Оформление протоколов испытания кабеля
По окончанию монтажных работ силового кабеля следует в обязательном порядке провести его проверку.
Что входит в проверку силовых кабелей
Проверка силовых кабелей включает в себя:
- испытания в обычном режиме;
- испытания повышенным напряжением;
- поиск любых неисправностей или сбоев;
В протокол испытания силового кабеля заносятся все полученные в ходе проверки данные. В протокол включаются практически все параметры, начиная от температурного режима или максимально допустимой нагрузки, заканчивая описанием имеющихся проблем и дефектов, если таковые будут обнаружены.
Проводят проверку специализированные выездные электролаборатории, их специалисты обладают достаточным уровнем знаний и опыта для проведения подобных работ.
Кроме того, специалисты, выполняющие такие услуги, должны проходить специальную аттестацию, иметь допуск к подобной работе, выдаваемый специальными государственными органами.
Обычный электрик не сможет провести подобных испытаний, так как помимо уровня знаний, не имеет соответствующего оборудования, способного как дать необходимую нагрузку или напряжение на кабель, так и зафиксировать все его характеристики в процессе. Не имеет права обычный электрик и оформлять протокол испытаний кабеля.
Конструкция
В середине расположена токоведущая жила из алюминия или меди.
Поверх нее нанесен токопроводящий слой, который состоит из того же самого сшитого полиэтилена, но в него включены специальные добавки, основная часть из которых — это сажа.
Сажа добавлена для того, чтобы получить полупроводящий слой, выполняющий функцию выравнивания электромагнитного поля.
Без него, на отдельных жилах напряженность может быть увеличена до 30% по сравнению с остальными. А это способно вызвать частичные разряды между изоляцией и жилой.
Далее идет основная изоляция. Ее толщина зависит от напряжения.
Поверх основной изоляции также накладывается полупроводящий слой. Сажи в нем до 40%.
После идут различные защитные материалы:
подложка
Она может быть выполнена из кабельной бумаги или из нетканого материала с полупроводящими свойствами
экран из медных проволок
в противоположную сторону наложения проволок, на экран накручивается лента медной фольги
Ее функция обеспечить контакт между проволоками, для того чтобы распределить равномерно ток протекающий по ним.
еще один защитный слой из кабельной бумаги или ленты нетканого материала
Он удерживает экран в плотно намотанном состоянии.
поверх всего этого накладывается оболочка из защитного полиэтилена
Здесь уже применяется обычный полиэтилен со свойствами светостабилизации и хорошей механической прочности.
В другой конструкции кабеля АПвПуг-10 две новые буквы обозначают:
У
усиленная оболочка
Она по свойствам такая же как и обычная, но большей толщины.
Кабеля с усиленной оболочкой прокладываются по сложным трассам, в трубах и там, где имеется большее количество пересечений с другими кабелями, водопроводами или иными инженерными сооружениями.
Г
наличие под экраном герметизирующего слоя
Этот слой препятствует распространению воды вдоль кабеля при повреждении внешней оболочки. По своим свойствам эта водоблокирующая лента напоминает детский памперс.
То есть, при попадании воды во внутрь кабеля, эта лента разбухает и препятствует дальнейшему распространению влаги.
В отличие от изделий с бумажной изоляцией, здесь не возможна ситуация, когда кабель буквально всасывает в себя влагу на протяженности нескольких десятков метров.
Если в названии присутствует индекс “2г”, то это означает двойную герметизацию. Одна водоблокирующая лента обеспечивает продольную герметизацию, а внешний слой, выполненный из алюмополимерной ленты – поперечную.
Причем этот защитный слой, может полностью защитить кабель от незначительных трещин на внешней изоляции.
Трехфазные кабеля АПвПуг-10 фактически представляют из себя собранные воедино однофазные модели в общей защитной оболочке.
При этом многим электрическим характеристикам такие кабеля соответствуют обыкновенным видам с бумажно-пропитанной изоляцией.
Главное их отличие и достоинство заключается в том, что даже при повреждении внешних покровов и попадании воды на основную изоляцию (экран, подложки), кабель спокойно будет продолжать работать.
В отличии от обычных КЛ, где внешний дефект в итоге очень быстро сказывается на самих жилах.
Изоляция жил из сшитого полиэтилена не гигроскопична и поэтому обеспечит нормальную работу электроустановки. Фактически зафиксированное время работы кабеля СПЭ, с поврежденной и разрушенной внешней защитной оболочкой, на реальном объекте — порядка 5 лет.
