Строительство в Севастополе — сообщество мастеров строителей и отделочников
Строительные работы в Севастополе
Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена: за и против. Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена
Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена: за и против
Профессионалам хорошо известно: рано или поздно любой кабель оказывается поврежденным. Причин для этого множество: неправильная прокладка и эксплуатация, стихийные бедствия, естественное старение и даже… нашествия грызунов. Однако статистика неумолимо свидетельствует: наиболее повреждаемыми являются силовые кабели с бумажно-маслянистой изоляцией на напряжение до 10 кВ. Для примера: только в московской кабельной сети из каждой сотни километров такого кабеля в год выходит из строя порядка двадцати километров. Можно ли как-то изменить подобную ситуацию? Оказывается, да. Сегодня в большинстве промышленно развитых стран мира используются кабели среднего напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), например, в Японии они начали прокладываться уже в пятидесятых годах прошлого века. Зарубежный опыт внедрения таких кабелей показал их неоспоримо большие возможности и преимущества: они более устойчивы к воздействию агрессивных почв, более экологичны и надежны в эксплуатации, коэффициент их повреждаемости сводится к минимуму. В последнее время в энергосистемах России также наметилась устойчивая тенденция на переход к применению в распределительных сетях таких видов кабелей. Если бы не одно «но»: данный вид кабелей существенно дороже морально устаревших с бумажно-масляностой изоляцией. В нашем традиционном тематическом обзоре мы публикуем ответы на поставленные нами вопросы, касающиеся перехода на кабели с СПЭ изоляцией крупнейших производителей и трейдеров российского кабельного рынка.
Практически все респонденты, отвечая на вопрос о необходимости применения данного вида КПП, высказались утвердительно. «Кабели с изоляцией из сшитого ПЭ, - считают сотрудники ОАО «Севкабель-Холдинг» (г.С.Петербург), - являются следующей логической и неизбежной ступенькой в развитии кабельно-проводниковой продукции. Как в свое время на смену кабелям с гуттаперчевой изоляцией пришли бронекабели с пропитанной бумажной изоляцией, так в настоящее время происходит постепенный переход к применению кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Неоспоримыми преимуществами таких кабелей являются: возможность прокладки при температуре до –20С без предварительного подогрева, большая пропускная способность за счет увеличения допустимой температуры жилы, малая гигроскопичность, высокий ток термической устойчивости при коротком замыкании, низкий вес, меньший диаметр и радиус изгиба, что обеспечивает легкость прокладки кабеля, низкая удельная повреждаемость и ряд других». Однако существует и иная точка зрения. «Применение КПП с изоляцией из сшитого полиэтилена необходимо, но не повсеместно. Это связано с условиями прокладки и эксплуатации. Кроме того, применение этого вида КПП на напряжение ниже 10 кВ очень дорого и уступает по ценам кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией», - считают специалисты ЭТК «Энергокомплекс» (г. Пермь).
НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПО РЕГИОНАЛЬНОМУ ПРИНЦИПУ
Возникает закономерный вопрос: возможно, спрос на данный вид продукции отличается по региональному признаку? Большинство ответивших считают, что это так. «В первую очередь в таких кабелях заинтересованы регионы с активно развивающимися промышленностью и строительством», – уверены работники ЗАО «Электротехническая компания «Эмтика» (г.Коломна, Московская область). «В основном этот вид КПП, - считают сотрудники ЗАО «ВИСТА-Кабель Электро» (г.Владивосток), - потребляют западные регионы России. Но и на Дальнем Востоке его тоже знают». Респонденты из ООО «Эмотек» (г.Пермь) видят в этом вопросе финансовую подоплеку: «Наиболее заинтересованы в нем только «денежные» регионы». С ними солидарны и специалисты ОАО «Севкабель-Холдинг»: «Если крупнейшие энергетические системы могут изыскать средства для закупки более качественной кабельной продукции, то энергосистемы менее развитых экономических регионов будут по прежнему «латать» бронекабель с бумажной изоляцией». А сотрудники ООО «ВИАММ» (г.Казань) считают, что «по региональному признаку особого разделения нет. Все зависит от покупателя: если у него есть деньги и представление об этом кабеле – он его берет».
