Xlpe изоляция что это
Xlpe изоляция что это
В названиях некоторых импортных, а в последнее время и отечественных, кабелей присутствует индекс «XLPE». Эта аббревиатура в переводе с английского означает: XL — Cross-Linked (сшитый), PE — PolyEthylene (полиэтилен).
Не углубляясь в органическую химию и тонкости технологических операций, процесс связыванию («сшивания») звеньев молекул полиэтилена, в результате которого образовывается трёхмерная сетка, можно описать следующим образом. При воздействии определённых факторов у молекул полиэтилена, состоящих из водорода и углерода, «вышибаются» отдельные атомы водорода. Освободившаяся связь соединяет отдельные цепочки, образуя вещество с новыми свойствами.
Существуют 4 основные технологии производства «сшитого» полиэтилена (СПЭ): азотная, электронная, силановая и пероксидная. Для производства кабеля с СПЭ в России согласно ТУ № 16.К71-335-2004 от 01.04.2001 г. (с изм. от 15.06.2011г.) используется только пероксидная и силановая технологии. Кабель с изоляцией, изготовленной по силановой технологии, имеет в маркировке дополнительную букву «S» – SXLPE. Такие кабели, ориентируясь на зарубежный опыт, целесообразно использовать на напряжении до 1 кВ.
Силовые высоковольтные кабели с изоляцией из «сшитого» полиэтилена, изготовленные по пероксидной технологии, обозначаются индексом XLPE. Они могут использоваться для энергоснабжения стационарных электроустановок переменным напряжением от 1 кВ. Кабель XLPE получил наибольшее распространение и успешно эксплуатируется в сетях среднего класса напряжения – до 35 кВ. Опытные прокладки в Москве начались в 1993-94 годах. Спустя 10 лет, в 2004 году, было принято решение о широком применении этих кабелей.
Разработка пероксидной технологии (способа сухой вулканизации) позволила изготавливать кабели с повышенными диэлектрическими свойствами, которые можно использовать в сетях высокого (до 220 кВ), сверхвысокого (до 750 кВ) и даже ультравысокого (свыше 750 кВ) напряжения.
Кабели XLPE имеют в основном одножильную конструкцию с однопроволочной или многопроволочной алюминиевой или медной жилой. Но есть кабели с СПЭ-изоляцией с тремя и более жилами. Токопроводящая жила защищена ПЭ- и XLPE-изоляцией. Кабель имеет экран по жиле и изоляции, а также экранирован слоем из медных проволок. В изделии используются водоблокирующие элементы. Снаружи кабель покрыт оболочкой из полиэтилена или ПВХ-пластиката.
Сравнивая кабель XLPE с морально устаревшими кабелями, имеющими изоляцию из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ) или пропитанной бумаги (БПИ), следует отметить ряд его преимуществ:
Сегодня можно купить XLPE как зарубежного, так и отечественного производства. Причём, цена XLPE, изготовленного предприятиями стран СНГ, будет ниже, чем у импортных аналогов, а качество кабельной продукции будет соответствовать самым высоким международным стандартам.
Кабель с XLPE-изоляцией не купить в обычном магазине строительных материалов, поскольку он довольно дорогой и не часто используется в домашнем хозяйстве. Но есть магазины стройматериалов, в которых можно купить практически все, и при этом купить такие стройматериалы цены на которые очень выгодные. Одним из таких интернет-магазинов является сайт стройзаказ.ру, который занимается поставкой строительных и отделочных материалов, а также осуществляет их доставку до места заказчика.
Кабель алюминевый силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE)
Силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (Al XLPE) применяется в передаче и распределении электроэнергии в стационарных установках на номинальном переменном напряжении 6, 10, 20 и 35 кВ.
Кабель используют для различных помещений, тоннелей, каналов, шахт. Допускается прокладка кабеля из сшитого полиэтилена во влажной среде, сырых помещениях, домах, которые подвергаются подтапливанию. Данные провода также можно эксплуатировать в воде (при условии, что водоем не является судоходным) и почве с повышенной влажностью.
