Особенности монтажа и эксплуатации кабеля из сшитого полиэтилена
от 6 кВ до 35 кВ – площадь сечения 35-1600 мм 2 , толщина 3,4-8,5 мм в диаметре;
от 45 кВ до 150 кВ – площадь сечения провода 70-2000 мм 2 , диаметр 8-23 мм;
от 220кВ до 330 кВ – площадь среза составляет от 400 до 2000 мм 2 , диаметр 20-28 мм.
Простая технология прокладки кабеля из сшитого полиэтилена
Одна из особенностей использования кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена – это передача и распределение электрической энергии в стационарных установка в высоким номинальным напряжением. В среднем провода имеют номинальное напряжение 10-35 кВ. Также допустимо изготовление трехжильных проводов для заземления. Данный тип силового провода получил рекомендации к монтажу на производстве, на электростанциях, заводах, где одновременно подключается большое количество мощного электрического оборудования. Срок их службы от 10 до 50 лет, в зависимости от конструкции и внешней оплетки.
В зависимости от своего назначения и условий применения кабели с СПЭ подразделяются на ряд классов, причём эта классификация проводится с учётом количества жил в каждом конкретном изделии. Так, одножильная кабельная продукция, общепринятая маркировка которой – «ПвП» и «АПвП», рекомендована к применению при прокладке в грунте. Её подвеска в воздухе и укладка в специальные короба открытого типа допускаются лишь при условии соблюдения дополнительных защитных мер, предохраняющих линию от пожара.
Технология испытаний
Независимо от вида кабеля, испытания должны проводиться в обязательном порядке. В процессе проверяется соответствие всех характеристик и свойств на соответствие нормам. Раньше такие испытания подразумевали пропуск тока, сила которого была в несколько раз больше, чем номинальная (примерно в 6 раз).Этот метод отбросили, потому что в процессе поверки у ЛЭП снижались характеристики из-за слишком высокого напряжения. В особенности у тех, которые уже давно использовались и имели плохую изоляцию.В настоящее время для испытаний используют другую технологию. Её ещё называют «щадящей». При этом методе используют напряжение, которое выше номинального всего в 3 раза. Но при этом частота тока равняется 0,1 Гц. Объёмные заряды не образуются при таких испытаниях. Благодаря этому, нет негативного воздействия на изоляционные слои.
У кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена в состав конструкции входят три жилы, каждая из которых имеет собственную изоляцию. Если обеспечить достаточное заполнение для таких тоководов, то можно производить их монтаж в средах с любым процентом влажности.
Особенности конструкции
Изоляция из полиэтилена при приближении к температурам плавления теряет свои качества: форму, механические параметры и электрические характеристики. Температура 850С является критичной для такого типа изоляции. СПЭ выдерживает без последствий нагрев до 1300С.К сведению. Обработка полиэтилена, в результате которой меняются связи между молекулами (на уровне «макро»), называется «сшивкой». Трёхмерная структура поперечных связей, полученная с помощью такой вулканизации, даёт повышение параметров изоляции по всем позициям.
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.
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.
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.
продольная и поперечная герметизация экрана водонабухающими и алюмополимерной лентой
Броня
—
нет брони
Б
броня из стальных оцинкованных лент
К
броня из стальных оцинкованных проволок
Ак
броня из алюминиевых проволок
Наружная оболочка
П
полиэтилен
Пу
усиленная полиэтиленовая
Пнг-HF-А(В)
полимерная композиция не распространяющая горение по кат. А(В) пожарн.
В
ПВХ пластикат
Внг-А(В)
ПВХ пластикат пониженной горючести
Внг-LS-А(В), Внгд
ПВХ 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.
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.
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.
Обрежьте жилу кабеля от места среза оболочки на длину А (для кабеля на напряжение 10 кВ) или на длину В (для кабеля на напряжение 6 кВ)
Руководство по эксплуатации, прокладке и монтажу кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена
ОАО “ЭЛЕКТРОКАБЕЛЬ” КОЛЬЧУГИНСКИЙ ЗАВОД”
Руководство по эксплуатации, прокладке и монтажу кабелейс изоляцией из сшитого полиэтиленана напряжение 64/110 кВ.г. Кольчугино, 2008 г.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ.1.1. В настоящем руководстве даны рекомендации изготовителя по области применения кабелей, условиям поставки, транспортирования, эксплуатации, прокладки кабелей, монтажа кабельной линии, испытаний кабельной линии после прокладки и монтажа.1.2.При эксплуатации кабельных линий следует руководствоваться правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок и рекомендациями настоящего руководства.1.3. Монтаж и испытания кабельных линий должны производиться согласно действующим отраслевым строительным нормам и правилам устройства электроустановок (ПУЭ) с учетом рекомендаций настоящего руководства. 1.4. Прокладка кабелей должна выполняться специализированной монтажной организацией имеющей соответствующее оборудование, приспособления, инструменты, материалы, квалифицированных специалистов.1.5. Прокладку кабеля разрешается начинать только при наличии проекта организации работ (ПОР) и проекта производства работ (ППР) по сооружению кабельной линии на напряжение 110 кВ.
