Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена устройство, конструкции, преимущества, области применения

СОДЕРЖАНИЕ:

Структура и устройство кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена

Применение

Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена состоит из проводника (медь или алюминий), изолированного сшитым полиэтиленом и защищенного металическим экраном (рифленая и безшовная защита из алюминия или проволоки) который покрывается ПВХ или полиэтиленом для защиты от корозии.

Проводник

Проводник соотоитиз обожженого медного или твердого аллюминиевого прута, расположенного по 3 основных схемам:

  • концентрической
  • уплотненной кольцевой
  • сегметной уплотненной кольцевой

Концентрический прут — провод с концентричными насечками, уплотненный кольцевой проводник состоит из сегментов с насечками и различных уплотнительных материалов. как правило, сегментный уплотненный кольцевой проводник имеет 4 части и применяется в кабелях сечением свыше 800 мм.кв. для предотвращения роста сопротивления переменного тока. Если поперечное сечение кабеля не превышает 630 мм.кв., тогда используется уплотненный кольцевой круг.

Экран по жиле

Экран по жиле состоит из экструдированного полупроводящего полиэтилена, чтобы минимизировать электрические нагрузки плетеной конфигурации проводника. Полупроводящий экран, используемый для проводникового экрана, не оказывает отрицательного воздействия на проводник. Полупроводящая лента иногда применяется в качестве сепаратора.

Изоляция

Изоляционный материал — это экструдированный полиэтилен поперечного плетения. Экран проводника, изоляция и экран изоляции, упомянутые ранее, экструдированны одной операцией, что бы гарантировать максимально плотное сцепление экранаи изоляции и отсутствие пустот между слоями. Процесс экструзии выполняется при строго контролируемых атмосферных условиях. Толщина изоляционного слоя определяется по максимальному значению, расчитываемому по разнице потенциалов импульсного и переменного тока. Стандартный процесс многослойного формования насыщеным паром часто вызывал ухудшение электрических ососбенностей изоляции, поскольку при длительном применении кабеля образовывались древовидные наросты. Новая технология формования кабеля с помощью азота позволила защитить электрические свойства изоляционного материала и уменьшить толщину изоляции, и следовательно, внешний диаметр самого кабеля.

Изоляционный экран

Экран обеспечивает изоляцию посредством концентрического и кольцевого экструдирования полупроводникового компаунда, что бы минимизировать возможность ионизации внешней поверхности диэлектрика.

Металлический экран

Мелаллический экран состоит из провлочного щита, рифленого алюминиевого щита или свинцового щита. рифленые алюминиевые и свинцовые экраны так же применяются в случаях, когда поверхность канала тонкая и влажность высокая.

Внешняя оболочка

Для защиты металической оболочки отт электрической или химической коррозии внешняя оболочка покрывается ПЭ или ПВХ

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена: особенности и виды провода

В последнее время заметно увеличивается спрос на кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена, обозначают изделие такой аббревиатурой – СПЭ.

Рассматриваемая изоляция значительно качественнее, чем ее аналог из термопластичного полиэтилена, выдерживает воздействие высоких температур, механические факторы, сохраняет форму.

Характеристика СПЭ кабеля

Можно выделить следующие достоинства кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена:

  1. Высокая пропускная способность.
  2. Хорошая термическая стойкость.
  3. Долговечность, средний срок эксплуатации составляет около 50 лет.
  4. Сравнительно простой монтаж за короткий промежуток времени, благодаря небольшой массе, диаметру устройства.
  5. Возможность прокладывать изделие при отрицательной температуре, не нужен предварительный подогрев.
  6. Считаются экологичными устройствами, не выделяют вредных компонентов для окружающей среды.
  7. Низкая гигроскопичность конструктивных деталей.
  8. Сфера применения достаточно широка.

Существует два варианта сшивки изготовления силовых кабелей:

  1. Технология пероксидной сшивки.
  2. Силанольная сшивка.

Первый тип более популярный, для сшива применяют специальные химические компоненты.

Разновидности СПЭ кабеля

Согласно основной классификации, учитывая количество токоведущих жил, силовое устройство с изоляцией из сшитого полиэтилена разделяют на две большие группы:

  1. Одножильные, наиболее часто встречаемые виды, снижают риск возможного возникновения междуфазного короткого замыкания.
  2. Трехжильные, в отличие от предыдущего типа, составляющим компонентом есть экструдированный межфазный наполнитель, для производства которого применяют полиэтилен или ПВХ пластикат.

Заметьте, купить можно кабель силовой АПвПу2г на energoforum.org/apvpu2g-1h24070-10/ сайте производителя. Также описываемые кабели классифицируют по таким критериям, как показатель напряжения, площадь сечения, материал токоведущей жилы, оболочки, бронирования.

Каждый вид кабеля имеет свою определенную маркировку, например, ПвЭВнг, АПвЭАкПнг-HF, при покупке важно проверять сертификат качества продавца, технические и эксплуатационные характеристики. Многие страны, благодаря отличным свойствам силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена, используют данное устройство для прокладывания высоковольтных линий, ведь монтажные работы можно выполнять при любой температуре.

1. Основные положения

Любое предприятие, эксплуатирующее электрические сети напряжением 6-10 кВ и выше, используют силовые кабели.

Кабельные линии имеют огромное преимущество перед воздушными линиями, так как занимают меньше места, безопасны, надежней и удобней в эксплуатации.

Подавляющее большинство применяемых в России и странах СНГ кабелей — с пропитанной бумажной изоляцией (ПБИ), имеют многочисленные недостатки:

— ограничения по нагрузочной способности;

— ограничения по разности уровней прокладки;

— низкая технологичность монтажа муфт.

В настоящее время, учитывая вышеперечисленные недостатки, кабели с бумажной изоляцией активно замещаются кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена.

Ведущие энергосистемы страны при строительстве новых кабельных линий или ремонте существующих активно используют кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена.

Переход от кабелей с бумажной пропитанной изоляцией (БПИ) к кабелям с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), связан с все возрастающими требованиями эксплуатирующих организаций к техническим параметрам кабелей. В этом отношении преимущества кабелей из СПЭ очевидны.

В таблице (по данным ГРУППЫ КОМПАНИЙ «Форум Электро»), приводятся основные показатели кабеля среднего напряжения:

Вид изоляции кабеля

1 Длительно допустимая рабочая температура, ° С

2. Температура при перегрузках, °С

3. Стойкость к токам КЗ, ° С

4. Нагрузочная способность, %

— при прокладке в земле

-при прокладке в воздухе

5. Разность уровней при прокладке, м

6. Трудоемкость при монтаже и ремонте

7. Показатели надежности- удельная повреждаемость, -шт./100 км год

— в свинцовых оболочках

— в алюминиевых оболочках

в 10-15 раз ниже

* по данным МКС «Мосэнерго», А.С. Свистунов. Направление работ по развитию.

Преимуществами кабеля из сшитого полиэтилена являются:

— более высокая надежность в эксплуатации;

— увеличение рабочей температуры жил кабеля с изоляцией из СПЭ до 90 °С, что обеспечивает большую пропускную способность кабеля;

— твердая изоляция, позволяющая прокладывать кабель с изоляцией из СПЭ на участках с большим перепадом высот, в т.ч. вертикальных и наклонных коллекторах;

— использование полимерных материалов для изоляции и оболочки, обеспечивающих возможность прокладки кабеля из СПЭ без предварительного подогрева при температурах до –20 °С;

— меньший вес, диаметр и радиус изгиба кабеля, что облегчает прокладку на сложных трассах;

— удельная повреждаемость кабеля с изоляцией из СПЭ на 1-2 порядка ниже, чем у кабеля с бумажной пропитанной изоляцией;

— высокий ток термической устойчивости при коротком замыкании;

— изоляционный материал позволяет сократить диэлектрические потери в кабеле;

— большие строительные длины кабеля;

меньшие расходы на реконструкцию и содержание кабельных линий;

— более экологичный монтаж и эксплуатация (отсутствие свинца, масла, битума);

— увеличение срока службы кабеля.

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 в США и Канаде доля кабелей с изоляцией из СПЭ составляет 85 %, в Германии и Дании -95 %, а в Японии, Франции, Финляндии и Швеции в распределительных сетях среднего напряжения используется только кабель с изоляцией из СПЭ.

2. Технология сшивки полиэтилена

Полиэтилен в настоящее время является одним из наиболее применяемых изоляционных материалов при производстве кабелей. 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.

Своими уникальными свойствами СПЭ кабели обязаны применяемому изоляционному материалу. Процесс сшивки или вулканизации на современных кабельных предприятиях осуществляется в среде нейтрального газа при высоком давлении и температуре, что позволяет получить достаточную степень сшивки по всей толщине изоляции.

Термин «сшивка» (вулканизация) 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 три основных способа сшивки полиэтилена: пероксидная, силановая и радиационная. В мировой кабельной промышленности при производстве силовых кабелей используются первые две.

Пероксидная сшивка полиэтилена происходит в среде нейтрального газа при температуре 300-400 °С и давлении 20 атм. Она применяется при производстве кабелей среднего и высокого напряжений.

Силановая сшивка осуществляется при более низкой температуре. Сектор применения этой технологии охватывал кабели низкого и среднего напряжений.

Первым российским производителем кабеля с СПЭ-изоляцией в 1996 году стал «АББ Москабель», использующий технологию пероксидной сшивки. Впервые в России выпуск кабеля из силанольносшитого полиэтилена в 2003 году освоен на Пермском ОАО «Камкабель».

Имеются некоторые особенности производства и эксплуатации таких кабелей.

3. Конструкция кабелей СПЭ.

В основном кабели выпускаются в одножильном исполнении (рис. 1), но выпускаются и в трехжильном исполнении (рис. 2), 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:

Оболочки кабелей с изоляцией из СПЭ

прокладка на земле, в воздухе

Усиленная из ПЭ

прокладка на земле на сложных участках

Из ПВХ пластиката

в кабельных сооружениях, в производственных помещениях — в сухих грунтах

Из ПВХ пластиката пониженной горючести

групповая прокладка — в кабельных сооружениях — в производственных помещениях

Кабели с продольной герметизацией

г, 2г, гж (после обозначения оболочки)

для прокладки в грунтах с повышенной влажностью в сырых, частично затапливаемых помещениях

Дополнительные обозначения для кабелей с герметизирующими элементами в конструкции:

«г»- герметизация металлического экрана водоблокирующими лентами;

«2г»- поверх герметизированного экрана алюмополимерная лента;

«гж» — в токопроводящей жиле используется водоблоки-рующий порошок или нити.

Конструкция кабеля с изоляцией из СПЭ для низкого и среднего напряжения:

1. Токопроводящая многопровочная уплотнительная жила:

— алюминий (АПвПг, АПвПуг, АПвВг, АПвВнг-LS, АПвПу2г);

— медь (ПвПг, ПвПуг, ПвВг, ПвВнг-LS, ПвПу2г).

2. Электропроводящий экран из силанольносшитой композиции полиэтилена.

3. Изоляция из силанольносшитой полиэтилена.

4. Электропроводящий экран из силанольносшитой композиции полиэтилена.

5. Водоблокирующая электропроводная лента.

6. Экран из медных проволок.

8. Разделительный слой:

— водоблокирующая электропроводная лента (АПвПу2г, ПвПу2г);

— бумага электроизоляционная крепированная (АПвПг, ПвПг, АПвПуг, ПвПуг, АПвВг, ПвВг);

— лента алюмополиэтиленовая (АПвПу2г, ПвПу2г).

— поливинилхлоридный пластикат (АПвВг, ПвВг);

— поливинилхлоридный пластикат пониженной пожароопасности (АПвВнг-LS, ПвВнг-LS);

— полиэтилен (АПвПг, ПвПг, АПвПуг, ПвПуг, АПвПу2г, ПвПу2г).

Рис. 1 . Одножильный кабель СПЭ

Рис. 2 . Трехжильный кабель СПЭ

4. Особенности монтажа силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена

1) Прокладка кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена рекомендуется при температуре окружающей среды не ниже 0 °С. Допускается прокладывать кабели с изоляцией СПЭ без подогрева при температуре окружающей среды не ниже -15 °С для кабелей с оболочкой из ПВХ и пластиката -20 °С для кабелей с оболочкой из полиэтилена. При более низких температурах окружающей среды кабель должен быть нагрет выдержкой в обогреваемом помещении не менее 48 ч или при помощи специального устройства до температуры не ниже 0 °С, при этом прокладка должна производиться в сжатые сроки (не более 30 минут). После прокладки кабель должен быть немедленно засыпан первым слоем грунта. Окончательную засыпку и уплотнение грунта производят после охлаждения кабеля. Прокладка кабелей при температуре окружающей среды ниже — 40 °С не допускается.