В большинстве случаев силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена состоит из таких слоев: круглой многопроволочной алюминиевой уплотненной жилы, двух слоев экструдированного полупроводящего слоя из сшитого полиэтилена, экструдированного сшитого полиэтилена, слоя электропроводящей бумаги или водоблокирующей ленты, разделительного слоя из кабельной бумаги либо прорезиненной ткани, алюмополимерной ленты и оболочки полиэтилена, который имеет высокую плотность.
Что такое изоляция XLPE.
XLPE изоляция это та же самая изоляция из сшитого полиэтилена, только обозначенная маркировкой по Европейскому стандарту. В странах Западной Европы, где большинство новых линий монтируется уже только из кабелей xlpe, применяются следующие разновидности кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена:
Применение и технические характеристики.
Алюминиевый кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (Алюминиевый кабель XLPE) распределяет и передает электроэнергию в сетях с высоким номинальным напряжением. В среднем, этот показатель колеблется от 10 до 35 кВ. Адаптированный кабель допускает наличие трех проводов, выполняющих функцию заземления. Представленный провод получил широкое распространение на стационарных установках, промышленных объектах и производстве. Обусловлено это возможностью выдерживания повышенного напряжения и длительным сроком эксплуатации. В среднем, сшитый полиэтилен кабель 10 кв служит около 10-50 лет, в зависимости от условий использования. К основным техническим характеристикам относят:
Конструкция представленного типа свободно функционирует в любых условиях. Она способна выдерживать мощную нагрузку.
Купить алюминиевый кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена (Al XLPE кабель).
Кабель из сшитого полиэтилена, описание и характеристики
Кабель из сшитого полиэтилена (СПЭ, английское — XLPE, немецкое — VPE, шведское — РЕХ) появился на рынке чуть позже, чем другие виды проводников. Но ввиду хороших технических характеристик он стал более популярным и распространенным в категории кабельной продукции. Рассмотрим подробнее особенности и преимущества кабеля СПЭ, его сферы применения и плюсы прокладки.
Что такое кабель из сшитого полиэтилена
Одна из важных характеристик любого кабеля – материал изоляции. От него зависит величина силы тока, которая может выдерживать кабель. И чем выше сила тока, тем более высокие требования предъявляются к изоляции. Особенно это касается кабелей среднего напряжения – 6-35 кВ.
Под кабелем СПЭ понимают кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (ПЭ). Сшитый полиэтилен – это полимер с поперечно сшитыми молекулами. Это наиболее плотный из всех видов полиэтилена, обладающий более высокими техническими показателями.
Молекулярная трехмерная структура сшитого полиэтилена PEX
Сшитым называют полиэтилен, полученный в результате сшивки. Это физический процесс по модификации внутренней молекулярной структуры материала с сохранением химического состава. Цель сшивки – придать полиэтилену новые, физические свойства, которые расширяют сферу применения материала.
В ходе сшивки звенья молекул полиэтилена связывают с трехмерную сетку за счет образования поперечных связей. Поэтому и говорят, что сшитый ПЭ состоит из поперечно сшитых молекул.
В чем плюсы изоляции из сшитого полиэтилена
Сшитый ПЭ – полиэтилен с улучшенными характеристиками. Его применение в качестве изоляции позволяет тоже придать ей более качественные свойства. К преимуществам изоляции из СПЭ перед другими видами относится следующее:
Виды кабеля из сшитого полиэтилена
Кабели СПЭ могут иметь разную форму жил: круглую или секторную. Последняя имеет несколько недостатков, поскольку для нее не предусмотрен специальный механический инструмент для разделки, из-за чего все работы нужно производить вручную. Кроме того, магнитное поле,образующееся вокруг сектора, увеличивает потери.
Цена кабеля из сшитого полиэтилена зависит от его разновидности. Существует несколько критериев классификации, по которым выделяют виды кабеля СПЭ.
По напряжению:
По количеству токоведущих жил:
Одножильные кабели СПЭ более распространены, поскольку трехжильные применяются только на напряжение до 35 кВ.