ПРОГРЕСС НЕ ОСТАНОВИТЬ
Оценивая изменение спроса на данный вид КПП со стороны потребителей, абсолютно все участники опроса отметили его увеличение. «Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена пользуется спросом у атомных электростанций, энергокомпаний и строительных организаций, которые применяют прогрессивные технологии», – утверждают в ЗАО ТПК «Ункомтех» (г.Москва). Аналитики ОАО «Севкабель-Холдинг» также отмечают увеличение спроса на данный вид КПП со стороны крупнейших потребителей: «Руководство кабельных сетей АО «Ленэнерго» приняло решение о более широком применении кабеля с СПЭ изоляцией при прокладке новых и для реконструкции существующих кабельных линий. АО «Мосэнерго”, начиная с 95г., в Москве проложило около 900 км. кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на среднее напряжение». «За последние два года КПП с СПЭ изоляцией получила очень широкое распространение (особенно свыше 10 кВ), – утверждают маркетологи ЭТК «Энергокомплекс». - Объем продаж такого кабеля, по нашим оценкам, возрос примерно на 150-200%». В завершение, говоря о перспективах внедрения на российском рынке кабеля с СПЭ изоляцией, приведем мнение специалистов ОАО «Севкабель-Холдинг»: «Силовые кабели на низкое и среднее напряжение с изоляцией из сшитого полиэтилена постепенно «вытеснят» с российского рынка кабели с бумажно-пропитанной изоляцией. Скорость этого «вытеснения» будет зависеть от темпов развития экономики РФ в целом и от состояния строительной и энергетической отраслей в частности. Так как прогнозы развития на 2004-2005 годы благоприятные, следует ожидать рост спроса на кабель с СПЭ изоляцией. При этом заметное увеличение спроса произойдет только при начале массового внедрения такого кабеля ведущими энергетическими системами».
www.eti.su
СПЭ-кабели, применение с изоляцией из сшитого полиэтилена
Практически любое эксплуатирующее электрические сети предприятие на напряжение 6, 10 кВ и выше, имеет дело с силовыми кабельными линиями. В целом КЛ имеют немало достоинств перед ВЛ: они имеют меньшие габариты, безопаснее, более надежны и удобны в эксплуатации. И это одни из основным причин, почему большая часть электрических сетей городов и крупных промышленных предприятий состоит из кабельных линий электропередач.
Большая часть кабелей проложенных в России и странах СНГ – имеют пропитанную бумажную изоляцию, и их конструкция, практически, остается неизменной в течение уже нескольких десятилетий. Эти кабели имеют множество недостатков: ограничения по разности уровней прокладки, частую повреждаемость, невысокая технологичность монтажа муфт, ограничения по передаваемой мощности.
Во времена отсутствия реальной альтернативы кабелям с бумажной изоляцией оставалось мириться с их слабыми местами и принимать дополнительные меры для обеспечения надежности электроснабжения потребителей и нагрузочных требований. Создавались резервирующие линии, прокладывали параллельные кабели, и, естественно, это приводило к существенному усложнению схемы электрической сети и росту капитальных вложений в сеть. С другой стороны, частая повреждаемость КЛ требовала наличия в штате квалифицированных специалистов по испытанию и отысканию мест повреждений в кабельных линиях, по ремонту кабельных линий, проведению земляных работ.
СПЭ-кабель
Эту ситуацию могло изменить только существенное изменение устройства кабелей, что и случилось с началом промышленного изготовления кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ). Кабели с СПЭ изоляцией не имеют многих недостатков характерных для кабелей с бумажной изоляцией, поэтому их применение позволяет решить многие назревшие проблемы по надежности электроснабжения, упрощения и оптимизации схемы сети, снижению расходов на реконструкцию и эксплуатацию кабельных линий.
Своими уникальными характеристиками СПЭ-кабели обязаны применяемому в них изоляционному материалу. На современных предприятиях производящих кабели процесс сшивки или вулканизации производится в среде нейтрального газа при высоком давлении и температуре. Такой способ вулканизации делает возможным получать достаточную степень сшивки по всей толщине изоляции и обеспечить отсутствие воздушных включений. Поперечные связи, образующиеся в процессе сшивки между молекулами полиэтилена, в основном и определяют характеристики нового материала. Кроме высоких диэлектрических свойств, это и больший, чем у других кабельных изоляционных материалов диапазон рабочих температур, и отличные механические свойства. Так, в нормальном режиме для сшитого полиэтилена допускается температура 90°С, в кратковременном режиме (протекание токов КЗ) 250°С, прокладка и монтаж КЛ могут проходить при температуре до –20°С. При этом монтаж кабелей допускается с радиусом изгиба до 7,5 наружных диаметров.