2) Минимальный радиус изгиба кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена при прокладке должен быть не менее 15 D н для одножильных и трехжильных кабелей и 12 Dh для трех скрученных вместе одножильных кабелей, где Dh — наружный диаметр кабеля или диаметр по скрутке для трех скрученных вместе одножильных кабелей. При тщательном контроле изгиба, например, применением соответствующего шаблона, допускается уменьшение радиуса изгиба кабеля до 8 Dh . При этом рекомендуется подогрев кабеля в месте изгиба до температуры 20 °С.

3) Размотка кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена с барабана должна производиться при применении необходимого количества проходных и угловых роликов. Применяемый метод размотки должен обеспечивать целостность кабеля. Во время прокладки тяжение кабелей СПЭ должно осуществляться при помощи натяжного стального чулка, наложенного на наружную оболочку, или за токопроводящую жилу при помощи клинового захвата. Усилия, возникающие во время тяжения кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена с многопроволочной алюминиевой жилой, не должны превышать 30 Н/мм 2 номинального сечения жилы, кабеля с однопроволочной алюминиевой жилой (с маркировкой «ож») — 25 Н/мм 2 , кабеля с медной жилой — 50 Н/мм 2 . Если одновременно прокладываются три одножильных кабеля с одним общим стальным чулком, при расчете усилия тяжения учитывают:

— 1 номинальных сечения жилы, если кабели скручены вместе;

— 2 номинальных сечения жилы, если кабели не скручены.

Усилия тяжения кабеля при прокладке должны быть рассчитаны при проектировании кабельной линии и учтены при заказе кабеля. Тяговая лебедка должна быть оборудована устройствами, позволяющими контролировать усилие тяжения кабеля, регистрировать усилие тяжения в течение всего процесса тяжения кабеля и автоматически отключать тяговую лебедку, если усилие тяжения превысит допустимую величину.

4) Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена СПЭ следует укладывать с запасом по длине 1 ¸ 2 %. В траншеях и на сплошных поверхностях внутри зданий и сооружений запас создается путем укладки кабеля «змейкой», а по кабельным конструкциям (кронштейнам) этот запас создается образованием стрелы провеса. Укладывать кабель в виде колец (витков) не допускается.

5) Металлические кабельные конструкции должны быть заземлены в соответствии с действующей документацией.

6) При прокладке кабельной линии кабели СПЭ трех фаз должны прокладываться параллельно и располагаться треугольником или в одной плоскости. Другие способы расположения должны быть согласованы с изготовителем.

7) При прокладке в плоскости расстояние в свету между двумя соседними кабелями одной кабельной линии должно быть не менее наружного диаметра кабеля СПЭ.

8) При расположении треугольником кабели скрепляются по длине кабельной линии (за исключением участков около муфт) на расстоянии 1 ¸ 1,5 м, на изгибах трассы — 1 м. При прокладке в земле следует учесть, что при засыпке грунтом кабели не должны менять своего положения. Кабели, проложенные в плоскости в кабельных сооружениях на воздухе, должны быть закреплены по длине линии на расстоянии 1 ¸ 1,5 м. Скобы и другие крепежные изделия для крепления одножильных кабелей СПЭ, а также крепление бирок на кабели должны быть выполнены из немагнитного материала. При закреплении кабелей необходимо учитывать возможное тепловое расширение кабелей и механические нагрузки, возникающие в режиме короткого замыкания.

9) Все концы кабелей после отрезания должны быть уплотнены термоусаживаемыми капами для предотвращения проникновения влаги из окружающей среды. Во время прокладки кабелей должен быть обеспечен контроль состояния оболочек и защитных кап.

5. Способы прокладки кабелей

Кабели с изоляцией из полиэтилена могут прокладываться в земле (траншее), в кабельных сооружениях (туннели, галереи, эстакады), в блоках (трубах), в производственных помещениях (в кабельных каналах, по стенам).

При прокладке кабелей в земле рекомендуется в одной траншее прокладывать не более шести кабелей. При большем количестве кабелей рекомендуется прокладывать их в отдельных траншеях. Прокладка кабелей может осуществляться одиночными кабелями, так и соединенными в треугольник.

Прокладка кабелей в туннелях, по эстакадам и галереям рекомендуется при количестве кабелей, идущих в одном направлении более двадцати. Прокладка кабелей в блоках применяется в условиях большой стесненности по трассе, в местах пересечений с железнодорожными путями и проездами, при вероятности разлива металла и т.п.

При прокладке по металлоконструкциям возможно использование различных видов креплений в виде скоб, клиц или узлов крепления.

Примеры крепления кабеля с применением скоб (рис. 3, 4, 5).

Все размеры даны в миллиметрах. Крепежные изделия (болты, гайки, шайбы) не показаны.

D — наружный диаметр кабеля, S — толщина прокладки (от 3 до 4 мм).

Рис. 3. Крепление одного кабеля

1 — кабель; 2 — хомут (скоба) из алюминия или алюминиевого сплава; 3 — прокладка из резины или поливинилхлорида .

Рис. 4. Крепление трех кабелей в связке (в треугольник)

1- кабель; 2- хомут (скоба) из алюминия или алюминиевого сплава толщиной 5 мм; 3 — прокладка из резины или поливинилхлорида толщиной 3 ¸ 5 мм.

Рис. 5. Крепление трех кабелей

1- кабель; 2- хомут (скоба) из алюминия или алюминиевого сплава; 3- прокладка из резины или поливинилхлорида.

6. Технология прокладки кабеля

Прокладку кабеля осуществляет бригада в количестве 5-7 человек.

Примерная схема расстановки рабочих при протяжке кабеля:

— барабан, на тормозе — 1 человек;

— сход кабеля с барабана — 1 человек;

— спуск кабеля в траншею (вход, выход из туннеля) — 1 человек;

— на лебедке — 2 человека;

— сопровождение конца кабеля — 2 человека.

Кроме того, необходимо предусмотреть по одному человеку:

— на каждом углу поворота;

— на каждом проходе в трубах через перегородки или перекрытия, у входа в камеру или здание.

При одновременном тяжении трех кабелей за устройством для группирования кабелей должны находиться 2 человека для скрепления кабеля в треугольник.

Скорость прокладки не должна превышать 30 м/мин и должна выбираться в зависимости от характера трассы, погодных условий и усилий тяжения.

При превышении допустимой величины усилия тяжения необходимо остановить прокладку и проверить правильность установки и исправность линейных и угловых роликов, наличие смазки (воды) в трубах, а также проверить кабель на возможное заклинивание в трубах. Дальнейшая протяжка кабеля возможна только после устранения причин превышения допустимых усилий тяжения.

При спуске кабеля в траншею или входе в туннель необходимо следить, чтобы кабель не соскальзывал с роликов и не терся о трубы и стенки в проходах. На входе в трубы необходимо следить за тем, чтобы не повреждались защитные покровы кабелей о край трубы.

При повреждении оболочки кабеля необходимо остановить прокладку, осмотреть место повреждения и принять решение о способе ремонта оболочки.

Сопровождающие конец кабеля должны следить за тем, чтобы кабель шел по роликам, при необходимости подправляют ролики, а также направляют конец кабеля.

Кабель вытягивается таким образом, чтобы при укладке его по проекту расстояние от верха концевой муфты или от условного центра соединительной муфты было не менее 2 м. При определении запаса следует учитывать, что остатка кабеля на барабане должно хватить для монтажа муфты. Отсоединить тяговый трос и снять чулок или захват с конца кабеля. В случае, если на барабане находится кабель для нескольких участков трассы, или если длина кабеля существенно больше длины участка, необходимо обрезать кабель.

После обрезки кабеля необходимо герметизировать концы кабелей капированием. Для более надежной герметизации концов кабелей возможно применить двойное капирование. Внутреннюю капу осадить на электропроводящий слой по изоляции кабеля, а наружную капу — на внутреннюю капу и на оболочку кабеля. Возможно, также перед капированием нанести на обрез кабеля слой расплавленного битума.

При необходимости концы кабеля завести в камеры, колодцы, кабельные помещения. При этом необходимо соблюдать допустимые радиусы изгиба кабеля. Снять кабель с роликов, уложить и закрепить его по проекту.

При прокладке в траншее произвести присыпку кабеля песчано-гравийной смесью или мелким грунтом толщиной не менее 100 мм и провести испытания оболочки кабеля.

Журнал «Ценообразование и сметное нормирование в строительстве», ноябрь 2010 г. № 11

Силовые кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена

Первые кабельные линии с изоляцией из сшитого полиэтилена (с СПЭ-изоляцией) появились в 70-е годы. В 80-е годы были освоены кабельные линии с СПЭ-изоляцией на номинальные напряжения 225 и 275 кВ. В 90-е годы в работу были введены первые кабельные линии напряжением 500 кВ. С 1996 г. международный концерн АББ (Asea Brown Boveri) освоил производство кабелей с СПЭ-изоляцией в России на предприятии «АББ Москабель», где в настоящее время выпускаются кабели напряжением до 220 кВ включительно. Предприятие «Иркутск-кабель» освоило выпуск кабелей с СПЭ-изоляцией напряжением до 35 кВ включительно.
Сшитый полиэтилен идеально подходит для изоляции высоковольтных кабелей. По современной технологии процесс вулканизации (сшивки) полиэтиленовой изоляции производится химическим способом в среде нейтрального газа при давлении 800—900 кПа и температуре 285—400 °С. В результате химической реакции изменяется молекулярная структура полиэтилена и образуются новые межмолекулярные связи, что приводит к изменению электрических и механических свойств вещества. Необходимо подчеркнуть, что изоляция и электропроводящие экраны накладываются в процессе тройной экструзии, после чего происходит одновременная сшивка всех трех слоев. При высокой температуре сшивка происходит равномерно по всей толщине изоляции, что невозможно обеспечить при использовании альтернативной силановой сшивки, которая не предполагает применения высоких температуры и давления.
Преимущества усовершенствованной конструкции и современной технологии производства кабелей с СПЭ-изоляцией обусловили его повсеместное применение в развитых странах и заметное сокращение использования других типов кабеля. Например, среди кабелей среднего напряжения кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена занимают 80—85 % рынка в США и Канаде, 95 % — в Германии и Дании, 100 % — в Японии, Финляндии, Швеции и Франции.

Достоинства кабелей с СПЭ-изоляцией:
• больший, чем у других кабелей, диапазон рабочих температур, допустимая температура кабелей в нормальном режиме составляет 90 °С, в кратковременном режиме (протекание токов короткого замыкания) — 250 °С. Пропускная способность (допустимые токи нагрузки) увеличивается на 20—30 % путем увеличения допустимой температуры на жиле по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией. При размещении одножильного кабеля в плоскости его нагрузочная способность возрастает еще на 5—10 %;
• прокладка и монтаж кабелей могут осуществляться при температуре до минус 15—20 °С без предварительного подогрева с радиу3м изгиба до 15 наружных диаметров, при однократном изгибе — до 7,5 наружного диаметра;
• экологическая безопасность. Отсутствие жидких включений обеспечивает 3хранение чистоты окружающей среды, что позволяет прокладывать кабель на любых объектах и эксплуатировать кабельные линии практически без технического обслуживания;
• высокий ток термической стойкости при коротких замыканиях, что особенно важно в случае, когда сечение кабеля выбрано только на основании номинального тока;
• небольшая масса, меньший диаметр и, соответственно, радиус изгиба, легкость прокладки как в кабельных сооружениях, так и в земле на сложных трассах;
• низкая повреждаемость кабеля с СПЭ-изоляцией (по зарубежным данным, процент электрических пробоев кабелей с СПЭ-изоляцией на два-три порядка ниже, чем кабелей с бумажной изоляцией);
• возможность прокладки на местности с большими наклонами, возвышенностями и на пересеченной местности, т. е. на трассах с большой разницей уровней, в вертикальных и наклонных коллекторах;
• отсутствие каких-либо жидких компонентов (масел) для усиления диэлектрических свойств изоляции и, как следствие, упрощение монтажного оборудования, что, таким образом, уменьшает время и снижает стоимость прокладки и монтажа;
• большая строительная длина (до 2000—4000 м) при использовании однофазного кабеля.
Кабели из сшитого полиэтилена выполняются одно- и трехфазными. Однофазные кабели имеют более высокую надежность вследствие:
• большего удаления фазных проводников один от другого, что практически исключает развитие замыкания на землю в междуфазное короткое замыкание;
• исключения трехфазных концевых и соединительных муфт, не отличающихся высокой надежностью и технологичностью;
• большой строительной длины кабелей, что позволяет уменьшить число соединительных муфт;
• более высокой стойкости линии из трех однофазных кабелей к огневым и механическим воздействиям.
К недостаткам следует отнести:
• громоздкое кабельное сооружение (три кабельных места вместо одного);
• невысокую термическую стойкость экрана при междуфазном коротком замыкании;
• необходимость фиксации кабелей по всей трассе.
В определенной степени преодолеть указанные недостатки позволяет прокладка кабелей в сотовых конструкциях. Такая прокладка исключает распространение огня по трассе, не допускает повреждений оболочек смежных фаз при пробое одной из них на экран, облегчает визуальное обнаружение места повреждения кабеля и его ремонт.