Разница и сравненение кабеля с СПЭ изоляцией 6-35кв и кабеля с бумажной изоляцией:
Основные технические характеристики для высоковольтных кабелей из сшитого полиэтилена (сечение, толщина изоляции, вес, номинальный ток):
6-10кв20кв35кв110кв220кв
Дополнительные характеристики (токи КЗ, сопротивление, емкость, вместимость барабанов):
Допустимые токи КЗ для КЛ 6-10-35квПоправочные коэффицентыСопротивление жил кабеляЕмкость кабеляЗначение тока утечкиИндуктивное сопротивление жилВместимость кабельных барабанов
Особенности заземления кабельной трассы
Наружное покрытие СПЭ проводников выполнено из полупроводящего материала. Это необходимо для поиска повреждения оболочки. Однако этот факт создает некоторые сложности при заземлении.
Если к земле подключаются оба конца кабеля, то при протекании по нему тока на внешней оболочке наводится ЭДС. В результате возникает ток, циркулирующий между землей и полупроводящей оболочкой. Это приводит к лишним и нежелательным потерям активной энергии. Проблема решается разделением линии на 3 участка и транспозицией отрезков полупроводящей оболочки. Для этого выпускаются специальные транспозиционные муфты, которые позволяют выполнить отвод от оболочки отдельным высоковольтным проводом.
Транспозиционная муфта 110 кв
Практикуют и другой способ заземления экрана — подключение с одного конца. В таком случае на оставшемся свободным окончании кабеля наводится чрезмерно большое напряжение. Это требует подключения разрядников или ограничителей перенапряжения (ОПН). Их рекомендуется использовать на 6 кВ. Перед испытанием линии все ОПН придется отключать, что крайне неудобно на длинных трассах.
Технология испытаний
Независимо от вида кабеля, испытания должны проводиться в обязательном порядке. В процессе проверяется соответствие всех характеристик и свойств на соответствие нормам. Раньше такие испытания подразумевали пропуск тока, сила которого была в несколько раз больше, чем номинальная (примерно в 6 раз).
Этот метод отбросили, потому что в процессе поверки у ЛЭП снижались характеристики из-за слишком высокого напряжения. В особенности у тех, которые уже давно использовались и имели плохую изоляцию.
В настоящее время для испытаний используют другую технологию. Её ещё называют «щадящей». При этом методе используют напряжение, которое выше номинального всего в 3 раза. Но при этом частота тока равняется 0,1 Гц. Объёмные заряды не образуются при таких испытаниях. Благодаря этому, нет негативного воздействия на изоляционные слои.
Конструкция
С примерной расшифровкой маркировки разобрались, теперь давайте перейдем к рассмотрению общей конструкции бронированных кабелей. Он состоит из:
- Токопроводящей жилы из алюминия или меди.
- Слоя изоляции поверх жилы, обычно это ПВХ, полиэтилен или пропитанная бумага.
- Далее идет экран из медных проволок или же различных проводящих лент, например из металла или проводящих картонов и бумаг.
- Поверх экрана еще один слой изоляции.
- Затем идет слой брони, обычно выполненной в виде лент, тогда верхняя лента накладывается так, чтобы перекрывать стыки витков нижней ленты. Ленты как спираль на кабель.
- В центре кабеля может располагаться осевой элемент, это может быть стальной канат или прут из стеклопластика в покрытии или без. Он выполняет несущую роль и снимает механические нагрузки с жил.
На конце устанавливается специальная муфта для бронированного кабеля концевая — она нужна для того, чтобы слои изоляции и защиты кабеля оставались в целостности и сохранности, а жилы были разведены друг от друга и надежно заизолированы.
Концевая муфта, слева видно заземляющий проводник для брони, жилы разведены и заизолированы, на них надеты изоляторы
Для соединения строительных длин бронированного кабеля или соединения в ходе ремонтных работ при повреждениях тоже выполняется в муфтах, которые обычно заливаются битумом или другими диэлектрическими растворами. Если конкретнее, то этот пункт зависит от того на какое напряжение рассчитан кабель, чем выше напряжение, например распределительные сети 6-10кВ, тем более жесткие требования к соединениям и изоляции. При высоком напряжении наличие воздуха в соединении может быть губительным, так как происходит его ионизация, в результате чего возможно развитие разрядов.