МАРКИ КАБЕЛЕЙ, ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ, ОСНОВНЫЕ РАЗМЕРЫ И МАССА.
2.1. Настоящее руководство распространяется на кабельные линии, выполненные кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена на номинальное переменное напряжение 64/110 кВ номинальной частотой 50 Гц марок типа АПвПг, ПвПг, АПвП2г, ПвП2г, АПвВ, ПвВ, АПвВнг, ПвВнг по ТУ 16-705-495-2006.2.2. Марки, наименования и основные области применения кабелей, приведены в таблице 1.Таблица 1.
Маркакабеля
НаименованиеКабеля
Основнаяобласть применения
с меднойжилой
с алюминиевойжилой
АПвПг
Кабель сизоляцией из сшитогополиэтилена, сводоблокирующимилентами, в оболочкеиз полиэтилена высокой плотности.
Для стационарной прокла-дки в земле (в траншеях или бетонных лотках),если кабель защищен отмеханических повреждений.
ПвП2г
АПвП2г
То же, с алюмополимерной лентой.
Для прокладки в земле (в траншеях или бетонных лотках), если кабель защищен от механических повреждений.
продолжение таблицы 1
Маркакабеля
НаименованиеКабеля
Основнаяобласть применения
с меднойжилой
с алюминиевойжилой
ПвВ
АПвВ
Кабель сизоляцией из сшитогополиэтилена, в оболочке из поливинилхлоридногопластиката.
Для одиночной прок-ладки в кабельных сооружениях и производствен-ных помещениях.
ПвВнг
АПвВнг
То же, с оболочкой из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести.
Для прокладки в кабельных сооружениях и производственных помещениях.
Основные размеры и масса кабелей приведены в приложении 1.3. УКАЗАНИЕ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ.3.1. Кабели марок ПвПг, АПвПг, ПвП2г, АПвП2г предназначены для эксплуатации при прокладке в земле независимо от степени коррозионной активности грунтов.Допускается прокладка этих кабелей на воздухе, без защиты от солнечной радиации, в том числе в кабельных сооружениях, при условии обеспечения дополнительных мер противопожарной защиты, например, нанесения огнезащитных покрытий.Кабели марок ПвП2г, АПвП2г предназначены для прокладки в земле, а также в воде (в несудоходных водоемах) – при соблюдении мер, исключающих механические повреждения кабеля.Кабели марок ПвВ, АПвВ, ПвВнг, АПвВнг могут быть проложены в сухих грунтах (песок, песчано-глинистая и нормальная почва с влажностью менее 14%).3.2. Кабели могут быть проложены без предварительного подогрева при температуре не ниже минус 20 °С марок ПвПг, АПвПг, ПвП2г, АПвП2г, не ниже минус 15 °С ПвВ, АПвВ, ПвВнг, АПвВнг.3.3. Минимальный радиус изгиба кабеля при прокладке должен быть не менее 15Dн.При монтаже с использованием специального шаблона при условии предварительного подогрева кабеля до 20 – 30 °С допускается минимальный радиус изгиба кабеля 7,5Dн.3.4. Тяжение кабелей во время прокладки должно осуществляться при помощи кабельного чулка.Усилия, возникающие во время тяжения кабелей с алюминиевой жилой не должно превышать 30 Н/мм2 сечения жилы, кабелей с медной жилой – 50 Н/мм2.3.5. Кабели предназначены для прокладки на трассах без ограничения разности уровня. Разрешается уменьшение глубины прокладки до 0,6 м при условии защиты кабелей от внешних механических воздействий.3.6. Требования к трассам на кабельные линии с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 110 кВ аналогичны требованиям на маслонаполненные линии на напряжение 110 – 220 кВ в соответствии с ПУЭ.3.7. Длительно допустимая температура нагрева жилы кабеля – 90 °С. Предельно допустимая температура жилы кабеля при коротком замыкании – 250 °С, предельно допустимая температура медного экрана кабеля при коротком замыкании – 350°С при продолжительности короткого замыкания до 5 с.3.8. Допустимая температура нагрева жилы кабеля в режиме перегрузки – не более 130 °С.3.9. Продолжительность работы кабеля в режиме перегрузки должна быть не более 100 ч за год и не более 1000 ч за срок службы. 3.10. В процессе эксплуатации кабельная линия должна подвергаться высоковольтным испытаниям первый раз через 3 года после ввода в последующем один раз в 5 лет.3.11. Токи кабельных линий.3.11.1. Длительно допустимые токи кабелей при прокладке в земле должны соответствовать указанным в таблицах 2-9, при прокладке на воздухе – в таблицах 10-13.Таблица 2