Каждый электрик должен знать:  Как выбрать, настроить и подключить фотореле для наружного или внутреннего освещения

Пример обозначения кабеля АПвПг 1 x 240/35-10
Алюминиевая жила СПЭ-изоляция Оболочка из полиэтилена Герметизация экрана Число жил Сечение жил Сечение экрана Номинальное напряжение

Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена

Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена

В настоящее время закономерность потребления кабельной продукции обусловлена большой популярностью проводников, изоляцией которых является сшитый полиэтилен. Его обозначение на русском языке вот такое – СПЭ, на немецком языке вот такое – VPE, на английском – XLPE, в Швеции используется обозначение PEX. То есть, встретив любую комбинацию из этих букв, будьте уверены, что перед вами кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена. Почему же сшитый полиэтилен (кабель с его изоляцией, так будет точнее) стал таким популярным?

Достоинства кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена

На самом деле отечественные потребители кабельной продукции по достоинству оценили данный вид изделий. Все дело в их преимуществах перед другими видами. Каковы же эти преимущества?

  • Полиэтилен сшитого типа может выдерживать более высокие температуры. Поэтому пропускная способность жилы кабеля в такой изоляции становится больше. То есть, при повышенной силе тока, повышается температура внутри конструкции провода, за счет чего может испортиться изоляция.
  • Даже при коротком замыкании с его высокой температурой кабель спокойно выдерживает ее. Изоляция не пробивается.
  • Высокая влагостойкость. Этот показатель дает возможность не использовать металлическую оплетку, что снижает себестоимость самого кабельного материала.
  • Появилась возможность уменьшить радиус изгиба прокладки.
  • Полиэтилен – это полимерный материал (гибкий, эластичный), поэтому кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена не подлежит подогреву, когда прокладка производится при минусовой температуре.
  • Эластичность позволяет использовать такой кабель при прокладке единой сетью на разных уровнях.
  • Небольшие размеры и масса снижают сложности и трудоемкость при монтажных работах.
  • И последнее – простота технологического процесса по сравнению с другими марками и видами кабелей. Отсюда и низкая себестоимость.

Технология изготовления

Полиэтилен, как изоляционный материал, известен достаточно давно. Но технология его использования в кабельной промышленности была до недавнего времени не доработана. Сам термопластичный полиэтилен является обладателем серьезных недостатков. К примеру, его изоляционные характеристики резко ухудшаются, когда материал начинает нагреваться. Дойдя до температуры плавления, он вообще изменяется в плане изменения формы. Кстати, +85С – это уже критическая температура для данного полимера.

А вот уже полиэтилен сшитого типа спокойно себя ведет даже при температуре +135С. Чувствуете разницу? Откуда же появился такой термин – сшивка. По сути, это замена термину «вулканизация». В технологии производства используется высокая температура, под действием которой связи внутри вещества происходят на молекулярном уровне. То есть, внутри полимера появляется трехмерная сетка, отсюда и противостояние высоким температурам, и высокая механическая прочность, и низкая гигроскопичность, и неплохие электрические характеристики.

Типы сшивки

В современных технологиях, используемых в кабельной промышленности, есть два варианта. Их отличает друг от друга – реагент, используемый для вулканизации полимера.

  1. Пероксидная сшивка – это часто используемая технология. Из самого названия уже становится понятным, что в процессе сшивки полиэтилена используются пероксиды. Процесс производится под действием определенной температуры (плюс 300-400С) и давления (8-12 атм.), к тому же все это происходит внутри нейтральных газов, чаще азота. Такой способ еще называется сухим. Изготовленный с помощью данной технологии кабель используется для линий с высоким и средним напряжением (10-35 кВ).
  2. Силанольная технология. В данном случае в процессе изготовления используется смеси под названием силаны. Этот процесс происходит под более низкими температурами (плюс 80-90С) при воздействии пара и воды, отсюда и менее высокие технические характеристики самого вещества. Кстати, такой кабель можно использовать под напряжением до 1 кВ.

Инструменты для разделки

Кабель с изоляцией из СПЭ – это достаточно сложная конструкция, где используется несколько слоев каркаса и изоляционных прослоек. Чтобы разделать такой кабель для соединения или подключения, необходимы специальные инструменты для разделки кабеля из сшитого полиэтилена. Таких инструментов на рынке огромное разнообразие. Но специалисты свое предпочтение отдают так называемым съемникам.

Необходимо отметить, что силовой кабель данного типа – это многослойная конструкция, как уже было сказано выше. Поэтому к его разделке надо отнестись со всей ответственностью. Для этого придется использовать два разных съемника: один для внешней изоляции, другой для полупроводниковой изоляции, которая облегает саму жилу. Все эти инструменты имеют съемные лезвия, что облегчает процесс разделки, плюс возможность устанавливать глубину врезания ножа в тело изоляционного слоя.

В настоящее время рынок предлагает комплекты для разделки, где кроме двух съемников присутствуют кромкорез, используемый для подрезки фаски жилы, и нож для обработки концов кабеля.

Испытания

Как и вся кабельная продукция, кабели из СПЭ обязательно должны проверятся на предмет их соответствия техническим характеристикам. Еще совсем недавно испытание проводилось под более высоким напряжением, которое превышало номинальное в 5-6 раз. Правда, от такой методики недавно отказались, потому что линии электропередач под действием такого большого напряжение снижали свои характеристики, особенно те, которые давно эксплуатировались и имели изношенную изоляцию.

Сегодня испытания проводятся по другой технологии, как говорят специалисты, щадящей. Для этого испытательное напряжение превышает номинальное в три раза, но используется для проверки ток с частотою 0,1 Гц. По сути, это постоянный ток, который внутри кабеля не вызывает объемных зарядов, негативно действующих на полиэтиленовую изоляцию.

Монтаж кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена — ошибки, правила, фото, схемы.

Монтажом кабелей СПЭ должны заниматься специализированные бригады, с соответствующим оборудованием, спец.инструментом, механизмами и обученным персоналом.

Два основных действующих норматива, которыми нужно при этом руководствоваться:

  • СНиП 3.05.06-85 ”Строительные нормы и правила. Электротехнические устройства” — скачать
  • Правила устройства электроустановок

Практически все правила в них, которые касаются обычных силовых кабелей, в равной степени применимы и к кабелям с изоляцией из сшитого полиэтилена.

Прокладка кабеля СПЭ разрешена при температуре окружающего воздуха не ниже -20 градусов. Но это, если его оболочка выполнена из полиэтилена. То есть, это марки – ПвП, АПвП, ПвПу, АПвПу.

Если же внешняя оболочка изготовлена из ПВХ пластиката, т.е. марки ПвВ, АПвВ, ПвВнг, АПвВнг и другие, предельная температура для прокладки – не ниже -15 градусов.

При температуре (до -40С), монтаж разрешен только после предварительного прогрева кабеля. Если t меньше -40C, монтаж СПЭ запрещен.

При метеоусловиях от -20С до -40С разрешается укладка, если кабель хранился в отапливаемом помещении и температура его верхних слоев не меньше +15 градусов.

Однако в этом случае имеется большой риск того, что можно не успеть размотать кабель с барабана, до того как он остынет.

Перед прокладкой в первую очередь составляется схема трассы и расстановка механизмов на ней.

Обязательно должны быть указаны:

  • места установки барабанов
  • вспомогательные устройства
  • расстановка контролирующих лиц

Также необходимо учесть:

  • пересечения с различными сетями (водопровод, канализация, другие кабеля)

К сожалению, в наших условиях, основной способ прокладки всех кабелей – это прокладка вручную. Принято считать, что главное — это собрать по больше людей или выбрать по мощнее тяговую машину.

Однако нормативы, которые предъявляются к новым кабелям с изоляцией из сшитого полиэтилена, требуют, чтобы при прокладке контролировалось усилие тяжения. Поэтому применение механизмов типа трактора или грузового автомобиля недопустимо.

Если вы их все же используете, вы наносите кабелю повреждения, которые сразу после прокладки не выявляются.

Они начинают ”вылазить” только после первых 2-3 лет эксплуатации:

  • микроскопические трещины на оболочке
  • растяжение сшитого полиэтилена основной изоляции

Вариант расположения кабелей и устройств для тяжения при монтаже:

Если расчетное тяжение протяженного кабеля СПЭ на сложной трассе превышает максимально допустимые значения, то применяют дополнительные тяговые лебедки и подталкивающие устройства посередине трассы.

Для транспортировки кабеля используются специальные тележки. Их же можно применять и для размотки. Раскатка осуществляется непосредственно с тележки.

Специализированные тележки комплектуются тормозными устройствами, а некоторые даже имеют автономный двигатель и привод. Если будет необходимость, с их помощью можно легко смотать кабель обратно на барабан.

Но чаще всего для размотки применяют механические домкраты с ручным подъемом. Однако на них обязательно необходимо предусматривать ручное устройство для торможения, чтобы предотвратить самопроизвольное инерционное сматывание и образование петель.

При установке барабана на домкрат следует соблюдать правило:

Схема подключения кабеля на барабане к тяговому тросу:

Заметьте, что на этом устройстве имеется динамометр, который контролирует усилие тяжения. Максимально допустимые усилия для кабелей СПЭ можно взять из таблиц:

Технические характеристики для кабелей из сшитого полиэтилена на 6-10кв, 20кв, 35кв, 110кв, 220кв.

В современных монтажных организациях для монтажа используются тяговые лебедки оснащенные миникомпьютером, который автоматически контролирует тяжение и составляет протокол протяжки кабеля.

В таком протоколе указывают усилие тяжения, скорость и другие данные монтажа. Протокол входит в паспорт любой кабельной линии СПЭ.

На сложных трассах, при больших длинах, широко применяют подтягивающее устройство. Кабель проходит сквозь него.

Работать такое устройство должно синхронно с тяговой лебедкой. Достигается это путем соединения их цепей управления между собой.

Для захвата конца кабеля при тяжении, можно использовать два приспособления:

  • чулок изготовленный из стальных проволок

Клиновой захват цепляется за оголенную токоведущую жилу. Прокладка кабеля в трубах с его использованием запрещена. Дело в том, что в трубах, зачастую встречаются остатки воды.

Они там появляются в результате промывки, после проколов под землей.

Кроме того, при дождливой погоде, также запрещено протягивать кабель СПЭ с помощью клинового захвата.

Поэтому в 90% случаев используется чулок. Сначала на конец КЛ устанавливается капа, а уже затем, на нее одевается сам чулок.

Поверх чулка наносится несколько витков бандажей. Бандажи выполняются либо медной, либо стальной (не магнитной) проволокой. Количество бандажей – минимум 5шт.

При протяжке, несколько из них могут разрушиться. Остальные должны удержать чулок в натянутом состоянии. Поставите меньше, они все оборвутся и кабель у вас при прокладке, может застрять посередине трубы.

Придется вытягивать его обратно, перетаскивать трос и начинать все по новой.

Есть специальные чулки, предназначенные для закрепления одновременно на трех однофазных кабелях. Правда, у вас должна иметься возможность протягивать три фазы СПЭ одновременно.

Еще имеются промежуточные чулки. Они представляют из себя разъемную сетку, которая накладывается на кабель. Далее все это скрепляется тросом, вплетенным в эту сетку.

Такой крепежный захват можно одевать в любом месте кабеля без риска его повреждения. Применяется это для установки в середине КЛ вспомогательной лебедки, с целью соблюдения допустимых усилий тяжения.

Основные устройства помогающие прокладывать кабель в траншеях и туннелях — это ролики. В непосредственной близости от раскаточного барабана ставится приемный ролик.

Ширина его должна быть не меньше ширины самого барабана. Если у вас в комплекте инструмента отсутствует подобный ролик, его можно заменить самодельной конструкцией.

В ней, в качестве направляющих, применяют полиэтиленовые трубы. При скольжении полиэтилена по полиэтилену, очень низкий коэффициент трения. Поэтому такая конструкция во многих сложных условиях монтажа вполне оправдана.

Перед непосредственным спуском кабеля в траншею (канал), ставится опорный ролик или желоб.