Технические характеристики СПЭ кабелей
Характеристики СПЭ могут иметь незначительные отличия у различных производителей. Это вызвано отличающимися способами производства и техническими нормами конкретного завода изготовителя. Поэтому перед прокладкой следует внимательно ознакомиться с технической документацией. Обычно она имеется на барабане с проводником. С примерными характеристиками трехжильных кабелей из сшитого полиэтилена можно ознакомиться в таблице.
| Сечение жилы СПЭ кабеля напряжением 6-10 кВ, кв. мм | Продолжительные допустимые токи, А | |
|---|---|---|
| Медь | Алюминий | |
| 50 | 223 | 173 |
| 70 | 273 | 212 |
| 95 | 326 | 253 |
| 120 | 370 | 288 |
| 150 | 414 | 322 |
| 185 | 467 | 365 |
| 240 | 540 | 423 |
| 300 | 607 | 477 |
| 400 | 683 | 543 |
| 500 | 768 | 618 |
| 630 | 858 | 702 |
| 800 | — | 788 |
Общая информация о кабеле содержится в его маркировке. Например, АПвП — распространенный вид проводника. Расшифровка букв имеет следующий вид:
- А — материал токоведущей жилы — алюминий;
- Пв — изоляция из сшитого полиэтилена;
- П — полиэтиленовая наружная оболочка.
Обозначение силовых кабелей
Сравнительные характеристики кабелей
Преимущественно кабели выпускаются в одножильном исполнении, а применение различных типов оболочек и возможность герметизации позволяет использовать кабель как для прокладки в земле, так и для кабельных сооружений, в том числе при групповой прокладке.
СПЭ-кабель может заменить кабель с бумажной изоляцией практически во всех случаях, однако на этапе внедрения кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на том или ином предприятии необходимо выделить те области, где их применение имеет наибольший смысл. Для этого проведем короткое технико-экономическое сравнение «обычных» и СПЭ-кабелей. К сожалению из-за различий в затратах на ремонты и содержание кабельных линий для конкретных предприятий, разницу в общих затратах на эксплуатацию оценить затруднительно, поэтому предлагаем сравнивать только первоначальные вложения в кабель. Для корректного сравнения возьмем кабели с одинаковой пропускной способностью – бумажный АСБ 3х240 10 кВ и три однофазных кабеля АПвП 1х185/25–10 кВ. Сравнительные характеристики кабелей приведены в табл. 1.
| Параметры сравнения | Кабель с бумажной изоляцией АСБ 3×240 — 10 кВ | Одножильный кабель с СПЭ изоляцией, ЗхАПвП 1×185/25-10 кВ |
| Вид кабельной линии в разрезе | ||
| Сечение жил, мм2 | 240 | 185 |
| Ток нагрузки при прокладке в земле, А | 355 | в плоскости / треугольником 375/360 |
| Максимально-допустимый 1-сек ток КЗ, А | 20,56 | 17,5 |
| Наружный диаметр, мм | 62 | 36 |
| Строительная длина, м | 500-600 | до 1400 (бар. N22) |
| Минимальный радиус изгиба, м | 1.64 | 0.54 |
| Масса, кг/км | 7050 | 1370 (4110) |
| Допустимая разность уровней, м | 15 | не ограничена |
| Сравнительная стоимость. % | 100 | 160 |
Из приведенных данных видно, что при одинаковой пропускной способности и лучших остальных параметрах стоимость СПЭ-кабеля примерно на 60–70% выше. Это объясняется более дорогими материалами и технологией изготовления, большим расходом материалов при радиальной конструкции кабеля. Но с другой стороны, такая конструкция обеспечивает равномерное распределение электрического поля и, как следствие, увеличение электрической прочности.
Эта ситуация меняется кардинально при возрастании требований по пропускной способности кабельной линии. Так, параллельные кабели АСБ 1х240 10 кВ целесообразно заменить СПЭ кабелем большего сечения (см. табл. 2).
| Параметры сравнения | Кабели с бумажной изоляцией 2 х АСБ 3×240 | Одножильный кабель с СПЭ изоляцией, 3хАПвП 1×500 35 |
| Вид кабельной линии в разрезе | ||
| Сечение жил, мм2 | 240 | 500 |
| Ток нагрузки при прокладке в земле, А | 639 | в плоскости / треугольником 650/610 |
| Максимально-допустимый 1-сек ток КЗ, А | 20,56 | 47 |
| Наружный диаметр, мм | 62 | 46 |
| Строительная длина, м | 500-600 | до 850 (бар. N22) |
| Минимальный радиус изгиба, м | 1.64 | 0.74 |
| Масса, кг/км | 2×7050 | 2570 (7710) |
| Допустимая разность уровней, м | 15 | не ограничена |
| Сравнительная стоимость. % | 100 | 115-120 |
Для СПЭ кабеля на напряжение 35 кВ картина еще более благоприятная (см. табл. 3).