По материалу токопроводящей жилы:
По площади поперечного сечения токопроводящей жилы:
По материалу оболочки:
По типу бронирования:
Где используют кабель из сшитого полиэтилена
Специалисты рекомендуют купить кабель из сшитого полиэтилена в следующих случаях:
Кабель применяют в строительстве и промышленности. Его прокладывают в любом грунте при условии наличия защиты от механических повреждений. Еще он подойдет для прокладки под водой.
Кабель СПЭ выпускается в разных исполнениях, в том числе не распространяющие горение с низким дымовыделением. Это делает его оптимальным для применения в производственных помещениях и кабельных сооружениях, а также стационарных электроустановках и там, где действуют разрушающие газовоздушные среды.
Марки кабеля из сшитого полиэтилена
В буквенной аббревиатуре кабеля СПЭ можно найти всю основную информацию и характеристики относительно типа жилы, изоляции и оболочки.
Критерий | Наименование | Маркировка | Пример |
---|---|---|---|
Материал жилы | Медная | Без обозначения | ПвП |
Алюминиевая | А | АПвП | |
С герметизацией | гж | АПвП (гж) | |
Сегментированная с герметизацией | сгж | ПвП сгж | |
Материал изоляции | Из сшитого полиэтилена | Пв | ПвВ |
Материал оболочки | Полиэтилен | П | АпвП |
Усиленная оболочка из полиэтилена увеличенной толщины – для 10 кВ, с ребрами жесткости – для 110 кВ. | Пу | АПвП | |
Из полимерной композиции, не распространяющей горение и не содержащей галогенов. | Пнг-HF-А(В) А – не распространяющей горение по категории А. В – не распространяющей горение по категории В. | АПвПнг-HF-А | |
ПВХ пластикат | В | АПвВ | |
ПВХ пластикат с пониженной горючестью. | Внг-А(В) А – не распространяющей горение по категории А. В – не распространяющей горение по категории В. | АПвВнг-В | |
ПВХ пластикат с пониженной горючестью, газо- и дымовыделением. | Внг-LS-А(В) | АПвВнг-LS-А | |
С продольной герметизацией водоблокирующими лентами | г (после обозначения оболочки) | АПвПг | |
С продольной герметизацией водоблокирующими лентами и поперечной герметизацией из алюмо-полимерной ленты, сваренной с оболочкой. | 2г | АПвП2г |
Купить кабель оптом и в розницу
Компания «Бонком» занимается продажей кабельной продукции от крупнейших российских производителей. Большие складские мощности позволяют обеспечить стабильные поставки даже на масштабные объекты. Все виды кабеля СПЭ, представленные в каталоге компании «Бонком», по техническим и эксплуатационным характеристикам отвечают требованиям международных стандартов и имеют сертификацию по ГОСТ.
Дополнительно мы реализуем аксессуары, расходные материалы и инструменты, такие как кабельные муфты, арматура для СИП, термоусаживаемые трубки и экипировка монтажника. Чтобы купить кабель, обращайтесь к нам по телефонам и адресу из раздела «Контакты». Здесь в форме обратной связи и по указанным телефонам вы можете узнать о продукции или задать другие интересующие вопросы.
Xlpe изоляция что это
На российском рынке кабельно-проводниковой продукции довольно часто можно встретить кабели и проводники европейского производства. Только вот на иностранной продукции совсем иная, непонятная рядовому российскому потребителю маркировка.
Начать следует с того, что в Европе до недавнего времени вся кабельная продукция производилась в соответствии с международной системой стандартов ISO/IEC, которой регламентируются и технические, и эксплуатационные характеристики кабелей, а также цвет изоляции и правила маркировки.
Однако возросшие требования к режимам эксплуатации европейских энергетических линий привели к необходимости новой стандартизации кабельной продукции. И тон в попытке модернизировать европейскую кабельную индустрию задала Германия. Со свойственным немецкому мышлению рационализмом была разработана новая система евростандартов DIN VDE, в основе которой лежит нормативная база союза немецких электротехников. Отличительная особенность данного европейского стандарта в том, что им задаются только номинальные значения параметров конструкции кабеля, без погрешностей. К тому же была разработана и новая система маркировки кабельной продукции.