Уже в самой траншее используются простые линейные ролики. У них на раме должны быть отверстия. Через них ролик можно зафиксировать на любой поверхности.

На углах трассы применяются поворотные ролики.

Причем через специальные крепления по бокам, можно собрать целую поворотную систему.

Помимо вышеперечисленных применяются и специальные:

  • устанавливаемые в распорку траншеи

Однофазные кабеля из сшитого полиэтилена в траншею можно уложить 2-мя вариантами:

Основной способ это треугольник. В этом случае, образуется симметричная система и минимальные потери на взаимоиндукцию. Но самое главное – это экономия места, тем более это актуально в городских условиях монтажа кабелей СПЭ.

Укладка 3-х фаз производится поочередно. Причем, проложив эти три фазы, их сразу же необходимо увязать в треугольник, и только после этого приступать к прокладке остальных фидеров. Иначе вполне реально перепутать фазы разных КЛ.

По условиям прокладки, в стандартную траншею рекомендуется укладывать не более 6-ти кабельных линий СПЭ (шесть треугольников). Но если позволяет ширина трассы, то умещают и более.

А если прокладывать их в ряд, то поместится максимум 2 кабельных фидера.

При стесненных условиях, для защиты соседних кабелей, в качестве перегородок применяют вертикально стоящие железо-бетонные плиты. Высоты кирпича для этих целей не хватит.

Увязка однофазных КЛ 6-10кв СПЭ в треугольник производится ПВХ хомутами.

Могут применяться и другие приспособления. Самое главное, чтобы они были не магнитными.

При выполнении переходов через дороги, труба перед непосредственной протяжкой должна визуально проверяться на просвет. При этом если труба не цельная, соединения труб нужно залить бетоном.

Кроме этого, в начале и конце трубы необходимо устанавливать направляющую воронку.

Она представляет из себя разъемную конструкцию с ограничивающим кольцом.

Также для защиты от трения, при протяжке в трубах, кабели необходимо смазывать. При протяженности переходов до 100м, можно использовать обыкновенный мыльный раствор.

При большей длине, такая смазка успевает высохнуть и эффект скольжения пропадает. Поэтому на таких переводах применяют технический вазелин или тавот. В общем все смазки, которые не оказывают вредного химического воздействия на оболочку.

Чтобы посторонние предметы и вода не могли свободно попасть во внутрь трубы с кабелем, ее требуется герметизировать. Для этого можно использовать:

  • манжету с термоусадкой
  • строительную монтажную пену (позаботьтесь о том, чтобы она была морозостойкой)
  • ветошь, промоченную в цементной болтушке

В процессе укладки время работы может затянуться, и кабель остынет до недопустимой температуры, вследствие чего при изгибах изоляция будет повреждена.

2Тяжение кабеля трактором без контроля усилия динамометром 3Раскатка кабеля с барабана снизу, а не сверху 4Использование металлических труб вместо полиэтиленовых, в качестве самодельных приемных роликов или недостаточная ширина этого ролика 5Соединение труб в переходах при помощи муфт без бетонирования стыков 6Недостаточное количество раскаточных роликов или даже их полное отсутствие. Из-за чего может происходить волочение кабеля на отдельных участках непосредственно по земле. 7Протяжка кабеля с применением чулка, но без установки капы

Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена: свойства, характеристики

Технический прогресс бурно развивается, требуя создания всё более новых технологий. Новые материалы применяются во всех сферах производства. Эта тенденция проявляется также в производстве кабельной продукции. Один из примеров – кабель сшитый полиэтилен (СПЭ), который приходит на смену кабелям с бумажной пропитанной изоляцией (БПИ). Его производство началось ещё в 70-х годах прошлого столетия. Сегодня всё больше предприятий в РФ перепрофилируют своё производство под провода СПЭ. Производятся они также в Германии, Франции, Италии, США, Японии и других странах.

Рисунок 1. Высоковольтный СПЭ-кабель

Чем хороши провода, изолированные СПЭ

Главная фишка кабельных линий СПЭ – их изоляция. Именно сшитый (вулканизированный, шитый, соединённый) полиэтилен даёт основные преимущества этим изделиям. Отличные изолирующие свойства полимера углеводорода этилена, или полиэтилена (ПЭ), известны человечеству уже давно. Но классический материал – термопластичный полимер, который производится для самых разнообразных нужд, – имеет один недостаток. Это – невысокая температура плавления, которая находится в пределах от 85 до 100°С. Его молекулярная структура является линейной.

Основное отличие кабеля из сшитого полиэтилена проявляется в его молекулярных связях. Молекулы этого материала имеют сетчатую пространственную структуру, дополнительно получив боковые межмолекулярные связи. То есть молекулярные линии сшили между собой. Это даёт сразу несколько преимуществ:

  • увеличенную прочность на разрыв;
  • улучшенную эластичность;
  • более качественные изоляционные свойства;
  • большую устойчивость к воздействию высоких температур.

Для кабельной продукции соединённый ПЭ производится по двум технологиям. В результате получаются различные материалы. Более дешёвый способ производства позволяет получить PEXb – продукт, имеющий поперечные связи у 63–65 процентов молекул. Полимеризация до «сшитого» состояния происходит при температурах 85–90°С силанольным методом. Аббревиатура такой изоляции в маркировке кабелей обозначается как SXLPE.

Более качественные технические характеристики имеет другой полимер – PEXa. Стоимость его производства дороже, но перекись водорода и высокая температура (до 400°С) позволяют сшить поперечно до 80% всех молекул. Если изолирующий слой кабелей выполнен по такой технологии, его обозначают как XLPE.

Если принять во внимание прочностные показатели, а также термическую устойчивость, то оба полимера находятся примерно на одном и том же уровне. Но PEXa сшит более равномерно, что позволяет ему быть более термо- и электроустойчивым при напряжениях, превышающих 1кВ. Такие качества присущи свойствам PEXb в меньшей степени, поскольку его сшивка не так равномерна. Кроме того, такая изоляция подвержена быстрейшему старению. Поэтому PEXb, который называют пероксидным сшитым полиэтиленом, применяется только для проводки напряжения, номинал которого меньше 1000 В. Более дорогой материал PEXa используют для высоковольтных проводников, выдерживающих до 35 кВ напряжения.

Преимущества и недостатки СПЭ-кабелей

До того времени как научились применять полимеры в кабельно-проводниковом производстве, повсеместно использовались маслонаполненные провода. Изолирующий слой таких изделий представлял собой специальную бумагу, которая была пропитана маслом. Применять такие провода было неудобно – они слишком тяжёлые, радиус изгиба – слишком большой. Вертикальная прокладка была невозможна, потому что масло стекало вниз под воздействием силы тяжести. Проводники всё равно имели способность намокать, поэтому изолирующие качества терялись.

Полимер СПЭ лишён всех этих недостатков. Его появление сделало электрокабели более дешёвыми в производстве, надёжными и мощными изделиями. Проводники с полиэтиленовой шитой изоляцией обладали большим количеством неизвестных ранее достоинств.

  • По сравнению с термопластичной ПЭ-изоляцией кабели из сшитого полиэтилена имеют на 20-30% более высокую пропускную способность. Это стало возможным, потому что изоляция длительно выдерживает более высокую температуру жил.
  • При аварийной ситуации короткого замыкания СПЭ-проводники сохраняют свою термическую устойчивость, не нарушая изоляцию и не разрушаясь.
  • Провода не подвержены внешнему воздействию влаги, что позволяет выполнять их проводку как под землёй, так и снаружи, в воздушном пространстве.
  • Проводники получили гораздо большую гибкость, поэтому радиус изгиба существенно уменьшился, позволяя облегчать проводку.
  • Кабель «сшитый полиэтилен» намного легче, чем его бумажный предшественник. Уменьшив нагрузку на опорные конструкции, такой провод способствует более качественной и быстрой прокладке.
  • Прокладка кабеля СПЭ при температуре воздуха ниже нуля, вплоть до -15°С, не требует дополнительно его подогрева.
  • Срок службы, заявленный производителями, наиболее длительный – до 40 лет без потери основных качеств.

Кроме очевидных преимуществ эта кабельная продукция имеет ряд недостатков, ограничивающих сегодня её применение.

  1. Стоимость таких проводников относительно высока.
  2. Монтаж и ремонт требуют специальных знаний – то есть необходимо проходить специальное обучение.
  3. Для монтажных и ремонтных работ требуется специальный дорогостоящий инструмент.

Конструктивное исполнение

Конструкция 3-жильных кабелей с шитым ПЭ представлена на рисунке 2. По исполнению они бывают также одножильными. Каждая жила (1), в свою очередь, может иметь только один провод или быть многопроволочной (многожильной). Токопроводящие жилы могут быть медными или алюминиевыми. Для алюминия к маркировке добавляется первая буква «А».

Каждая жила окутана внутренним (2) и наружным (4) электропроводящими экранами, изготовленными из пероксидно сшиваемой полиэтиленовой композиции. Поверх внутреннего экрана наносится слой изоляции из вулканизированного ПЭ (3) – это может быть PEXa или PEXb. Наружный экран покрыт электропроводящей бумагой, вместо которой иногда используется полимерная лента. Сверху этой конструкции навивается токопроводящий экран (6), состоящий из множества медных проволок.

Все три жилы объединены методом скручивания вокруг центрального жгута (7), изготовленного из поливинилхлоридного пластиката. Пространство, окружающее жилы, также заполнено этим материалом (8). Наружная оболочка (9), как правило, выполнена из поливинилхлорида (ПВХ). Пластикат ПВХ, из которого изготовлены оболочки 8 и 9, обладает пониженной пожарной опасностью.

Конструктивно провода различных марок могут отличаться, их устройство может предусматривать использование некоторых других материалов, только соединённый ПЭ остаётся неизменным. Изоляцию экранируют для того, чтобы создать для неё наиболее благоприятные условия, образуя симметричное электрическое поле вокруг каждой из жил.

Рисунок 2. Устройство трёхжильного кабеля СПЭ

Основные характеристики

Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена обладает несколькими важными параметрами, определяющими его преимущества:

  • Длительная температура нагрева жил может достигать 90°С.
  • В аварийных ситуациях изоляция способна противостоять температуре до 130°С без потери своих основных свойств.
  • При коротком замыкании (КЗ) кратковременный нагрев жил не опасен до температуры 250°С.
  • Максимально допускаемый ток КЗ на 1 мм2 медной жилы может быть 144 А. Для алюминия этот показатель ниже – до 93 Ампер.

Классификация и расшифровка аббревиатуры

Сечение жил проводов может колебаться от 35 до 3000 мм2, максимальная толщина изоляции – 35 мм. Максимально допустимое напряжение может достигать 550 кВ. Увидев сложную маркировку, которую имеют кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена, далеко не каждый сможет её расшифровать. Для более полного понимания, что представляет собой та или иная продукция, следует знать несколько условных обозначений:

  • А – означает алюминиевые жилы (если этой буквы нет – значит, используется медь);
  • Пв – означает изоляцию из вулканизированного полиэтилена;
  • П либо В – оболочки, изготовленные из ПЭ либо полихлорвинилового пластиката;
  • у – применение усиленной по толщине оболочки из полиэтилена;
  • нг – означает, что оболочка из ПВХ имеет пониженную горючесть;
  • нгд – кроме того что не горит, ПВХ-оболочка также не выделяет много дыма и газа;
  • г – обозначение употребляется, когда экран герметизируют лентами, блокирующими воду.

Цифры, после буквенных обозначений:

  • 1, 3 – количество токоведущих жил;
  • от 50 до 800 – цифра после символа «х», означающая сечение жилы в мм2;
  • /35 – число после косой черты означает сечение экрана, мм2;
  • гж – аббревиатура применяется в случае герметизации жил;
  • 1–550 – максимальный вольтаж, на который рассчитан провод.

Можно рассмотреть для примера маркировку АПвПг 1×240/35–10. А – жилы алюминиевые; Пв – значит, изоляция СПЭ; П – оболочки из полиэтиленовой композиции; г – герметизированный экран. Цифра 1 – значит, одна жила; 240 – сечение жилы 240 мм2; 35 – сечение экрана; 10 – кабель рассчитан на 10кВ.

Разнообразие маркировок, применяемых материалов и характеристик позволяет применять СПЭ-кабели в самых разных сферах деятельности.

Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена

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 90°С, в кратковременном режиме (протекание токов короткого замыкания) 250°С, прокладка и монтаж кабелей могут осуществляться 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 низкая повреждаемость. К сожалению, из–за небольшого опыта эксплуатации, отсутствует достоверная информация о количестве повреждений кабелей в России. По зарубежным же источникам, процент электрических пробоев СПЭ кабелей на 2–3 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 технико–экономическое сравнение традиционных и СПЭ кабелей. К сожалению из–за 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.