Однако основное преимущество СПЭ-кабелей перед бумажными – это их низкая повреждаемость. К сожалению, из-за недостаточного опыта эксплуатации, отсутствует достоверная информация о количестве повреждений таких кабелей в РФ. Согласно зарубежных данных, процент электрических пробоев СПЭ-кабелей на десятки и даже сотни раз ниже, чем на кабелях с бумажной изоляцией.
Сравнительные характеристики кабелей
Преимущественно кабели выпускаются в одножильном исполнении, а применение различных типов оболочек и возможность герметизации позволяет использовать кабель как для прокладки в земле, так и для кабельных сооружений, в том числе при групповой прокладке.
СПЭ-кабель может заменить кабель с бумажной изоляцией практически во всех случаях, однако на этапе внедрения кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на том или ином предприятии необходимо выделить те области, где их применение имеет наибольший смысл. Для этого проведем короткое технико-экономическое сравнение «обычных» и СПЭ-кабелей. К сожалению из-за различий в затратах на ремонты и содержание кабельных линий для конкретных предприятий, разницу в общих затратах на эксплуатацию оценить затруднительно, поэтому предлагаем сравнивать только первоначальные вложения в кабель.Для корректного сравнения возьмем кабели с одинаковой пропускной способностью – бумажный АСБ 3х240 10 кВ и три однофазных кабеля АПвП 1х185/25–10 кВ. Сравнительные характеристики кабелей приведены в табл. 1.
| Параметры сравнения | Кабель с бумажной изоляцией АСБ 3x240 - 10 кВ | Одножильный кабель с СПЭ изоляцией, ЗхАПвП 1x185/25-10 кВ |
| Вид кабельной линии в разрезе | ||
| Сечение жил, мм2 | 240 | 185 |
| Ток нагрузки при прокладке в земле, А | 355 | в плоскости / треугольником 375/360 |
| Максимально-допустимый 1-сек ток КЗ, А | 20,56 | 17,5 |
| Наружный диаметр, мм | 62 | 36 |
| Строительная длина, м | 500-600 | до 1400 (бар. N22) |
| Минимальный радиус изгиба, м | 1.64 | 0.54 |
| Масса, кг/км | 7050 | 1370 (4110) |
| Допустимая разность уровней, м | 15 | не ограничена |
| Сравнительная стоимость. % | 100 | 160 |
Из приведенных данных видно, что при одинаковой пропускной способности и лучших остальных параметрах стоимость СПЭ-кабеля примерно на 60–70% выше. Это объясняется более дорогими материалами и технологией изготовления, большим расходом материалов при радиальной конструкции кабеля. Но с другой стороны, такая конструкция обеспечивает равномерное распределение электрического поля и, как следствие, увеличение электрической прочности.
Эта ситуация меняется кардинально при возрастании требований по пропускной способности кабельной линии. Так, параллельные кабели АСБ 1х240 10 кВ целесообразно заменить СПЭ кабелем большего сечения (см. табл. 2).
| Параметры сравнения | Кабели с бумажнойизоляцией2 х АСБ 3x240 | Одножильный кабельс СПЭ изоляцией,3хАПвП 1x500 35 |
| Вид кабельной линии в разрезе | ||
| Сечение жил, мм2 | 240 | 500 |
| Ток нагрузки при прокладке в земле, А | 639 | в плоскости / треугольником650/610 |
| Максимально-допустимый 1-сек ток КЗ, А | 20,56 | 47 |
| Наружный диаметр, мм | 62 | 46 |
| Строительная длина, м | 500-600 | до 850 (бар. N22) |
| Минимальный радиус изгиба, м | 1.64 | 0.74 |
| Масса, кг/км | 2x7050 | 2570 (7710) |
| Допустимая разность уровней, м | 15 | не ограничена |
| Сравнительная стоимость. % | 100 | 115-120 |
Для СПЭ кабеля на напряжение 35 кВ картина еще более благоприятная (см. табл. 3).