Это можно продемонстрировать на примере кабеля N2XRY. N – маркировка стандарта VDE, 2X – изоляция из сшитого полиэтилена, R – броня из круглой стальной проволоки, Y – внешняя оболочка из поливинилхлорида пластиката.
Данному медному многопроволочному бронированному стальной проволокой кабелю с изоляцией из сшитого полиэтилена и внешней оболочкой из ПВХ в соответствии с международным стандартом будет присвоена маркировка CU/XLPE/SWA/PVC.
Но это еще не все. Европейская кабельно-проводниковая продукция может иметь и еще одну маркировку, которая будет совпадать с VDE, с той лишь разницей, что маркировка дополняется первой буквой «H». Это означает, что кабель гармонизированный, то есть соответствует еще одной европейской системе стандартов UL-CSA-HAR.
Правда, на российском рынке все не так просто с европейской маркировкой. Во-первых, Россия не входит в Еврозону, соответственно на прилавки может попасть и не стандартизированная европейская продукция. К примеру, чтобы присвоить кабелю стандарт VDE, производитель должен сначала получить лицензию. Для этого ему нужно предоставить опытные образцы кабеля в немецкий Институт испытаний и сертификации в Оффенбахе. Подобное лицензирование продукции необходимо европейским производителям для обеспечения своей конкурентной способности в Еврозоне. Что же касается российского рынка, то на прилавках магазинов электротехнических товаров есть и чешская, и итальянская, и других европейских стран нелицензированная продукция, маркирующаяся в соответствии с принятыми стандартами внутри одной страны.
ДОКЛАД
по силовым кабелям с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 1-10 кВ
Вашему вниманию будет представлен доклад по силовым кабелям с изоляци-ей из сшитого полиэтилена (XLPE) на напряжение 1-10 кВ.
Доклад подготовлен по заданию Департамента топивно-энергетических ресурсов г. Москвы с целью проведения экспертной оценки новой продукции.
В процессе экспертной оценки мы пользовались материалами фирм производителей силовых кабелей с XLPE изоляцией (Pirelli, Nexans, АББ-Москабель, Иркутсккабель), а также ГОСТ 16442-80 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией», ТУ 16.К71.277-98 «Кабели силовые с изоляцией из силанольносшитого полиэтилена на напряжение 1 кВ», и публикациями МЭК 60502-2-1997 «Кабели силовые с экструдированной изоляцией и арматура к ним на номинальное напряжение от 1 до 30 кВ».
Распределительные кабельные сети г. Москвы являются самыми протяжёнными по сравнению с другими энергосистемами России и одними из старейших по истории становления и развития.
Эти обстоятельства с одной стороны во многом определяют проблемы эксплуатации кабелей, связанные с большим сроком службы и протяжённостью сетей, а с другой стороны позволили ОАО «Мосэнерго» накопить опыт и традиции, которые используются затем в региональных энергосистемах.
В настоящее время кабельная сеть г. Москвы имеет общую протяжённость приблизительно 57 тыс. км (данные из доклада главного инженера Московской электросетевой компании С.Н. Тодирка на семинаре выставки «Wire 2005»).
По данным МКС удельная повреждаемость кабельных линий на напряжения 6-10 кВ для кабелей с бумажной пропитанной изоляцией (БПИ) в свинцовой оболочке (протяжённость прокладки более 50% от общего числа проложенного кабеля) составляет от 4,3 до 5,0 случаев на 100 км в год (данные за 1999г.-2000г., доклад директора Московской электросетевой компании А.С. Свистунова).
Введение МКС в 1998г. 100% контроля кабеля перед прокладкой дало очень хороший эффект и оказалось действенной мерой, способствующей повышению качества продукции.
Техническая политика ОАО «Мосэнерго» по совершенствованию эксплуатационных показателей кабельных линий, главным из которой является надёжность кабельных линий, направлена на использование кабелей с XLPE изоляцией, как при сооружении новых линий, так и при переустройстве существующих.