Каждый электрик должен знать:  Высота установки для розеток и выключателей как выбрать Примеры в картинках

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 Таблице 1.

Кабель с бумажной изоляцией АСБ 3×240 — 10 кВ

Одножильный кабель с СПЭ изоляцией, ЗхАПвП 1×185/25-10 кВ

Вид кабельной линии в разрезе

Сечение жил, мм2

Ток нагрузки при прокладке в земле, А

в плоскости / треугольником 375/360

Максимально-допустимый 1-сек ток КЗ, А

Наружный диаметр, мм

Строительная длина, м

до 1400 (бар. N22)

Минимальный радиус изгиба, м

Допустимая разность уровней, м

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.

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).

Параметры сравнения

Кабели с бумажной изоляцией

Одножильный кабель с СПЭ изоляцией,

3хАПвП 1×500 35

Вид кабельной линии в разрезе

Сечение жил, мм2

Ток нагрузки при прокладке в земле, А

в плоскости / треугольником 650/610

Максимально-допустимый 1-сек ток КЗ, А

Наружный диаметр, мм

Строительная длина, м

Минимальный радиус изгиба, м

Допустимая разность уровней, м

Для СПЭ кабеля на напряжение 35 кВ картина еще более благоприятная (см. Таблицу 3).

Параметры сравнения

Кабели с бумажной изоляцией АОСБ Зх150-35 кВ

Одножильный кабель С СПЭ изоляцией.

ЗхАПвП 1×150/25 — 35 кВ

Вид кабельной линии в разрезе

Сечение жил, мм2

Ток нагрузки при прокладке в земле, А

в плоскости / треугольником 350/330

Максимально-допустимый 1-сек ток КЗ, А

Строительная длина, м

до 1000 (бар. N22)

Минимальный радиус изгиба, м

Допустимая разность уровней, м

Параметры сравнения

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. Во–первых, исходя из стоимости, это уровни напряжений 15, 20, 35 кВ, где даже первоначальные капитальные затраты на кабель будут ниже. Во–вторых, 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 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 2–х 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 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 КЛ. В качестве классического примера можно привести ситуацию на одном из нефте–химических предприятий в Сибири, где эксплуатируется большое количество бумажно–масляных кабелей 35 кВ. При заходе кабельных линий на подстанцию перепад уровней составляет 10–15 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 300–400 гр.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 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 6–35 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.

Кабель из сшитого полиэтилена. Использование, монтаж, особенности

Кабель из сшитого полиэтилена. Использование, монтаж, особенности

Силовые кабели используются повсеместно. Если напряжение сети, используемое компанией выше 6 кв – силовой кабель необходим по условиям прокладки кабеля в земле ПУЭ. Зачастую в Российской Федерации и бывших странах СССР для этих целей пользуются кабелями с бумажной изоляцией, несмотря на то, что эта марка силовых кабелей для прокладки в земле имеет внушительный список недостатков. Подверженность повреждениям, невысокая нагрузка, невозможность прокладки кабеля под землей во влажной среде, относительно невысокая технологичность прокладки – это лишь вершина айсберга. Когда нет вариантов замены, приходится изобретать дополнительный велосипед, будь то резервная линия или увеличение количества кабелей. Такого рода нюансы усложняют жизнь владельцу, монтажнику и пользователям.

Наконец, этим вопросом плотно занялись производители, и появился принципиально новый кабель – кабель из сшитого полиэтилена. С появлением этого типа проводов ушло большинство перечисленных выше проблем, организации получили возможность оптимизировать маршруты и схемы электросетей и значительно уменьшить затраты на содержание и обслуживание кабельных конструкций.

Изоляция, которая используется в кабелях этого типа, наделяет материал уникальными в своем роде свойствами: работа в суровых условиях окружающей среды, непроводимость электрического тока, высокая устойчивость к механическим повреждениям, в том числе увеличенный радиус изгиба. Монтаж такого провода может проводиться даже в холодное время года, тогда как другие виды кабеля холода не переносят, а электрические пробои случаются в разы реже в сравнении с конкурентами.

Сравнительные характеристики

Как правило, кабели электрические бронированные для прокладки в земле одножильные, различается только оболочка, которая подбирается в зависимости от способа прокладки и от необходимости.

Абсолютно при любом способе прокладки кабеля под землей можно заменить кабель кабелем с изоляцией из сшитого полипропилена, но, учитывая стоимость этой продукции, в смете прокладки кабеля в траншее нужно предусмотреть то количество СПЭ провода, которое действительно необходимо на производстве. Места, где использование такого рода кабеля целесообразно, заранее выделяют в типовом проекте прокладки кабеля в траншее.

Сравнивая кабели с идентичной пропускной способностью, видим, что цена на кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена ориентировочно на 70 процентов выше, чем цена кабеля — аналога, но стоит учитывать также, что другие характеристики у аналогов, как правило, хуже. Однако, как только увеличиваются требования к пропускной способности кабеля, стоимость кабеля СПЭ становится конкурентоспособной. При этом полиэтиленовый кабель по способности к нагрузке даст фору аналогам приблизительно на 40 процентов.

Где использовать СПЭ кабель

Для каких целей использовать кабель из полиэтилена так, чтобы его использование было оправдано и наиболее эффективно?

В первую очередь, это места, где необходима передача большой мощности. В этом случае, заказчик экономит не только на стоимости расходного материала, но и на стоимости строительства.

Во-вторых, на линиях с напряжением от 16 до 30 кв начальные затраты на кабельную продукцию будут ниже, если приобретать полиэтиленовую марку. Кроме того, на обслуживание линии из СПЭ кабеля не придется тратиться так, как на обслуживание его конкурентов

В-третьих, вместо двух спаренных кабелей выгоднее во всех отношениях проложить кабель СПЭ большего сечения.

Решать, на чем остановить выбор, предстоит в конечном итоге заказчику, однако, совет грамотного специалиста поможет не жалеть об этом решении впоследствии.

© 2020, wpadmincheg963. Все права защищены.

Силовые кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение до 10кВ

Кабели на напряжение 10 кВ занимают особо важное место в категории кабелей среднего напряжения. Долгие годы в категории кабелей среднего напряжения превалировали кабели с пропитанной бумажной изоляцией (БПИ). Это связано с тем, что БПИ являлась единственным видом изоляции на данное напряжение. Наряду с этим шел интенсивный поиск изоляционного материала на основе полимерных композиций, который обладал бы значительными преимуществами и мог заменить БПИ. Такой материал был получен на основе полиэтилена и получил название сшитый полиэтилен (СПЭ).

Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) призваны заменить морально устаревшие кабели с пропитанной бумажной изоляцией. Этот процесс в промышленно-развитых странах начал осуществляться с 60-ых годов.

В настоящее время многие страны практически полностью перешли на использование силовых кабелей среднего напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) и имеют положительный опыт эксплуатации. Так в США и Канаде данные кабели занимают 85% всего рынка силовых кабелей, Германии и Дании — 95%, а в Японии, Франции, Финляндии и Швеции — 100%.

В последнее время в России ведущие энергосистемы также ориентированы на использование кабелей среднего напряжения с изоляцией из СПЭ при прокладке новых кабельных линий и замене либо капитальном ремонте старых.

Переход на кабели с изоляцией из СПЭ взамен кабелей с БПИ обусловлен рядом неоспоримых преимуществ:

  • более высокая надёжность в эксплуатации;
  • меньшие расходы на реконструкцию и содержание кабельных линий;
  • низкие диэлектрические потери (коэффициент диэлектрических потерь 0,001 вместо 0,008);
  • высокая стойкость к повреждениям;
  • большая пропускная способность за счёт увеличения допустимой
  • температуры нагрева жил: длительной (90°С вместо 70°С), при перегрузке (130°С вместо 90°С);
  • более высокий ток термической устойчивости при коротком замыкании (250°С вместо 200°С);
  • низкая допустимая температура при прокладке без предварительного подогрева (-20°С вместо 0°С);
  • низкое влагопоглощение;
  • меньший вес, диаметр и радиус изгиба, что облегчает прокладку на сложных трассах;
  • возможность прокладки на трассах с неограниченной разностью уровней;
  • более экологичный монтаж и эксплуатация (отсутствие свинца, масла, битума).

Технические характеристики кабелей на напряжение 10 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена

Номинальное переменное напряжение частоты 50 Гц, (кВ)

10,0

Рабочая температура жил, (°С)

+90

Допустимый нагрев жил при работе в аварийном режиме, (°С)

+ 130

Максимальная температура жил при коротком замыкании, (°С)

+250

Эксплуатация при температуре окружающей среды, (°С)

— ПвВ, АПВв, ПвВнг-LS, АПвВнг-LS

— ПвП, АПвП, ПвПу, АПвПу

— 50/+50

— 60/+50

Монтаж без предварительного подогрева при температуре не ниже, (°С)

— ПвВ, АПВв, ПвВнг-LS, АПвВнг-LS,

— ПвП, АПвП, ПвПу, АПвПу

— 15

— 20

Радиус изгиба кабелей (наружных диаметров)

15 (7,5*)

Гарантийный срок эксплуатации, (год)

5

* при использовании специального шаблона при монтаже

Кабели предназначены для передачи и распределения электроэнергии в стационарных установках на напряжение 10 кВ переменного тока частотой 50 Гц для сетей с изолированной и заземлённой нейтралью категорий А, В и С по международному стандарту МЭК 60 183, 1984.

По конструктивному исполнению, техническим характеристикам и эксплуатационным свойствам соответствуют международному стандарту МЭК 60 502-2, 1997 и ТУ 16.К71-025-96 с изменениями от 21.05.2003.

Маркировка кабелей

Условные обозначения в маркировке:

А — алюминиевая жила; (без обозначения медная жила);

Пв — изоляция из сшитого полиэтилена;

П — оболочка из полиэтилена;

Пу — оболочка из полиэтилена увеличенной толщины;

В — оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката;

Внг-LS — оболочка из ПВХ пластиката пониженной пожароопасности;

г — продольная герметизация водоблокирующими лентами;

2г — двойная герметизация (водоблокирующими лентами и алюмополимерной лентой).

Пример обозначения

Конструкция

  1. Круглая многопроволочная уплотнённая токопроводящая жила материал: АПвП, АПвПг, АПвП2г, АПвПу, АПвПуг, АПвПу2г, АПвВ, АПвВнг-LS — алюминий (А),

ПвП, ПвПг, ПвП2г, ПвПу, ПвПуг, ПвПу2г, ПвВ, ПвВнг-LS — медь,

сечение: от 50 до 800 кв.мм.;

2. Экран по жиле из экструдируемого полупроводящего сшитого полиэтилена;

3. Изоляция из сшитого полиэтилена (Пв);

4. Экран по изоляции из экструдируемого полупроводящего сшитого полиэтилена;

5. Разделительный слой:

— из ленты полупроводящей крепированной бумаги;

— для кабелей с индексом «г» и «2г» из полупроводящей водоблокирующей ленты;

6. Экран из медных проволок, скреплённых медной лентой*:

— сечением не менее 16 кв. мм для кабелей с сечением жилы 50-120 кв. мм,

— сечением не менее 25 кв. мм для кабелей с сечением жилы 150-300 кв. мм,

— сечением не менее 35 кв. мм для кабелей с сечением жилы 400 кв. мм и более;

7. Разделительный слой:

— из двух лент крепированной бумаги или прорезиненной ткани или полимерной ленты;

— для кабелей с индексом «г» из двух лент крепированной бумаги или водоблокирующей ленты;

— для кабелей с индексом «2г» из водоблокирующей ленты.

8. Разделительный слой:

— из алюмополимерной ленты (для кабелей с индексом «2г»);

— из слюдосодержащей ленты (для кабелей с оболочкой Внг-LS категории А).

— для АПвП, АПвПг, АПвП2г, ПвП, ПвПг, ПвП2г — из полиэтилена (П),

— для АПвПу, АПвПуг, АПвПу2г, ПвПу, ПвПуг, ПвПу2г — из полиэтилена, увеличенной толщины (Пу);

— для АПвВ, ПвВ из ПВХ пластиката (В);

— для АПвВ, ПвВнг-LS из ПВХ пластиката пониженной пожароопасности (кабели выпускаются категорий А или В пожарной безопасности).

* Сечение экрана выбирается в зависимости от токов короткого замыкания.

Область применения

Кабели могут применяться как для новых проектов с применением соответствующих соединительных и концевых муфт, так и для ремонта (замены отдельных участков) существующих кабельных линий с пропитанной бумажной изоляцией с применением соединительно-переходных муфт.