| Параметры сравнения | Кабели с бумажной изоляциейАОСБ Зх150-35 кВ | Одножильный кабельС СПЭ изоляцией.ЗхАПвП 1x150/25 - 35 кВ |
| Вид кабельной линии в разрезе | ||
| Сечение жил, мм2 | 150 | 150 |
| Ток нагрузки при прокладке в земле, А | 250 | в плоскости / треугольником350/330 |
| Максимально-допустимый 1-сек ток КЗ, А | 7,58 | 14,2 |
| Строительная длина, м | 300 | до 1000 (бар. N22) |
| Минимальный радиус изгиба, м | 1.45 | 0.67 |
| Масса, кг/км | 6400 | 1805 (5415) |
| Допустимая разность уровней, м | 15 | не ограничена |
| Сравнительная стоимость. % | 100 | 100-105 |
Это объясняется тем, что на этот класс напряжений применение конструкции с секторными жилами невозможно. Поэтому бумажные кабели изготавливаются с отдельно освинцованными жилами, что влечет за собой значительное удорожание по сравнению с кабелями 10 кВ. Стоимости кабелей с бумажной и полиэтиленовой изоляцией одинакового сечения приблизительно равны. Однако, как видно из табл. 3, полиэтиленовый кабель дает 40%-ное преимущество по нагрузочной способности.
Исходя из приведенного выше сравнения можно определить области, где применение СПЭ-кабеля может быть наиболее целесообразно и даст наибольший эффект.
- исходя из стоимости, это уровни напряжений 15,20,35 кВ, где даже первоначальные капитальные затраты на кабель будут ниже.
- при необходимости передачи большой мощности. Классическим примером может послужить вывод мощности от генератора на шины РУ тепловой электростанции. Несколько таких проектов уже были реализованы на российских предприятиях. При этом в качестве альтернативы рассматривались сооружение медного шинопровода, прокладка 8–12 бумажных кабелей или нескольких кабелей с СПЭ изоляцией сечением 630 или 800 мм2. Как показывает практика, применение полиэтиленовых кабелей позволяет достичь экономии не только за счет кабельных линий, но и за счет уменьшения затрат на строительную часть. При обслуживании затраты на содержание полиэтиленового кабеля минимальны.
- СПЭ кабель поможет выйти из ситуации, когда кабель с бумажной изоляцией даже максимального сечения не проходит по пропускной способности. Так как пропускная способность полиэтиленового кабеля выше и максимальное сечение жилы может достигать 800 мм2. целесообразней использовать один кабель большого сечения. Это касается и случаев прокладки «спаренных» кабелей, когда взамен 2–х кабелей 240 мм2. целесообразней проложить 1 кабель сечением 500 мм2.
Еще одним случаем обязательного применения полиэтиленовых кабелей является наличие большой разности уровней по трассе прокладки. При использовании бумажно-масляных кабелей происходит осушение изоляции кабелей в высоких точках, что может повлечь за собой пробой. При этом даже небольшая разность уровней прокладки может стать причиной многочисленных повреждений на кабельных линиях. В качестве показательного примера можно привести ситуацию на одном из нефтехимических предприятий в Сибири, где находятся в эксплуатации большое количество бумажно-масляных кабелей 35 кВ. При заходе кабельных линий на подстанцию перепад уровней составляет 10–15 м. Несмотря на нестекающую изоляцию кабелей, каждая кабельная линия на подстанции повреждалась по несколько раз, в результате практически на каждой фазе были установлены соединительные муфты.
Для исключения случаев пробоя бумажных кабелей и обеспечения надежности электроснабжения руководством энергетического комплекса предприятия было принято решение о замене концевых участков кабельных линий на кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена.
- использование кабелей с СПЭ изоляцией необходимо при особых требованиях к надежности электроснабжения, так как повреждаемость СПЭ-кабелей чрезвычайно мала.
- при наличии требований по нераспространению горения, рекомендуется применять кабели с оболочкой из поливинилхлорида пластиката пониженной горючести, который прошел соответствующие испытания и имеет сертификат на соответствие нормам пожарной безопасности.