| Параметры сравнения | Кабели с бумажной изоляцией АОСБ Зх150-35 кВ | Одножильный кабель С СПЭ изоляцией. ЗхАПвП 1×150/25 — 35 кВ |
| Вид кабельной линии в разрезе | ||
| Сечение жил, мм2 | 150 | 150 |
| Ток нагрузки при прокладке в земле, А | 250 | в плоскости / треугольником 350/330 |
| Максимально-допустимый 1-сек ток КЗ, А | 7,58 | 14,2 |
| Строительная длина, м | 300 | до 1000 (бар. N22) |
| Минимальный радиус изгиба, м | 1.45 | 0.67 |
| Масса, кг/км | 6400 | 1805 (5415) |
| Допустимая разность уровней, м | 15 | не ограничена |
| Сравнительная стоимость. % | 100 | 100-105 |
Это объясняется тем, что на этот класс напряжений применение конструкции с секторными жилами невозможно. Поэтому бумажные кабели изготавливаются с отдельно освинцованными жилами, что влечет за собой значительное удорожание по сравнению с кабелями 10 кВ. Стоимости кабелей с бумажной и полиэтиленовой изоляцией одинакового сечения приблизительно равны. Однако, как видно из табл. 3, полиэтиленовый кабель дает 40%-ное преимущество по нагрузочной способности.
Из практики эксплуатации СПЭ-кабеля
Опыт внедрения кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена в других странах показал их большие возможности и преимущества. Однако не обошлось без ошибок при постановке этих кабелей в производство. Так, изначально при изготовлении кабелей многие производители применяли более дешевую технологию «силановой сшивки» полиэтиленовой изоляции. Ее отличительной особенностью является то, что наложение изоляции происходило на обычной экструзионной линии, при этом в полиэтиленовый пластикат добавлялись специальные смеси для обеспечения сшивки при нормальной температуре. Для сравнения сейчас в основной массе сшивка кабелей производится в среде нейтрального газа при температуре 300–400 °С и давлении 8–9 атмосфер. Для обеспечения необходимых эксплуатационных качеств сшивка должна происходить равномерно по толщине изоляции. При применении силановой сшивки это требование обеспечить чрезвычайно трудно при толщине изоляции, которая применяется для кабелей на напряжении 10 киловольт. В результате неравномерной сшивки эксплуатационные качества, срок службы, степень подверженности изоляции воздействию водотриингов, электрическая прочность оказывались значительно хуже расчетных, что приводило к большому числу электрических пробоев. Поэтому на сегодняшний день подавляющее большинство производителей используют технологию сшивки в среде нейтрального газа.
Этот опыт был учтен и при постановке в производство данного кабеля в России, также как и другие требования, предъявляемые к кабелям среднего напряжения российскими заказчиками. В результате конструкция кабеля, производимого в России отличается от европейской. Так как кабель применяется в основном в сетях 10 кВ, толщина изоляции была увеличена с 3,4 до 4,0 мм. При прокладке в земле применяется оболочка из полиэтилена высокой плотности, обеспечивающая необходимую защиту кабеля от механических повреждений, как при прокладке, так и в процессе эксплуатации. Если необходима герметизация экрана, используются два слоя водонабухающих лент под и поверх медного экрана, накладываемых с перекрытием. При прокладке кабеля в кабельных сооружениях применяется оболочка из ПВХ пониженной горючести.
Их всего сказанного выше можно сделать выводы, что кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена являются предпочтительными и имеют большие перспективы при строительстве и реконструкции кабельных линий на напряжение 6, 10, 35 кВ. Благодаря уникальным характеристикам, высокой электрической прочности изоляции, невысокой повреждаемости, длительному сроку службы СПЭ-кабелей, их применение становится не только технически обоснованным, но и экономически выгодным.
1964
Закладки
Последние публикации
Николай Любимов вручил рязанским энергетикам награды за победы в конкурсе «Российская организация высокой социальной эффективности»
Вчера, в 17:02
26
Продолжается развитие системы учета энергоносителей на Чебоксарской ТЭЦ-2
Вчера, в 16:06
20
Оборудование «ЗЭТО» для питающего центра Петродворцового района Санкт-Петербурга
18 января в 16:18
21
Специалисты Курскэнерго оперативно восстановили электроснабжение потребителей, нарушенное непогодой
15 января в 12:44
63
Решение CrossTech Smart Assets включено в реестр российского ПО
14 января в 18:41
63
Энергетики филиала «Россети Центр» – «Курскэнерго» переведены в режим повышенной готовности в связи с погодными условиями
14 января в 14:55
76
Медицинские трансформаторы «Полигон» установлены в больнице в Нижнем Новгороде!