Для стационарной прокладки в земле (в траншеях) независимо от степени коррозионной активности грунтов и вод.

Допускается прокладка на воздухе, в том числе в кабельных сооружениях, при условии обеспечения дополнительных мер противопожарной защиты, например, нанесения огнезащитных покрытий.

То же, для прокладки по трассам сложной конфигурации.

Для стационарной прокладки в кабельных сооружениях и производственных помещениях. Допускается прокладка в сухих грунтах.

То же, при групповой прокладке.

Кабели с индексами “Г” и “2Г” предназначены для прокладки в грунтах с повышенной влажностью и сырых, частично затапливаемых сооружениях

Кабели предназначены для прокладки на трассах без ограничения разности уровней.

ПвВ, АПвВ не распространяют горение при одиночной прокладке (нормы МЭК 60332-1),

ПвВнг-LS, АПвВнг-LS – при прокладке в пучках (нормы МЭК 60332-3 категории А и В).

Наружный диаметр и вес кабелей

АПВП ПВП

Число и сечение жилы/экрана

Наружн. диаметр кабеля, мм

Расчетная масса кабеля, кг/км

Число и сечение жилы/экрана

Наружн. диаметр кабеля, мм

Расчетная масса кабеля, кг/км

АПВПу ПВПу

Число и сечение жилы/экрана

Наружн. диаметр кабеля, мм

Расчетная масса кабеля, кг/км

Число и сечение жилы/экрана

Наружн. диаметр кабеля, мм

Расчетная масса кабеля, кг/км


АПвПг ПвПг

Число и сечение жилы/экрана

Наружн. диаметр кабеля, мм

Расчетная масса кабеля, кг/км

Число и сечение жилы/экрана

Наружн. диаметр кабеля, мм

Расчетная масса кабеля, кг/км

АПвПуг ПвПуг

Число и сечение жилы/экрана

Наружн. диаметр кабеля, мм

Расчетная масса кабеля, кг/км

Число и сечение жилы/экрана

Наружн. диаметр кабеля, мм

Расчетная масса кабеля, кг/км

АПВП2г ПВП2г

Число и сечение жилы/экрана

Наружн. диаметр кабеля, мм

Расчетная масса кабеля, кг/км

Число и сечение жилы/экрана

Наружн. диаметр кабеля, мм

Расчетная масса кабеля, кг/км

АПВВ ПВВ

Число и сечение жилы/экрана

Наружн. диаметр кабеля, мм

Расчетная масса кабеля, кг/км

Число и сечение жилы/экрана

Наружн. диаметр кабеля, мм

Расчетная масса кабеля, кг/км

АПвВнг-LS(В) ПвВнг-LS(В)

Число и сечение жилы/экрана

Наружн. диаметр кабеля, мм

Расчетная масса кабеля, кг/км

Число и сечение жилы/экрана

Наружн. диаметр кабеля, мм

Расчетная масса кабеля, кг/км

Электрические характеристики кабелей:

Длительно допустимые токовые нагрузки

сечение жилы, мм 2

АПвП, АПвПу, АПвПГ, АпвПуГ

АПвП2Г, АПвПу2Г, АПвВ, АпвВнг-LS

ПвП, ПвПу, ПвПГ, ПвПуГ

ПвП2Г, ПвПу2Г, ПвВ, ПвВнг-LS

Расположение в плоскости

прокладка в земле

прокладка на воздухе

прокладка в земле

прокладка на воздухе

При прокладке в плоскости токи рассчитаны при расстоянии между кабелями «в свету», равном диаметру кабелей. При прокладке в земле токи рассчитаны при глубине прокладки 0,7 метров и удельном термическом сопротивлении почвы 1,2 °С м/Вт.

Допустимые токи даны для температуры окружающей среды 15°С при прокладке в земле и 25°С при прокладке в воздухе. При других расчетных температурах окружающей среды необходимо применять следующие поправочные коэффициенты:

Поправочные коэффициенты на температуру окружающей среды

Поправочные коэффициенты на количество работающих кабелей и расстояние между ними (при расположении кабелей в плоскости)

расстояние между кабелями

число кабельных линий

Допустимые значения тока кабеля в режиме перегрузки могут быть рассчитаны путем умножения значений длительно допустимых токовых нагрузок кабелей на коэффициент 1,23 (при прокладке в земле), на 1,27 (при прокладке на воздухе).

Допустимые токи односекундного короткого замыкания по жиле

номинальное сечение жилы, мм

допустимый ток односекундного короткого замыкания в кабеле, кА

с алюминиевой жилой

Токи короткого замыкания рассчитаны при температуре жилы до начала короткого замыкания 90°С и предельной температуры жилы при коротком замыкании 250°С.

Предельная температура нагрева жилы при коротком замыкании по условиям невозгораемости кабеля — 400°С при протекании тока короткого замыкания в течении до 4 сек.

Токи короткого замыкания рассчитаны при температуре экрана до начала короткого замыкания 70°С и предельной температуры экрана при коротком замыкании 350°С.

Допустимые токи односекундного короткого замыкания по экрану

Сечение медного экрана

допустимый ток односекундного короткого замыкания, кА

Для продолжительности короткого замыкания, отличающейся от 1с, значения допустимого тока односекундного короткого замыкания (по жиле или по экрану) необходимо умножить на поправочный коэффициент:

К = 1/qt- продолжительность короткого замыкания, сек.

Сопротивление жилы постоянному току при 20 °С

Номинальное сечение жилы, мм

сопротивление не менее, Ом / км

Индуктивное сопротивление жилы при частоте 50 Гц при условии заземления экрана с 2-х сторон

Номинальное сечение жилы, мм

индуктивное сопротивление, Ом / км при расположении

Емкость кабеля

Номинальное сечение жилы, мм 2

емкость 1 км кабеля, (мкФ)

Прокладка и испытание кабелей

  • Прокладка кабелей должна осуществляться в соответствии с проектом производства работ и инструкцией ОАО «Камкабель» № ИМ СК — 20 — 03 ( «Прокладка силовых кабелей на напряжение 10 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена»);
  • Прокладка кабелей должна выполняться специализированной монтажной организацией, имеющей соответствующее оборудование, приспособления, инструмент, материалы и квалифицированных специалистов;
  • Кабели могут прокладываться в земле (траншее), в кабельных помещениях (туннели, галереи, эстакады), в блоках (трубах), в производственных помещениях (в кабельных каналах, по стенам). Способ прокладки кабелей выбирается на стадии проектирования кабельной линии;
  • При прокладке кабелей с ПЭ оболочкой на воздухе в кабельных сооружениях и производственных помещениях проектом должно быть предусмотрено нанесение огнезащитных покрытий на оболочку;
  • Кабели прокладываются без ограничения разности уровней;
  • Тяжение кабелей во время прокладки должно производиться при помощи проволочного кабельного чулка, закрепляемого на оболочке или за токопроводящую жилу при помощи клинового захвата.

Допустимые усилия тяжения не должны превышать:

50 Н/мм 2 (5 кГс/мм 2 ) — для кабелей с медной жилой;

30 Н/мм 2 (3 кГс/мм 2 ) — для кабелей с алюминиевой жилой.

сечение жилы, мм 2

усилия тяжения, кН

  • Минимальный радиус изгиба кабелей при прокладке должен быть не менее 15 DH, где DH — наружный диаметр кабеля. При монтаже с помощью специального шаблона допускается минимальный радиус изгиба 7,5 DH;
  • Кабельные металлические конструкции должны быть заземлены в соответствии с ПУЭ и СНиП 3.05.06 — 85;
  • При прокладке кабельной линии кабели трех фаз должны прокладываться параллельно и располагаться треугольником или в одной плоскости;
  • Скрепление кабелей трех фаз в треугольник должно осуществляться лентами, стяжками, хомутами или скобами. Шаг скрепления, тип, конструкция и материал креплений определяется при проектировании кабельной линии;
  • При параллельной прокладке кабелей в плоскости (в земле и в воздухе) расстояние по горизонтали в свету между кабелями отдельной цепи должно быть не менее размера наружного диаметра кабеля;
  • Кабели могут быть проложены без предварительного подогрева при температуре окружающей среды: не ниже -20°С — марки с ПЭ оболочкой: АПвП, ПвП, АПвПу, ПвПу, АПвПг, ПвПг, АПвПуг, ПвПуг, АПвП2г, ПвП2г, АПвПу2г, ПвПу2г;
  • Не ниже -15°С — марки с ПВХ оболочкой: АПвВ, ПвВ, АпвВнг-LS, ПвВнг-LS.

При температурах от минус 15 °С до минус 40 °С (для кабелей с ПВХ — оболочкой), и от минус 20 °С до минус 40 °С (для кабелей с ПЭ — оболочкой) прокладка кабеля допускается только после предварительного прогрева кабеля.

Испытание кабелей после прокладки и монтажа

После прокладки и монтажа кабелей рекомендуется проводить испытания кабельной линии постоянным напряжением 60 кВ или переменным напряжением 30 кВ частотой 0,1 — 400 Гц в течение 15 минут. Допускается испытание переменным напряжением 10 кВ частотой 50 Гц в течение 24 часов.

Изоляция из сшитого полиэтилена

— стала одним из ведущих направлений в кабельной промышленности. Сшитый полиэтилен — это полиэтилен, обработанный на молекулярном уровне, благодаря чему электрические свойства материла улучшаются.

Преимущества:

· большая общая строительная длина и небольшой вес кабеля;

· большая пропускная способность;

· прокладка при низких температурах не требует прогрева;

· стойкость к влаге.

Недостатки:

· допустимые токовые нагрузки, указанные в рекламных проспектах на кабельную продукцию, как правило, не соответствуют фактическим значениям при эксплуатации.

Резиновая изоляция

— используется там, где необходима повышенная стойкость кабеля к многократным изгибам. Представляет натуральный или синтетический каучук в сочетании с наполнителями, размягчителями и другими добавками.

Преимущества:

  • высокая эластичность изоляции;
  • отличная влагостойкость резиновой изоляции и оболочки;
  • устойчивость оболочки к агрессивным средам (щелочь, кислота, масло);
  • высокая температура коротких замыканий.

Недостатки:

  • кабели не устойчивы к солнечному излучению;
  • круглая форма токопроводящих жил приводит к большому наружному диаметру кабеля по сравнению с кабелем с секторной формой токопроводящих жил;
  • небольшой срок службы (4-10лет).

Маркировка

· А» (первая буква) – обозначает материал жилы, при отсутствии — материалом является медь.

· «АС» – алюминиевая жила с дополнительной свинцовой оболочкой кабеля.

· «АА» – алюминиевая жила с дополнительной алюминиевой оболочкой кабеля.

· «Б» – свидетельствует о том, что данный кабель имеет защитную броню, которая выполнена двумя слоями стальной ленты с антикоррозийным покрытием.

o «Бн» — стальная оболочка имеет специальную защитную оболочку, которая не поддерживает горение

o «б» — броня выполнена из профилированных стальных лент.

o – первая (при наличии первой «А» – вторая) – поливинилхлоридная изоляция,

o – вторая (при наличии первой «А» – третья) – поливинилхлоридная оболочка.

o – в конце маркировки – «голый» кабель, не имеющий защитного покрова.

o – в начале маркировки, то данный кабель используется в горной промышленности.

o «г», ставится в конце и свидетельствует о том, что металлический экран кабеля герметизирован водоотталкивающей лентой.

o «2г» — наличие дополнительной алюмополимерной ленты.

· «Шв» – наличие защитной оболочки кабеля в виде выпресованного поливинилхлоридного шланга.

o «Шп» – шланг выполнен из полиэтилена,

o «Шпс» – полиэтилен, из которого изготовлен шланг, самозатухающий.

o – в начале маркировки свидетельствует о том, что кабель контрольный.

o – в конце маркировки – броня кабеля выполнена круглыми стальными проволоками, поверх них одет защитный покров.

· «С» — свинцовая оболочка кабеля. «О» — оболочка выполнена поверх каждой фазы кабеля.

· «Р» — изоляция кабеля выполнена из резины. «НР» – изоляция кабеля не поддерживает горения.

· «нг» в конце – не поддерживает горения.

Наиболее распространенными марками кабелей — БПИ являются:
СБ – с медными жилами, в свинцовой оболочке, бронированные двумя стальными лентами, с наружным покровом, применяемые для прокладки в земле;
АСБ – то же с алюминиевыми жилами;
ААБ – с алюминиевыми жилами, в алюминиевой оболочке;
СБГ, ААБГ – без наружного покрова, применяемые для прокладки в помещениях, туннелях, каналах;
ААШв – с алюминиевыми жилами, в алюминиевой оболочке, с наружным покровом из поливинилхлоридного шланга, применяемые для прокладки в земле, а особенно в помещениях, туннелях, каналах, так как поливинилхлорид является покровом, не поддерживающим горения.

