнительные характеристики силовых кабелей с изоляцией из сшитого ПЭ и кабелей с бумажно-пропитанной и ПВХ изоляцией на напряжение 10—35 кВ

Материал изоляцииСшитый ПЭБумажно-пропитанная изоляция
1. Нагревостойкость изоляции
1.1 Длительно допустимая температура нагрева жил,°С9060
1.2 Допустимая температура при работе в аварийном режиме (6 часов),°С13080
1.3 Предельно допустимая температура жил при  к.з,°С250200
2. Допустимые токовые нагрузки в зависимости от сечения жилы120—130%100%
3. Относительная диэлектрическая проницаемость, 20°С2,34,0
4. Удельное объемное сопротивление, 20°С; Ом*см10161013
5. Тангенс диэлектрических потерь, 20°С0,0010,008
6. Минимально допустимая температура прокладки без предварительного подогрева жил,°С-20 (для ПвП, АПвП, ПвПу, АПвПу)
-15 (для ПвВ, АПвВ, ПвВнг-LS, АПвВнг-LS)
0
7. Минимальный радиус изгиба (Dн — наружный диаметр кабеля, мм)15*Dн (7,5*Dн при использовании специального шаблона)15*Dн — для кабелей в свинцовой оболочке,
25*Dн — для остальных кабелей
8. Разница уровней на трассе прокладки, мНе ограничено15

Учитывая, что уже разработаны специальные муфты для осуществления соединений между кабелями с бумажно-пропитанной изоляцией и изоляцией из сшитого ПЭ, применение кабелей возможно не только при прокладке новых линий, но и при ремонте существующих.

По материалам компании.

Рекомендуем почитать

Преимущества кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена
10 сентября 2008 г. в 17:18
Мировые тенденции развития кабельных энергораспределительных сетей среднего напряжения в течение последних десятилетий направлены на внедрение кабелей с теплостойкой экструдированной изоляцией (сшитый полиэтилен и этилен-пропиленовая резина) и замену ими кабелей с бумажной пропитанной изоляцией. В настоящее время в промышленно развитых странах Европы и Америки практически 100% рынка силовых кабелей занимают кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена. Переход от кабелей с бумажной пропитанной изоляцией (БПИ) к кабелям с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), связан со всё возрастающими требованиями эксплуатирующих организаций к техническим параметрам кабелей. В этом отношении преимущества кабелей из СПЭ очевидны.
Завод «Камкабель»: на встречу переменам
1 декабря 2006 г. в 18:39
На протяжении почти пятидесяти лет завод «Камкабель» выпускал силовые маслонаполненные кабели на напряжение до 500 кВ с бумажно-пропитанной изоляцией. В последние несколько лет спрос на кабели этой конструкции заметно снизился.
Российский кабель с EPR изоляцией вытесняет иностранные аналоги...
10 апреля 2010 г. в 10:19
Мировые тенденции развития кабельных энергораспределительных сетей среднего напряжения в течение последних десятилетий направлены на внедрение кабелей с теплостойкой экструдированной изоляцией (XLPE — сшитый полиэтилен и EPR — этиленпропиленовая резина) и замену ими кабелей с бумажной пропитанной изоляцией. На сегодняшний день, в кабельной отрасли РФ, стремительно развивается направление кабелей среднего напряжения с XLPE изоляцией, а с EPR изоляцией по сей день, закупаются только импортные, таких производителей как Nexans, Prysmian и др.
Решения для кабелей с БПИ\u002Dизоляцией
30 ноября 2010 г. в 16:10
Проблема течей масла из-под оболочки и концевых заделок кабелей с БПИ-изоляцией и возможность ее устранения с применением электроизоляционных материалов компании 3М.
Кабельная арматура компании 3М
30 ноября 2010 г. в 15:36
Кабельная арматура компании 3М — отличное решение для монтажа кабельных линий на среднее напряжение с изоляцией из сшитого полиэтилена, прокладываемых в подземных сооружениях.

Комментировать

    Еще никто не оставил комментариев.

Для того чтобы оставлять комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо авторизоваться на сайте.