Предлагаем поподробнее рассмотреть преимущественные параметры кабелей с XLPE изоляцией, заявленные производителями продукции:
Слайд №1: Конструкции силовых кабелей с XLPE изоляцией
Основным преимуществом кабелей с XLPE изоляцией является большая пропускная способность за счёт увеличения допустимой температуры жилы. Допустимые токи нагрузки в зависимости от условий прокладки на 15-30% больше, чем у кабеля с БПИ (каталог ф. «Nexans» стр. 3)
При расчёте токовых нагрузок выбор длительно допустимой температуры нагрева жил и максимальной температуры короткого замыкания определяется типом изоляционных материалов. Температуры, указанные в таблице 1 основаны на физических свойствах изоляционных материалов.
Слайд №2: Максимальные температуры ТПЖ для кабелей на напряжение 10 кВ с разными типами изоляции
Характеристика | Кабели с XLPE изоляцией | Кабели с БПИ |
Длительно допустимая температура нагрева жил, °С | 90 | 70 |
Максимальная температура при коротком замыкания, °С | 250 | 200 |
Однако, опыт эксплуатации кабелей с XLPE изоляцией в энергосистемах Европы, показал, что при определении длительно допустимого тока, помимо свойств изоляции материала необходимо учитывать условия прокладки и исходные данные для расчёта допустимого тока нагрузки.
Так, ведущая западная фирма по производству кабелей с XLPE изоляцией ф. «Pirelli» в своих информационных материалах (каталог ф. «Pirelli» стр. 8) оговаривает следующее условие:
Цитируем:
«В связи с прокладкой кабеля с изоляцией из сшитого ПЭ в земле, необходимо учитывать тот факт, что длительная температура жилы значением +90°С может высушить близлежащую почву и явиться, таким образом причиной перегрузки кабеля. Исходя из этого, мы рекомендуем ограничить значение длительной допустимой температуры жил кабелей с изоляцией из XLPE, прокладываемых в земле, значением +65°С.»
Международный стандарт МЭК 60502-2 (IEC 502) «Силовые кабели с экструдированной изоляцией и их арматура на номинальное напряжение от 1 кВ до 30 кВ» в издании 1997 г. повторяет эту рекомендацию.
Слайд №4: Рассмотрим таблицу сравнения допустимых токовых нагрузок для кабелей с БПИ и изоляцией из XLPE на напряжение 10 кВ при прокладке в земле треугольником для однофазных кабелей.
Сечение ТПЖ / экрана, мм 2 | Допустимые токовые нагрузки, А | |||||
Трёхфазный кабель | Однофазный кабель | |||||
Кабели с БПИ (ГОСТ 18410-73) | ф. «Nexans» | Ф. «Pirelli» | АББ-Москабель (ТУ 16.К71.300-2000) | Иркутсккабель (ТУ 16.К71.335-2004) | ||
70°С | 90°С | 90°С | 65°С | 90°С | 90°С | |
120 / 16 | 218 | 275 | *320 | *270 | 280 | 288 |
185 / 25 | 275 | 346 | *405 | *345 | 360 | 364 |
240 / 25 | 314 | 401 | — | — | 415 | 422 |
300 / 25 | — | 451 | *525 | *445 | 475 | 476 |
*Цепь общего экрана разомкнута |
Это обстоятельство объясняется тем, что в качестве исходных данных для расчёта допустимых токовых нагрузок взяты национальные нормы, отличающиеся друг от друга.
Слайд №5: Исходные данные для расчёта допустимых токовых нагрузок при прокладке в земле
Параметры | Наименование фирмы | |||
Кабели с XLPE изоляцией | кабели с БПИ | |||
ф. «Nexans» | ф. «Pirelli» | Российские производители | ||
Температура почвы, °С | +20 | +15 | +15 | +15 |
Коэффициент термического удельного сопротивления почвы, К*м/Вт | 1,0 | 1,0 | 1,2 | 1,2 |
Глубина прокладки, м | 0,7 | 0,7 | 0,7 | 0,7 |
Длительно допустимая температура ТПЖ, °С | 90 | 65 / 90 | 90 | 70 |
Коэффициент токовой нагрузки | 0,7 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
Обращаем Ваше внимание, что при расчёте токовой нагрузки однофазного кабеля при прокладке в земле необходимо учитывать ряд поправочных коэффициентов.