Наиболее распространенными марками кабелей — СПЭ являются:
АВВБ – с алюминиевыми жилами, изоляцией и оболочкой из поливинилхлоридного пластиката, бронированный, с наружным покровом, применяется для прокладки в земле;
АПВБ – то же, но с изоляцией из полиэтилена;
ВВГ – с медными жилами, изоляцией и оболочкой из поливинилхлоридного пластиката, применяется для прокладки в помещениях;
АВВГ – то же, но с алюминиевыми жилами.

Марки силовых кабелей (ГОСТ 31996-2012):

  • АВВГ (АВВГ-П) – силовой кабель с алюминиевой токопроводящей жилой, изоляция и оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката, без защитного покрова;
  • ВВГ (ВВГ-П) – силовой кабель с медной токопроводящей жилой, изоляция и оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката, без защитного покрова;
    Кабели марок АВВГ и ВВГ не распространяют горение при одиночной прокладке.

· АВВГнг(А)-LS – силовой кабель с алюминиевой токопроводящей жилой, изоляция и оболочка из ПВХ пластиката пониженной пожароопасности.

· ВВГнг(А)-LS – силовой кабель с медной токопроводящей жилой, изоляция и оболочка из ПВХ пластиката пониженной пожароопасности.
Кабели марки АВВГнг(А)-LS и ВВГнг(А)-LS не распространяют горение при прокладке в пучках.

· АВБШвнг(А) – силовой кабель с алюминиевой токопроводящей жилой, изоляция из ПВХ пластиката, бронированный (броня из двух стальных оцинкованных лент; защитный шланг из ПВХ пластиката пониженной горючести);

· ВБШвнг(А) – силовой кабель с медной токопроводящей жилой, изоляция из (ПВХ) пластиката, бронированный (броня из двух стальных оцинкованных лент; защитный шланг из ПВХ пластиката пониженной горючести).
Кабели марок АВБШвнг(А) и ВБШвнг(А) применяются для прокладки в кабельных сооружениях, помещениях и сооружениях метрополитенов, в том числе пожароопасных и взрывоопасных зонах при отсутствии растягивающих усилий в процессе эксплуатации, исключая взрывоопасные зоны класса В-1 и В-1а.

В последнее время получают распространение кабели с пластмассовой изоляцией в пластмассовой оболочке, которые изготовляют на напряжение от 1 до 35.

В качестве изоляции в этих кабелях применяют поливинилхлорид или полиэтилен. Оболочку выполняют из поливинилхлорида. На пластмассовую изоляцию кабелей напряжением 6 и 10 кВ накладывают экраны из металлической ленты (медной или алюминиевой фольги), а в кабелях 10 кВ еще и экран по жиле из полупроводящего полиэтилена или поливинилхлорида.

1) Пропускная способность в 1,2–1,3 раза больше;

2) Термическая стойкость при токах КЗ выше;

3) Удельная повреждаемость в 10–15 раз ниже

4) Большой срок службы (по данным заводов-изготовителей более 50 лет);

5) Более легкие условия монтажа;

6) Можно прокладывать при отрицательных температурах (до -20 °С) без предварительного подогрева;

7) Отсутствие в конструкции жидких компонентов уменьшает время и снижает стоимость монтажа;

8) Высоко экологичны;

9) Гигроскопичность конструктивных элементов значительно меньше;

10) Высокие диэлектрические свойства изоляции,

11) Не имеет ограничений по разности уровней кабельной трассы.

Недостатки:

1) Увеличение температуры требует отвода тепла от кабеля в окружающую среду

Длительно допустимые токи кабелей СПЭ

Номинальное сечение жилы, мм 2 Ток при прокладке на воздухе, А, кабеля на напряжение 6 и 10 кВ
с медной жилой с алюминиевой жилой
в плоскости Треугольником в плоскости Треугольником

Область применения

Предназначены для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 10, 20, 35 кВ частотой 50 Гц в сетях с изолированной и заземленной нейтралью. Кабели соответствуют международному стандарту

Кабели марок ПвП, АПвП, ПвПу, АПвПу применяются для прокладки в земле (ПвПу и АПвПу – на сложных участках трасс), а также на воздухе при условии обеспечения мер противопожарной защиты. Кабели с продольной герметизацией – для прокладки в грунтах с повышенной влажностью и в сырых, частично затапливаемых помещениях.
Кабели марок ПвВ, АПвВ, ПвВнг, АПвВнг применяются для прокладки в кабельных сооружениях и производственных помещениях (ПвВнг и АПвВнг – применяются при групповой прокладке), а также для прокладки в сухих грунтах.
Кроме перечисленных ранее марок выпускаются кабели марок ПвПаП, АПвПаП, ПвКаП и АПвКаП, бронированные алюминиевыми круглыми или плоскими проволоками.
Пример обозначения:
АПвПу 1×300/25-35, АПвВнг 1×95/16-35

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

1. Основные положения

Любое предприятие, эксплуатирующее электрические сети напряжением 6-10 кВ и выше, используют силовые кабели.

Кабельные линии имеют огромное преимущество перед воздушными линиями, так как занимают меньше места, безопасны, надежней и удобней в эксплуатации.

Подавляющее большинство применяемых в России и странах СНГ кабелей — с пропитанной бумажной изоляцией (ПБИ), имеют многочисленные недостатки:

— ограничения по нагрузочной способности;

— ограничения по разности уровней прокладки;

— низкая технологичность монтажа муфт.

В настоящее время, учитывая вышеперечисленные недостатки, кабели с бумажной изоляцией активно замещаются кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена.

Ведущие энергосистемы страны при строительстве новых кабельных линий или ремонте существующих активно используют кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена.

Переход от кабелей с бумажной пропитанной изоляцией (БПИ) к кабелям с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), связан с все возрастающими требованиями эксплуатирующих организаций к техническим параметрам кабелей. В этом отношении преимущества кабелей из СПЭ очевидны.

В таблице (по данным ГРУППЫ КОМПАНИЙ «Форум Электро»), приводятся основные показатели кабеля среднего напряжения:

Вид изоляции кабеля

1 Длительно допустимая рабочая температура, ° С

2. Температура при перегрузках, °С

3. Стойкость к токам КЗ, ° С

4. Нагрузочная способность, %

— при прокладке в земле

-при прокладке в воздухе

5. Разность уровней при прокладке, м

6. Трудоемкость при монтаже и ремонте

7. Показатели надежности- удельная повреждаемость, -шт./100 км год

— в свинцовых оболочках

— в алюминиевых оболочках

в 10-15 раз ниже

* по данным МКС «Мосэнерго», А.С. Свистунов. Направление работ по развитию.

Преимуществами кабеля из сшитого полиэтилена являются:

— более высокая надежность в эксплуатации;

— увеличение рабочей температуры жил кабеля с изоляцией из СПЭ до 90 °С, что обеспечивает большую пропускную способность кабеля;

— твердая изоляция, позволяющая прокладывать кабель с изоляцией из СПЭ на участках с большим перепадом высот, в т.ч. вертикальных и наклонных коллекторах;

— использование полимерных материалов для изоляции и оболочки, обеспечивающих возможность прокладки кабеля из СПЭ без предварительного подогрева при температурах до –20 °С;

— меньший вес, диаметр и радиус изгиба кабеля, что облегчает прокладку на сложных трассах;

— удельная повреждаемость кабеля с изоляцией из СПЭ на 1-2 порядка ниже, чем у кабеля с бумажной пропитанной изоляцией;

— высокий ток термической устойчивости при коротком замыкании;

— изоляционный материал позволяет сократить диэлектрические потери в кабеле;

— большие строительные длины кабеля;

меньшие расходы на реконструкцию и содержание кабельных линий;

— более экологичный монтаж и эксплуатация (отсутствие свинца, масла, битума);

— увеличение срока службы кабеля.

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 в США и Канаде доля кабелей с изоляцией из СПЭ составляет 85 %, в Германии и Дании -95 %, а в Японии, Франции, Финляндии и Швеции в распределительных сетях среднего напряжения используется только кабель с изоляцией из СПЭ.

2. Технология сшивки полиэтилена

Полиэтилен в настоящее время является одним из наиболее применяемых изоляционных материалов при производстве кабелей. 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.

Своими уникальными свойствами СПЭ кабели обязаны применяемому изоляционному материалу. Процесс сшивки или вулканизации на современных кабельных предприятиях осуществляется в среде нейтрального газа при высоком давлении и температуре, что позволяет получить достаточную степень сшивки по всей толщине изоляции.

Термин «сшивка» (вулканизация) 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 три основных способа сшивки полиэтилена: пероксидная, силановая и радиационная. В мировой кабельной промышленности при производстве силовых кабелей используются первые две.

Пероксидная сшивка полиэтилена происходит в среде нейтрального газа при температуре 300-400 °С и давлении 20 атм. Она применяется при производстве кабелей среднего и высокого напряжений.

Силановая сшивка осуществляется при более низкой температуре. Сектор применения этой технологии охватывал кабели низкого и среднего напряжений.

Первым российским производителем кабеля с СПЭ-изоляцией в 1996 году стал «АББ Москабель», использующий технологию пероксидной сшивки. Впервые в России выпуск кабеля из силанольносшитого полиэтилена в 2003 году освоен на Пермском ОАО «Камкабель».

Имеются некоторые особенности производства и эксплуатации таких кабелей.

3. Конструкция кабелей СПЭ.

В основном кабели выпускаются в одножильном исполнении (рис. 1), но выпускаются и в трехжильном исполнении (рис. 2), 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:

Оболочки кабелей с изоляцией из СПЭ

прокладка на земле, в воздухе

Усиленная из ПЭ

прокладка на земле на сложных участках

Из ПВХ пластиката

в кабельных сооружениях, в производственных помещениях — в сухих грунтах

Из ПВХ пластиката пониженной горючести

групповая прокладка — в кабельных сооружениях — в производственных помещениях

Кабели с продольной герметизацией

г, 2г, гж (после обозначения оболочки)

для прокладки в грунтах с повышенной влажностью в сырых, частично затапливаемых помещениях

Дополнительные обозначения для кабелей с герметизирующими элементами в конструкции:

«г»- герметизация металлического экрана водоблокирующими лентами;

«2г»- поверх герметизированного экрана алюмополимерная лента;

«гж» — в токопроводящей жиле используется водоблоки-рующий порошок или нити.

Конструкция кабеля с изоляцией из СПЭ для низкого и среднего напряжения:

1. Токопроводящая многопровочная уплотнительная жила:

— алюминий (АПвПг, АПвПуг, АПвВг, АПвВнг-LS, АПвПу2г);

— медь (ПвПг, ПвПуг, ПвВг, ПвВнг-LS, ПвПу2г).

2. Электропроводящий экран из силанольносшитой композиции полиэтилена.

3. Изоляция из силанольносшитой полиэтилена.

4. Электропроводящий экран из силанольносшитой композиции полиэтилена.

5. Водоблокирующая электропроводная лента.

6. Экран из медных проволок.

8. Разделительный слой:

— водоблокирующая электропроводная лента (АПвПу2г, ПвПу2г);

— бумага электроизоляционная крепированная (АПвПг, ПвПг, АПвПуг, ПвПуг, АПвВг, ПвВг);

— лента алюмополиэтиленовая (АПвПу2г, ПвПу2г).

— поливинилхлоридный пластикат (АПвВг, ПвВг);

— поливинилхлоридный пластикат пониженной пожароопасности (АПвВнг-LS, ПвВнг-LS);

— полиэтилен (АПвПг, ПвПг, АПвПуг, ПвПуг, АПвПу2г, ПвПу2г).

Рис. 1 . Одножильный кабель СПЭ

Рис. 2 . Трехжильный кабель СПЭ

4. Особенности монтажа силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена

1) Прокладка кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена рекомендуется при температуре окружающей среды не ниже 0 °С. Допускается прокладывать кабели с изоляцией СПЭ без подогрева при температуре окружающей среды не ниже -15 °С для кабелей с оболочкой из ПВХ и пластиката -20 °С для кабелей с оболочкой из полиэтилена. При более низких температурах окружающей среды кабель должен быть нагрет выдержкой в обогреваемом помещении не менее 48 ч или при помощи специального устройства до температуры не ниже 0 °С, при этом прокладка должна производиться в сжатые сроки (не более 30 минут). После прокладки кабель должен быть немедленно засыпан первым слоем грунта. Окончательную засыпку и уплотнение грунта производят после охлаждения кабеля. Прокладка кабелей при температуре окружающей среды ниже — 40 °С не допускается.