Из практики эксплуатации СПЭ-кабеля
Опыт внедрения кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена в других странах показал их большие возможности и преимущества. Однако не обошлось без ошибок при постановке этих кабелей в производство. Так, изначально при изготовлении кабелей многие производители применяли более дешевую технологию «силановой сшивки» полиэтиленовой изоляции. Ее отличительной особенностью является то, что наложение изоляции происходило на обычной экструзионной линии, при этом в полиэтиленовый пластикат добавлялись специальные смеси для обеспечения сшивки при нормальной температуре. Для сравнения сейчас в основной массе сшивка кабелей производится в среде нейтрального газа при температуре 300–400 °С и давлении 8–9 атмосфер. Для обеспечения необходимых эксплуатационных качеств сшивка должна происходить равномерно по толщине изоляции. При применении силановой сшивки это требование обеспечить чрезвычайно трудно при толщине изоляции, которая применяется для кабелей на напряжении 10 киловольт. В результате неравномерной сшивки эксплуатационные качества, срок службы, степень подверженности изоляции воздействию водотриингов, электрическая прочность оказывались значительно хуже расчетных, что приводило к большому числу электрических пробоев. Поэтому на сегодняшний день подавляющее большинство производителей используют технологию сшивки в среде нейтрального газа.
Этот опыт был учтен и при постановке в производство данного кабеля в России, также как и другие требования, предъявляемые к кабелям среднего напряжения российскими заказчиками. В результате конструкция кабеля, производимого в России отличается от европейской. Так как кабель применяется в основном в сетях 10 кВ, толщина изоляции была увеличена с 3,4 до 4,0 мм. При прокладке в земле применяется оболочка из полиэтилена высокой плотности, обеспечивающая необходимую защиту кабеля от механических повреждений, как при прокладке, так и в процессе эксплуатации. Если необходима герметизация экрана, используются два слоя водонабухающих лент под и поверх медного экрана, накладываемых с перекрытием. При прокладке кабеля в кабельных сооружениях применяется оболочка из ПВХ пониженной горючести.
Их всего сказанного выше можно сделать выводы, что кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена являются предпочтительными и имеют большие перспективы при строительстве и реконструкции кабельных линий на напряжение 6, 10, 35 кВ. Благодаря уникальным характеристикам, высокой электрической прочности изоляции, невысокой повреждаемости, длительному сроку службы СПЭ-кабелей, их применение становится не только технически обоснованным, но и экономически выгодным.
В КОМПАНИИ ООО"КОРОПОРАЦИЯ "ЭНЕРГОСВЯЗЬКАБЕЛЬ" Вы всегда можете получить бесплатную консультацию по вопросам кабельной продукции, провода.
eskab.ru
Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена
Практически любое предприятие, эксплуатирующее электрические сети напряжением 610 кВ и выше, имеет дело с силовыми кабелями. Потенциально кабельные линии имеют огромное преимущество перед воздушными: занимают меньше места, безопасны, надежней и удобней в эксплуатации. Именно поэтому большая часть электрических сетей в городах и на крупных промышленных предприятиях построено на основе кабельных линий.
Подавляющее большинство применяемых в России и странах СНГ кабелей с пропитанной бумажной изоляцией, конструкция которых не претерпевала существенных изменений на протяжении нескольких десятков лет. Этим обусловлены и многочисленные недостатки кабелей: высокая повреждаемость, ограничения по нагрузочной способности, ограничения по разности уровней прокладки, низкая технологичность монтажа муфт. Ввиду отсутствия реальной альтернативы кабелям с бумажной изоляцией приходилось мириться с их недостатками и принимать дополнительные меры для обеспечения надежности электроснабжения и требований по передаваемой мощности. Это означало создание резервирования, прокладку параллельных кабелей, и, как следствие, значительное усложнение схемы сети и увеличение капитальных вложений. С другой стороны, высокая повреждаемость кабельных линий делала необходимым содержание значительных сил для проведения земляных работ, ремонта кабельных линий, испытаний и отысканию мест повреждений в кабелях. Таким образом, значительная часть ресурсов предприятия отвлекалась на содержание дополнительного персонала, закупку материалов для ремонта, техники, инструмента.
СПЭ кабель
Такое положение могло изменить только принципиальное изменение конструкции кабелей, что и произошло с началом производства кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ). Кабели с СПЭ изоляцией лишены большинства недостатков кабелей с бумажной изоляцией, поэтому их применение позволяет решить многие назревшие проблемы по надежности электропитания, оптимизировать схему сети, значительно снизить расходы на реконструкцию и содержание кабельных линий.