ф. «Pirelli» и ф. «Nexans» в своих каталогах предоставляют информацию для проведения этих корректировок (каталог ф. «Pirelli» стр. 9).
При прокладке в земле необходимо учесть так же способ соединения экранов силовых кабелей. В случае выбора схемы соединения экранов:
Корректировка допустимой токовой нагрузки по данному фактору проводится со значительным снижением от 4 до 17,3 % в зависимости от сечения проводника.
На примере конкретной прокладки кабеля с изоляцией из XLPE на напряжение 10 кВ производства ф. «Pirelli» (аналога кабеля марки АПвП(г)) посмотрим как влияет система поправочных коэффициентов по всем указанным факторам на допустимую токовую нагрузку. Кабель прокладывается в земле с разомкнутой цепью общего экрана
Схема прокладки (инструкция ф. «Nexans» стр. 39):
Слайд №7: Прокладка кабелей с изоляцией XLPE на напряжение 10 кВ в траншее, расстояние между кабельными линиями при параллельной прокладке в земле
Результат корректировки токовой нагрузки представлен на слайде №8.
Слайд №8: Допустимые токовые нагрузки кабелей с изоляцией из XLPE с учётом поправочных коэффициентов при прокладке в земле
Сечение ТПЖ / экрана, мм 2 | Допустимые токовые нагрузки, А | ||||
Трёхфазный кабель | Однофазный кабель | ||||
Кабели с БПИ (ГОСТ 18410-73) | Ф. «Pirelli» | ||||
Расчётная токовая нагрузка | Токовая нагрузка с учётом поправочных коэффициентов | ||||
70°С | 90°С | 65°С | 90°С | 65°С | |
120 / 16 | 218 | 320 | 270 | 256 | 216 |
185 / 25 | 275 | 405 | 345 | 324 | 276 |
240 / 25 | 314 | — | — | — | — |
300 / 25 | — | 525 | 445 | 420 | 356 |
С учётом поправочных коэффициентов, снижение допустимой токовой нагрузки предполагается на 20%.
Обращаем Ваше внимание, что ф. «Pirelli» в своих каталогах на продукцию при назначении токовых нагрузок для кабелей с изоляцией из XLPE на напряжение 1 кВ для прокладки в земле сохраняет те же рекомендации что и при прокладки кабелей с изоляцией из XLPE на напряжение 10 кВ. Одновременно ф. «Pirelli» рекомендует снижение длительно допустимых температур токопроводящих жил при прокладке на воздухе до 70°С (каталог ф. «Pirelli» стр. 16).
При данном способе прокладки условие по большей пропускной способности кабелей с XLPE изоляцией не выполняется.
Слайд №9: Рассмотрим таблицу сравнения допустимых токовых нагрузок для кабелей с БПИ и изоляцией из XLPE на напряжение 10 кВ при прокладке на воздухе треугольником для однофазных кабелей
Сечение ТПЖ / экрана, мм 2 | Допустимые токовые нагрузки, А | ||||
Трёхфазный кабель | Однофазный кабель | ||||
Кабели с БПИ (ГОСТ 18410-73) | Ф. «Pirelli» | АББ-Москабель (ТУ 16.К71.300-2000) | ф. «Nexans» | Иркутсккабель (ТУ 16.К71.335-2004) | |
25°С | 25°С | 25°С | 30°С | 25°С | |
120 / 16 | 234 | *325 | 330 | 321 | 364 |
185 / 25 | 298 | *425 | 425 | 418 | 450 |
240 / 25 | 347 | — | 505 | 494 | 531 |
300 / 25 | — | *565 | 580 | 568 | 609 |
*Цепь общего экрана замкнута |
Слайд №11: Рекомендует ф. «Pirelli» схему прокладки в воздухе, не требующей понижения допустимых токовых нагрузок
Указанные в таблице (слайд №9) значения допустимых токовых нагрузок действительны при условии, что температура окружающей среды не повышается в результате влияния тепловых потерь, возникающих в кабеле.
Слайд №12: При других значениях температуры окружающей среды необходимо применять поправочные коэффициенты, указанные в таблице.