2) Минимальный радиус изгиба кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена при прокладке должен быть не менее 15 D н для одножильных и трехжильных кабелей и 12 Dh для трех скрученных вместе одножильных кабелей, где Dh — наружный диаметр кабеля или диаметр по скрутке для трех скрученных вместе одножильных кабелей. При тщательном контроле изгиба, например, применением соответствующего шаблона, допускается уменьшение радиуса изгиба кабеля до 8 Dh . При этом рекомендуется подогрев кабеля в месте изгиба до температуры 20 °С.

3) Размотка кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена с барабана должна производиться при применении необходимого количества проходных и угловых роликов. Применяемый метод размотки должен обеспечивать целостность кабеля. Во время прокладки тяжение кабелей СПЭ должно осуществляться при помощи натяжного стального чулка, наложенного на наружную оболочку, или за токопроводящую жилу при помощи клинового захвата. Усилия, возникающие во время тяжения кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена с многопроволочной алюминиевой жилой, не должны превышать 30 Н/мм 2 номинального сечения жилы, кабеля с однопроволочной алюминиевой жилой (с маркировкой «ож») — 25 Н/мм 2 , кабеля с медной жилой — 50 Н/мм 2 . Если одновременно прокладываются три одножильных кабеля с одним общим стальным чулком, при расчете усилия тяжения учитывают:

— 1 номинальных сечения жилы, если кабели скручены вместе;

— 2 номинальных сечения жилы, если кабели не скручены.

Усилия тяжения кабеля при прокладке должны быть рассчитаны при проектировании кабельной линии и учтены при заказе кабеля. Тяговая лебедка должна быть оборудована устройствами, позволяющими контролировать усилие тяжения кабеля, регистрировать усилие тяжения в течение всего процесса тяжения кабеля и автоматически отключать тяговую лебедку, если усилие тяжения превысит допустимую величину.

4) Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена СПЭ следует укладывать с запасом по длине 1 ¸ 2 %. В траншеях и на сплошных поверхностях внутри зданий и сооружений запас создается путем укладки кабеля «змейкой», а по кабельным конструкциям (кронштейнам) этот запас создается образованием стрелы провеса. Укладывать кабель в виде колец (витков) не допускается.

5) Металлические кабельные конструкции должны быть заземлены в соответствии с действующей документацией.

6) При прокладке кабельной линии кабели СПЭ трех фаз должны прокладываться параллельно и располагаться треугольником или в одной плоскости. Другие способы расположения должны быть согласованы с изготовителем.

7) При прокладке в плоскости расстояние в свету между двумя соседними кабелями одной кабельной линии должно быть не менее наружного диаметра кабеля СПЭ.

8) При расположении треугольником кабели скрепляются по длине кабельной линии (за исключением участков около муфт) на расстоянии 1 ¸ 1,5 м, на изгибах трассы — 1 м. При прокладке в земле следует учесть, что при засыпке грунтом кабели не должны менять своего положения. Кабели, проложенные в плоскости в кабельных сооружениях на воздухе, должны быть закреплены по длине линии на расстоянии 1 ¸ 1,5 м. Скобы и другие крепежные изделия для крепления одножильных кабелей СПЭ, а также крепление бирок на кабели должны быть выполнены из немагнитного материала. При закреплении кабелей необходимо учитывать возможное тепловое расширение кабелей и механические нагрузки, возникающие в режиме короткого замыкания.

9) Все концы кабелей после отрезания должны быть уплотнены термоусаживаемыми капами для предотвращения проникновения влаги из окружающей среды. Во время прокладки кабелей должен быть обеспечен контроль состояния оболочек и защитных кап.

5. Способы прокладки кабелей

Кабели с изоляцией из полиэтилена могут прокладываться в земле (траншее), в кабельных сооружениях (туннели, галереи, эстакады), в блоках (трубах), в производственных помещениях (в кабельных каналах, по стенам).

При прокладке кабелей в земле рекомендуется в одной траншее прокладывать не более шести кабелей. При большем количестве кабелей рекомендуется прокладывать их в отдельных траншеях. Прокладка кабелей может осуществляться одиночными кабелями, так и соединенными в треугольник.

Прокладка кабелей в туннелях, по эстакадам и галереям рекомендуется при количестве кабелей, идущих в одном направлении более двадцати. Прокладка кабелей в блоках применяется в условиях большой стесненности по трассе, в местах пересечений с железнодорожными путями и проездами, при вероятности разлива металла и т.п.

При прокладке по металлоконструкциям возможно использование различных видов креплений в виде скоб, клиц или узлов крепления.

Примеры крепления кабеля с применением скоб (рис. 3, 4, 5).

Все размеры даны в миллиметрах. Крепежные изделия (болты, гайки, шайбы) не показаны.

D — наружный диаметр кабеля, S — толщина прокладки (от 3 до 4 мм).

Рис. 3. Крепление одного кабеля

1 — кабель; 2 — хомут (скоба) из алюминия или алюминиевого сплава; 3 — прокладка из резины или поливинилхлорида .

Рис. 4. Крепление трех кабелей в связке (в треугольник)

1- кабель; 2- хомут (скоба) из алюминия или алюминиевого сплава толщиной 5 мм; 3 — прокладка из резины или поливинилхлорида толщиной 3 ¸ 5 мм.

Рис. 5. Крепление трех кабелей

1- кабель; 2- хомут (скоба) из алюминия или алюминиевого сплава; 3- прокладка из резины или поливинилхлорида.

6. Технология прокладки кабеля

Прокладку кабеля осуществляет бригада в количестве 5-7 человек.

Примерная схема расстановки рабочих при протяжке кабеля:

— барабан, на тормозе — 1 человек;

— сход кабеля с барабана — 1 человек;

— спуск кабеля в траншею (вход, выход из туннеля) — 1 человек;

— на лебедке — 2 человека;

— сопровождение конца кабеля — 2 человека.

Кроме того, необходимо предусмотреть по одному человеку:

— на каждом углу поворота;

— на каждом проходе в трубах через перегородки или перекрытия, у входа в камеру или здание.

При одновременном тяжении трех кабелей за устройством для группирования кабелей должны находиться 2 человека для скрепления кабеля в треугольник.

Скорость прокладки не должна превышать 30 м/мин и должна выбираться в зависимости от характера трассы, погодных условий и усилий тяжения.

При превышении допустимой величины усилия тяжения необходимо остановить прокладку и проверить правильность установки и исправность линейных и угловых роликов, наличие смазки (воды) в трубах, а также проверить кабель на возможное заклинивание в трубах. Дальнейшая протяжка кабеля возможна только после устранения причин превышения допустимых усилий тяжения.

При спуске кабеля в траншею или входе в туннель необходимо следить, чтобы кабель не соскальзывал с роликов и не терся о трубы и стенки в проходах. На входе в трубы необходимо следить за тем, чтобы не повреждались защитные покровы кабелей о край трубы.

При повреждении оболочки кабеля необходимо остановить прокладку, осмотреть место повреждения и принять решение о способе ремонта оболочки.

Сопровождающие конец кабеля должны следить за тем, чтобы кабель шел по роликам, при необходимости подправляют ролики, а также направляют конец кабеля.

Кабель вытягивается таким образом, чтобы при укладке его по проекту расстояние от верха концевой муфты или от условного центра соединительной муфты было не менее 2 м. При определении запаса следует учитывать, что остатка кабеля на барабане должно хватить для монтажа муфты. Отсоединить тяговый трос и снять чулок или захват с конца кабеля. В случае, если на барабане находится кабель для нескольких участков трассы, или если длина кабеля существенно больше длины участка, необходимо обрезать кабель.

После обрезки кабеля необходимо герметизировать концы кабелей капированием. Для более надежной герметизации концов кабелей возможно применить двойное капирование. Внутреннюю капу осадить на электропроводящий слой по изоляции кабеля, а наружную капу — на внутреннюю капу и на оболочку кабеля. Возможно, также перед капированием нанести на обрез кабеля слой расплавленного битума.

При необходимости концы кабеля завести в камеры, колодцы, кабельные помещения. При этом необходимо соблюдать допустимые радиусы изгиба кабеля. Снять кабель с роликов, уложить и закрепить его по проекту.

При прокладке в траншее произвести присыпку кабеля песчано-гравийной смесью или мелким грунтом толщиной не менее 100 мм и провести испытания оболочки кабеля.

Журнал «Ценообразование и сметное нормирование в строительстве», ноябрь 2010 г. № 11

Доступ к библиотеке бесплатен.
Издержки на содержание сайта оплачивают наши спонсоры:

Полезные статьи

Типы изоляции силовых кабелей: достоинства и недостатки

Силовой кабель изготавливается в различных конструктивных и ценовых модификациях. В качестве изолирующих материалов применяются пропитанная бумага, резина, полиэтилен или поливинилхлорид. В зависимости от конкретного вида кабеля используется тот или иной материал, каждый из которых имеет собственные преимущества и недостатки.

Особенности бумажного вида изоляции

Бумажная изоляция выполняется бумажными кабельными лентами, пропитанными специальным составом. Обычно такие модели силового кабеля имеют в своей конструкции металлическую оболочку и стальные бронепокровы для надежной защиты от механических и других внешних воздействий, а также для предотвращения проникновения внутрь изделия влаги.

Достоинствами являются:

  • длительный срок эксплуатации;
  • невысокая цена;
  • возможность использования в сырых грунтах и, если имеется дополнительная защита, под водой.

Основной недостаток заключается в том, что при вертикальном или наклонном положении кабельной трассы пропиточный состав стекает, что приводит к преждевременному старению и потере требуемых изоляционных параметров.

По этой причине кабели в бумажной оболочке рекомендуется не использовать при прокладке наклонных трасс, что значительно сужает область их применения. Существуют изоляционные материалы с нестекающим пропиточным составом, но и они не всегда способны обеспечить необходимые требования при построении вертикальных трасс.

Особенности резиновой изоляции

Силовые кабели с изоляцией из резины используются, когда проводник должен иметь максимальную гибкость. Резина отличается полной влагонепроницаемостью, но с течением времени в процессе эксплуатации теряет свою эластичность, кроме того:

  • токопроводящая жила в таких случаях имеет низкую рабочую температуру, не более 65°С;
  • стоимость кабельной продукции в резиновой оболочке более высокая.

Достоинства и недостатки пластмассовой изоляции

Силовые кабели с пластмассовыми изолировочными оболочками наиболее популярны. У данных материалов нет никаких ограничений по направленности трасс и проблем стекания пропитки, что значительно упрощает производство, прокладку и эксплуатацию такой продукции.

В качестве материала используются полихлорвинил или сшитый полиэтилен. С помощью полиэтилена наиболее часто изолируют высоковольтный кабель.

Достоинствами пластмассовой изолировки являются:

  • более широкий рабочий температурный диапазон;
  • экологическая безопасность, позволяющая использовать ее в объектах любого назначения;
  • высокая влагостойкость;
  • прочность, легкость, долговечность;
  • химическая и электрическая нейтральность;
  • хорошая механическая стойкость.

Недостатком полиэтиленовых оболочек является чувствительность к высоким температурам и утрата эластичности при нагреве свыше +140°С. Добавление органических перекисей и вулканизация СПЭделают этот изоляционный материал устойчивым к растрескиванию и увеличивают величину температуры его плавления.

В современном производстве наиболее часто применяется высокопрочный СПЭ, способный выдерживать существенно большие температуры, не меняя своих свойств.

ПВХ-изоляция и ее свойства

Кабель, изолированный в поливинилхлоридный компаунд, наиболее часто прокладывают внутри помещений различного назначения. Данная изоляция хорошо устойчива к механическим повреждениям и возгоранию, но не имеет стойкости к низким температурам и подвержена влиянию ультрафиолета.

Лишь некоторые ее модификации способны выдерживать до -60°С. Для защиты от солнечных лучей проводник в такой оболочке прокладывается в специальных трубах. При усилении состава тальком, кальцием, карбонатом, каолином улучшается эластичность и холодоустойчивость оболочки, что позволяет прокладку и в уличных условиях.


Преимущества ПВХ-изоляции:

  • высокая деформационная и термическая стойкость;
  • экологическая безопасность;
  • обеспечение малых потерь и высокого значения допустимого тока нагрузки;
  • возможность применения на сложных трассах благодаря малым диаметрам и массе, а также большому радиусу изгиба.

Каждый изолирующий материал обладает своими особенностями. В зависимости от требований объекта, на котором прокладывается кабельная линия, выбирается оптимально подходящий вид проводника.

Наша компания поставляет кабель с любыми типами изоляции и гарантирует высокое качество продукции.

Каждый электрик должен знать:  Самодельная электростанция
Добавить комментарий