Номинальное сечение жилы, мм2
Ток при прокладке в земле, кабели расположены треугольником, экраны кабелей соединены и заземлены с двух сторон, А, не более
Кабель с медной жилой
Одна цепь
Две цепи
Кн=0,8
Кн=1
Кн=0,8
Кн=1
185
502
429
452
382
240
572
489
515
434
300
632
538
567
476
350
678
577
608
508
400
723
612
645
539
500
798
673
709
590
630
859
721
760
630
800
932
779
820
677
1000
1009
840
884
729
1200
1081
895
944
775
Номинальное сечение жилы, мм2
Ток при прокладке в земле, кабели расположены треугольником, экраны кабелей соединены и заземлены с двух сторон, А, не более
Кабель с алюминиевой жилой
Одна цепь
Две цепи
Кн=0,8
Кн=1
Кн=0,8
Кн=1
185
396
340
358
303
240
455
389
409
345
300
507
432
455
383
350
545
462
490
408
400
587
497
524
439
500
654
553
583
486
630
719
605
637
530
800
787
659
694
575
1000
864
722
759
628
1200
938
779
820
675
Изоляция из сшитых образцов полиэтилена используется в производстве одножильного и трехжильного кабеля, применяемых как в однолинейной, так и в групповой прокладке на открытых местах, в кабельных конструкциях, под землей. Толщина изоляции варьируется от 3,4 до 35 мм при сечении кабеля от 35-ти до 3000 мм 2 и протекании тока напряжением до 550 кВ.
Применение
Изоляция из сшитых образцов полиэтилена используется в производстве одножильного и трехжильного кабеля, применяемых как в однолинейной, так и в групповой прокладке на открытых местах, в кабельных конструкциях, под землей. Толщина изоляции варьируется от 3,4 до 35 мм при сечении кабеля от 35-ти до 3000 мм 2 и протекании тока напряжением до 550 кВ.В зависимости от качества дополнительных оболочек медный и алюминиевожильный кабель в СПЭ-изоляции может использоваться:
В полиэтиленовой (П) оболочке – для прокладки в помещениях и в воздухе,
В усиленной оболочке из полиэтилена (Пу) – для прокладки на сложных участках на поверхности земли,
В оболочке из ПВХ (В, ВГ) – для прокладки одиночной линии в местах, где исключены его механические повреждения (помещение и сухой грунт),
С защитой из ПВХ пониженной горючести (Внг, ВГнг) – для групповой прокладки,
С дополнительной герметизацией (г, 2г) – для прокладки в сырых местах, в земле с наличием грунтовых вод,
Бронированные металлической проволокой или лентой (Б) – в местах с вероятностью механических повреждений.
Независимо от вида кабеля, испытания должны проводиться в обязательном порядке. В процессе проверяется соответствие всех характеристик и свойств на соответствие нормам. Раньше такие испытания подразумевали пропуск тока, сила которого была в несколько раз больше, чем номинальная (примерно в 6 раз).Этот метод отбросили, потому что в процессе поверки у ЛЭП снижались характеристики из-за слишком высокого напряжения. В особенности у тех, которые уже давно использовались и имели плохую изоляцию.В настоящее время для испытаний используют другую технологию. Её ещё называют «щадящей». При этом методе используют напряжение, которое выше номинального всего в 3 раза. Но при этом частота тока равняется 0,1 Гц. Объёмные заряды не образуются при таких испытаниях. Благодаря этому, нет негативного воздействия на изоляционные слои.