Расчётная температура окружающей среды | Поправочный коэффициент при температуре окружающей среды | ||||||||||
-5°С | 0°С | 5°С | 10°С | 15°С | 20°С | 25°С | 30°С | 35°С | 40°С | 45°С | |
25°С | 1,21 | 1,18 | 1,14 | 1,11 | 1,07 | 1,04 | 1,0 | 0,96 | 0,92 | 0,88 | 0,83 |
Таким образом, исходя из представленных выше материалов видно, что кабели с изоляцией из XLPE на напряжение 10 кВ обладают большой пропускной способностью только при их эксплуатации на воздухе при определённых схемах прокладки.
При прокладке данной группы продукции в воздухе, учитывая высокую степень горючести изоляции, необходимо выполнять Специальные огнезащитные меры, обеспечивающие пожарную безопасность, что требует дополнительных затрат.
Выводы:
Из представленной информации по кабелям с изоляцией из XLPE следует, что выбор допустимых токовых нагрузок по данной группе продукции требует тщательного подхода. Очевидна необходимость разработки Методических указаний по проектированию кабельных линий и главы ПУЭ, посвящённой этой продукции для проектировщиков и эксплуатирующих организаций.
Монтаж и диагностика кабелей с XLPE изоляцией
Как известно, надежность работы кабельной линии не в последнюю очередь зависит от качества прокладки и монтажа кабелей, а также возможности диагностирования состояния кабелей при их приемке в эксплуатацию и при последующей эксплуатации. Из-за отсутствия нормативных документов на прокладку и монтаж кабелей с XLPE изоляцией, при рассмотрении указанных вопросов будем пользоваться «Инструкцией по применению силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 6-35 кВ», выпущенной ф. «NEXANS» (Инструкция NEX/6-35.04). Инструкция устанавливает следующие основные требования к прокладке кабеля в земле: (возврат слайда №7).
Не допускается прокладки кабелей с XLPE изоляцией при следующих условиях:
в местах, загрязненных нефтяными маслами с высоким содержанием ароматических углеводородов (в том числе, кабельными и трансформаторными маслами) или другими веществами;
если насыпной грунт содержит шлак или строительный мусор;
на участках, расположенных на пересечениях с линиями теплосети или в непосредственной близости от них.
При невозможности обхода этих мест кабель должен быть проложен в чистом нейтральном грунте в асбоцементных трубах, покрытых снаружи и изнутри битумным составом. При засыпке кабеля нейтральным грунтом траншея должна быть дополнительно расширена с обеих сторон на 0,5-0,6 м и углублена на 0,3-0,4 м.
Подсыпка дна траншеи кабельной трассы и засыпка кабеля должны быть выполнены песчано-гравийной смесью (песок с размерами зерен не более 2 мм и гравий с размерами частиц от 5 до 15 мм в соотношении 1:1).
Для защиты кабеля от механических повреждений должны использоваться железобетонные плиты или кирпичи. (Сигнальная лента не допускается).
Прокладка кабеля должна осуществляться только по роликам. Расстояние между роликами на прямолинейных участках должно быть не более 4 м. При протяжке кабель не должен касаться подсыпки.
Из сказанного видно, что дополнительные требования, предъявляемые производителем кабеля к его прокладке, требуют относительно высокой квалификации персонала, занимающегося его прокладкой, а также наличию и качеству вспомогательных материалов и инструментов.
Монтаж кабелей с XLPE изоляцией также имеет свои особенности, но может быть осуществлен достаточно быстро при наличии квалифицированного персонала и специализированного инструмента. Следует подчеркнуть, что кабельные муфты различных производителей имеют свои особенности в монтаже, однако любой производитель муфт предлагает услуги по обучению монтажу своих муфт.
После того, как кабель смонтирован, он должен пройти приемо-сдаточные испытания.
К сожалению, различные источники указывают различные нормативные значения испытательного напряжения для испытаний кабеля после прокладки, что отражено в таблице.