Своими уникальными свойствами СПЭ кабели обязаны применяемому изоляционному материалу. На современных кабельных предприятиях процесс сшивки или вулканизации производится в среде нейтрального газа при высоком давлении и температуре. Такой способ вулканизации позволяет получить достаточную степень сшивки по всей толщине изоляции и обеспечить отсутствие воздушных включений. Поперечные связи, образующиеся в процессе сшивки между молекулами полиэтилена, в основном и определяют характеристики нового материала. Помимо хороших диэлектрических свойств, это и больший, чем у других кабельных изоляционных материалов диапазон рабочих температур, и отличные механические характеристики. Так, в нормальном режиме для сшитого полиэтилена допускается температура 90С, в кратковременном режиме (протекание токов короткого замыкания) 250С, прокладка и монтаж кабелей могут осуществляться при температуре до 20С. При этом монтаж кабелей допускается с радиусом изгиба до 7, 5 наружных диаметров.
Однако основное преимущество СПЭ кабелей перед бумажными это низкая повреждаемость. К сожалению, изза небольшого опыта эксплуатации, отсутствует достоверная информация о количестве повреждений кабелей в России. По зарубежным же источникам, процент электрических пробоев СПЭ кабелей на 23 порядка ниже, чем на кабелях с бумажной изоляцией.
Сравнительные характеристики
В основном кабели выпускаются в одножильном исполнении, а применение различных типов оболочек и возможность герметизации позволяет использовать кабель как для прокладки в земле, так и для кабельных сооружений, в том числе при групповой прокладке.
СПЭ кабель может заменить кабель с бумажной изоляцией практически во всех случаях, однако на этапе внедрения кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на том или ином предприятии необходимо выделить те области, где их применение наиболее целесообразно. Для этого проведем короткое техникоэкономическое сравнение традиционных и СПЭ кабелей. К сожалению изза различий в затратах на ремонты и содержание кабельных линий для конкретных предприятий, разницу в общих эксплуатационных затратах оценить затруднительно, поэтому предлагаем сравнивать только первоначальные вложения в кабель.
Для корректного сравнения возьмем кабели с одинаковой пропускной способностью бумажный АСБ 3х240 10 кВ и три однофазных кабеля АПвП 1х185/2510 кВ. Сравнительные характеристики кабелей приведены в Таблице 1.
Из приведенных данных видно, что при одинаковой пропускной способности и лучших остальных параметрах стоимость СПЭ кабеля примерно на 6070% выше. Это объясняется более дорогими материалами и технологией изготовления, большим расходом материалов при радиальной конструкции кабеля. Но с другой стороны, такая конструкция обеспечивает равномерное распределение электрического поля и, как следствие, увеличение электрической прочности.
Данная картина меняется кардинально при возрастании требований по пропускной способности кабельной линии. Так, параллельные кабели АСБ 1х240 10 кВ целесообразно заменить СПЭ кабелем большего сечения (см. Таблицу 2).
Для СПЭ кабеля на напряжение 35 кВ картина еще более благоприятная (см. Таблицу 3).
Это объясняется тем, что на этот класс напряжений применение конструкции с секторными жилами невозможно. Поэтому бумажные кабели изготавливаются с отдельно освинцованными жилами, что влечет за собой значительное удорожание по сравнению с кабелями 10 кВ. Стоимости кабелей с бумажной и полиэтиленовой изоляцией одинакового сечения приблизительно равны. Однако, как видно из Таблицы 3, полиэтиленовый кабель дает 40%ное преимущество по нагрузочной способности.
Сферы применения СПЭ кабеля
Исходя из приведенного сравнения можно определить сферы, где применение СПЭ кабеля может быть наиболее целесообразно и принесет наибольший эффект.
Вопервых, исходя из стоимости, это уровни напряжений 15, 20, 35 кВ, где даже первоначальные капитальные затраты на кабель будут ниже.
Вовторых, при необходимости передачи большой мощности. Классическим примером может послужить вывод мощности от генератора на шины РУ тепловой электростанции. Несколько таких проектов уже были реализованы на российских предприятиях. При этом в качестве альтернативы рассматривались сооружение медного шинопровода, прокладка 812 бумажных кабелей или нескольких кабелей с СПЭ изоляцией сечением 630 или 800 кв.мм. Как показывает практика, применение полиэтиленовых кабелей позволяет достичь экономии не только за счет кабельных линий, но и за счет уменьшения затрат на строительную часть. При обслуживании затраты на содержание полиэтиленового кабеля минимальны.