14 января в 11:55
67
Бархатная реновация
14 января в 11:39
73
Испытательный центр на базе «ЗЭТО» – гарантия надежности и качества
13 января в 18:51
73
Сотрудник Белгородэнерго удостоен государственной награды
12 января в 20:49
90
Самые интересные публикации
Новая газотурбинная ТЭЦ в Касимове выдаст в энергосистему Рязанской области более 18 МВт мощности
4 июня 2012 в 11:00
216689
Выключатель элегазовый типа ВГБ-35, ВГБЭ-35, ВГБЭП-35
12 июля 2011 в 08:56
46508
Выключатели нагрузки на напряжение 6, 10 кВ
28 ноября 2011 в 10:00
36742
Распределительные устройства 6(10) Кв с микропроцессорными терминалами БМРЗ-100
16 августа 2012 в 16:00
21911
Элегазовые баковые выключатели типа ВЭБ-110II
21 июля 2011 в 10:00
20602
Признаки неисправности работы силовых трансформаторов при эксплуатации
29 февраля 2012 в 10:00
19065
Оформляем «Ведомость эксплуатационных документов»
24 мая 2017 в 10:00
16912
Правильная утилизация батареек
14 ноября 2012 в 10:00
14283
Проблемы в системе понятий. Отсутствие логики
25 декабря 2012 в 10:00
12417
Порядок переключений в электроустановках 0,4 — 10 кВ распределительных сетей
31 января 2012 в 10:00
11822
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.
- 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).
- 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.
Специфика применения и классы продукции
Кабели в защитной изоляционной оболочке из СПЭ, как правило, применяются в линейных электрических сетях, когда необходимо:
- Обеспечить передачу на удалённые расстояния большой электрической мощности с высокой степенью надёжности;
- Обустроить трассу, прокладываемую на участках со значительными перепадами по высотам;
- Выполнить заданные требования по степени экологической защищённости и пожарной безопасности трассы прокладки.
В зависимости от своего назначения и условий применения кабели с СПЭ подразделяются на ряд классов, причём эта классификация проводится с учётом количества жил в каждом конкретном изделии. Так, одножильная кабельная продукция, общепринятая маркировка которой – «ПвП» и «АПвП», рекомендована к применению при прокладке в грунте. Её подвеска в воздухе и укладка в специальные короба открытого типа допускаются лишь при условии соблюдения дополнительных защитных мер, предохраняющих линию от пожара.
Обратите внимание! Все изделия тех же марок, но имеющие в обозначении индексы «г» и «2г», могут прокладываться как в земле, так и в воде при соблюдении специальных защитных мер, исключающих их деформацию. В свою очередь, образцы кабельной продукции, имеющие обозначения «ПвПу» и «АПвПу», предназначаются специально для использования на сложных участках кабельных линий, содержащих:. В свою очередь, образцы кабельной продукции, имеющие обозначения «ПвПу» и «АПвПу», предназначаются специально для использования на сложных участках кабельных линий, содержащих:
В свою очередь, образцы кабельной продукции, имеющие обозначения «ПвПу» и «АПвПу», предназначаются специально для использования на сложных участках кабельных линий, содержащих:
- Более четырёх изгибов с углом поворота свыше 30 градусов;
- Участки трассы с прямыми пролётами, имеющие более четырёх кабельных переходов, уложенных в трубах свыше 20-ти метров в длину;
- То же, но при наличии более двух трубных проходов общей длиной отрезка 40 метров или более.
Кабельные изделия таких известных марок, как «(А) ПвВнг-LS» и «(А) ПвПнг-HF», имеют своим назначением так называемую «групповую» прокладку в воздушных средах и кабельных коробах внутри помещений.
Кабель ПвПнг-HF
При этом, в зависимости от модификации и класса каждой конкретной модели, они предназначаются для эксплуатации в различных условиях задымлённости (плотности дыма), воздействия инертных газов и уровня перенапряжений.
Производство кабелей из сшитого полиэтилена
Химически сшитый полиэтилен состоит из тех же молекул что и обычный. Однако между ними формируются дополнительные связи атомов углерода. Данная реакция осуществляется с помощью двух методов:
- Радиационный. Наиболее дешевый способ производства. Исходное сырье облучается жесткими гамма-лучами. В результате образуются новые химические связи между молекулами. Однако полученный на выходе проводник обладает остаточной радиацией. Поэтому такой метод используют крайне редко.
- Химический. Менее опасный. Делится на два подвида: пероксидная и силановая сшивка.
Пероксидный метод более эффективен. Сшивается до 85% молекул. В качестве реагента выступает перекись водорода. Реакция осуществляется при температуре 200°C.
Силановый метод позволяет сшить до 70% молекул этилена. В реакции используются катализаторы и вода. Силаны — это соединения кремния с водородом.