№ п/п | Нормативное значение для кабелей на номинальное напряжение 10 кВ | |||||
Испытательное напряжение | АББ-Москабель | Иркутсккабель | ф. «Nexans» | МЭК 60502-2 | ПУЭ | |
1 | Переменное напряжение частотой 0,1 – 400 Гц | 30 кВ в течение 15 мин | 30 кВ в течение 15 мин | 25 кВ в течение 15 мин | — | — |
2 | Переменное напряжение частотой 50 Гц | 10 кВ в течение 24 час. | 10 кВ в течение 24 час. | 10 кВ в течение 24 час. | 10 кВ в течение 24 час | — |
3 | Постоянное напряжение | 60 кВ в течение 15 мин | 40 кВ в течение 15 мин | 60 кВ в течение 15 мин | 24 кВ в течение 15 мин | 60 кВ в течение 10 мин |
Вопросам испытаний и диагностики состояния кабелей с XLPE изоляцией за рубежом уделяется довольно много внимания. Связано это, прежде всего, с особенностями конструкции самого кабеля и материалом изоляции.
Рассмотрим типичный дефект изоляции из XLPE. Он представлен на следующем слайде (слайд с водным триингом).
Слайд №14: Основной причиной увеличения уровня частичных разрядов при эксплуатации кабелей с изоляцией из XLPE является рост водных триингов в изоляции. Типичная картина триингов в изоляции кабеля, находившегося в эксплуатации представлена на рисунке.
Может ли испытание повышенным напряжением, приложенным между жилой и экраном, выявить этот дефект? Вопрос риторический, так как указанный дефект не нарушает целостности изоляции.
Более того, за рубежом проведены обширные исследования, доказывающие, что испытания повышенным напряжением не только не позволяют сделать адекватное заключение о состоянии кабеля, но и значительно ослабляют изоляцию. Более подробно эти вопросы рассмотрены в ряде публикаций (в т.ч. в журнале «Electricity Today» «A Non-Destructive Method For Testing Underground Cables Up To 25 kV» by Claude Kane, Westinghouse Electric Corporation). В указанной статье на основании исследований, проведенных компанией «Westinghouse», доказано, что испытания высоким напряжением уменьшают срок эксплуатации кабелей и значительно увеличивают рост водных триингов.
К сожалению, даже за рубежом, где кабели с XLPE изоляцией находятся в эксплуатации с 70-х годов прошлого века, не существует пока единого мнения по оптимальному методу диагностики. Тем не менее, к наиболее перспективным методам следует отнести измерение частичных разрядов и диэлектрическую спектроскопию, которая позволяет правильно оценить состояние изоляции кабелей. Результаты диагностики кабелей с XLPE изоляцией, проведенной датской компанией DEFU в рамках совместного скандинавского проекта по оценке различных методов диагностики кабелей с XLPE изоляцией, приведены на слайде №15
Слайд №15: Результаты исследований кабелей с XLPE изоляцией на 10 кВ
В группу кабелей со сроком службы от 5 до 10 лет входили кабели всех четырех групп.
Было также выявлено, что из десяти кабелей с сильным старением только у одного была неповрежденная наружная оболочка. Это указывает на взаимосвязь между повреждением наружной оболочки и старением изоляции, т.е. сокращением срока службы кабеля.
Из всего вышесказанного можно сделать несколько основных выводов:
Требования к прокладке кабелей с XLPE изоляцией намного жестче, чем к прокладке кабелей с БПИ.
Существуют различия в величине испытательного напряжения, рекомендуемого различными производителями, МЭК и установленного в ПУЭ.
У специалистов нет пока единого мнения по выбору оптимального метода диагностики состояния кабелей с XLPE изоляцией.
Отсутствие национального стандарта может привести к тому, что в эксплуатацию будут введены кабели ненадлежащего качества.
Последний вывод отчасти подтверждается и тем, что сертификация кабелей с XLPE изоляцией в Российской Федерации проводится не на соответствие национальному стандарту, а на соответствие документам производителя и проводится в системе добровольной сертификации по тем характеристикам, которые заявляет производитель.
В заключение хотим подчеркнуть, что целью настоящего доклада являлось обратить внимание аудитории на отдельные особенности перспективной продукции, а также на необходимость более активной работы по созданию национальной нормативной документации на кабели с XLPE изоляцией. Тем не менее, выбор конструкции кабелей для обеспечения надежности энергосистем за специалистами энергокомпаний.