В третьих, СПЭ кабель может исправить ситуацию, когда кабель с бумажной изоляцией даже максимального сечения не проходит по пропускной способности. Так как пропускная способность полиэтиленового кабеля выше и максимальное сечение жилы может достигать 800 кв.мм. целесообразней использовать один кабель большого сечения. Это касается и случаев прокладки спаренных кабелей, когда взамен 2х кабелей 240 кв.мм. целесообразней проложить 1 кабель сечением 500 кв.мм.
Еще одним случаем обязательного применения полиэтиленовых кабелей является наличие большой разности уровней по трассе прокладки. При использовании бумажномасляных кабелей происходит осушение изоляции кабелей в высоких точках, что может повлечь за собой пробой. При этом даже небольшая разность уровней прокладки может стать причиной многочисленных повреждений на КЛ. В качестве классического примера можно привести ситуацию на одном из нефтехимических предприятий в Сибири, где эксплуатируется большое количество бумажномасляных кабелей 35 кВ. При заходе кабельных линий на подстанцию перепад уровней составляет 1015 м. Несмотря на неистекающую изоляцию кабелей, каждая кабельная линия в теле подстанции повреждалась по несколько раз, в результате практически на каждой фазе были установлены соединительные муфты.
Для исключения случаев пробоя бумажных кабелей и обеспечения надежности электроснабжения руководством энергетического комплекса предприятия было принято решение о замене концевых участков кабельных линий на кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена.
В пятых, использование кабелей с СПЭ изоляцией необходимо при особых требованиях к надежности электроснабжения, так как повреждаемость СПЭ кабелей чрезвычайно мала.
И, наконец, при наличии требований по нераспространению горения, рекомендуется применять кабели с оболочкой из ПВХ пластиката пониженной горючести, который прошел соответствующие испытания и имеет сертификат на соответствие нормам пожарной безопасности.
Из практики применения СПЭ кабеля
Опыт внедрения кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена в других странах показал их большие возможности и преимущества. Однако не обошлось без ошибок при постановке данных кабелей в производство. Так, первоначально при изготовлении кабелей многие производители применяли более дешевую технологию силановой сшивки полиэтиленовой изоляции. Ее отличительной особенностью является то, что наложение изоляции происходило на обычной экструзионной линии, при этом в полиэтиленовый пластикат добавлялись специальные смеси для обеспечения сшивки при нормальной температуре. Для сравнения сейчас в основной массе сшивка кабелей производится в среде нейтрального газа при температуре 300400 гр.С и давлении 89 атмосфер. Для обеспечения необходимых эксплуатационных качеств сшивка должна происходить равномерно по толщине изоляции. При применении силановой сшивки это требование обеспечить чрезвычайно трудно при толщине изоляции, которая применяется для кабелей на напряжении 10 кВ. В результате неравномерной сшивки эксплуатационные качества, срок службы, степень подверженности изоляции воздействию водотриингов, электрическая прочность оказывались значительно хуже расчетных, что приводило к большому числу электрических пробоев. Поэтому на сегодняшний день подавляющее большинство производителей используют технологию сшивки в среде нейтрального газа.
Этот опыт был учтен и при постановке в производство данного кабеля в России, также как и другие требования, предъявляемые к кабелям среднего напряжения российскими заказчиками. В результате конструкция кабеля, производимого в России отличается от европейской. Так как кабель применяется в основном в сетях 10/10 кВ, толщина изоляции была увеличена с 3, 4 до 4, 0 мм. При прокладке в земле применяется оболочка из полиэтилена высокой плотности, обеспечивающая необходимую защиту кабеля от механических повреждений, как при прокладке, так и в процессе эксплуатации. Если необходима герметизация экрана, используются два слоя водонабухающих лент под и поверх медного экрана, накладываемых с перекрытием. При прокладке кабеля в кабельных сооружениях применяется оболочка из ПВХ пониженной горючести.
Их всего вышесказанного можно заключить, что кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена являются предпочтительными и наиболее перспективными при строительстве и реконструкции кабельных линий 635 кВ. Благодаря уникальным свойствам, высокой электрической прочности изоляции, низкой повреждаемости, длительному сроку службы СПЭ кабелей, их применение становится не только технически целесообразным, но и экономически выгодным.
energo.kcnti.ru
