Сравнение СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ В ИЗОЛЯЦИИ ИЗ СПЭ ПЕРЕД СИЛОВЫМИ КАБЕЛЯМИ В БПИ

Силовые кабели в изоляции из СПЭ применяются для строительства магистральных и внутренних линий электроснабжения энергопринимающих устройств объекта низкого напряжения до 3кВ и среднего напряжения 6-35кВ.

Сегодня на российском рынке кабельно-проводниковой продукции все чаще используют в новых проектах силовые кабели в изоляции из сшитого полиэтилена. Например, силовые кабели в бумажно-пропитанной изоляции низкого напряжения 1кВ марки ААБл, АСБл практически перестали использоваться при строительстве новых кабельных линий (КЛ) и находят применение только при реконструкции старых износившихся КЛ, а также при монтаже коротких вставок в аварийных случаях на КЛ. В филиале Московской кабельной сети ПАО «МОЭСК» при проектировании и строительстве новых кабельных линий низкого и среднего напряжений, а также реконструкции старых магистральных кабельных линий с бумажно-пропитанной изоляцией при замене больших участков трассы применяют преимущественно силовые кабели в изоляции из сшитого полиэтилена марок: АПВбШп(г)-1кВ, АПвПуг-10кВ.

Полиэтилен как изоляция известен достаточно давно. В марте 1963 года в результате длительных экспериментов два инженера исследовательской лаборатории «General Electric», в США изобрели сшитый полиэтилен. Основной особенностью кабелей в изоляции из СПЭ является принципиально новая изоляция - сшитый полиэтилен. Но обычному термопластичному полиэтилену присущи серьезные недостатки, главным из которых является резкое ухудшение характеристик при температурах, близких к температуре плавления. Изоляция из термопластичного полиэтилена начинает терять форму, электрические и механические характеристики уже при температуре 90 градусов С. Изоляция из СПЭ сохраняет форму, электрические и механические характеристики даже при температуре 130 градусов С.

Термин «сшивка» 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, больший диапазон рабочих температур, меньшую гигроскопичность (т.е. низкой способностью изоляции поглощать водяные пары из воздуха).

В кабельной промышленности при производстве силовых кабелей используют три технологии сшивки, принципиальное различие которых заключается в реагенте, с помощью которого происходит процесс сшивки полиэтилена. Одной из них является радиационная сшивка, но данная технология из-за своей дороговизны и высокого излучения не нашла массового применения и является менее востребованной. Такая технология применялась на заводе Кавказкабель.

Менее используемой является силанольная сшивка, при которой в полиэтилен добавляются специальные смеси - силаны для обеспечения сшивки при более низкой температуре. Эта технология применяется при производстве кабелей низкого и в небольших количествах среднего напряжения.

Большое же распространение получила технология пероксидной сшивки, когда сшивка полиэтилена происходит с использованием специальных химических веществ –пероксидов в среде нейтрального газа при определенной температуре и давлении. Такая технология позволяет получить достаточную степень сшивки по всей толщине изоляции и обеспечить отсутствие воздушных пузырьков. Помимо хороших диэлектрических свойств, это и больший, чем у других кабельных изоляционных материалов, диапазон рабочих температур и отличные механические характеристики. Пероксидная технология сшивки применяется при производстве кабелей среднего и высокого напряжений.

В России производство силовых кабелей в изоляции из СПЭ использующий технологию пероксидной сшивки впервые появилось в 1996 году на территории завода Москабель в г. Москва по инициативе Мосэнерго на совместном предприятии АВВ Москабель.

Первым же российским производителем силовых кабелей в изоляции из СПЭ использующий технологию силанольной сшивки в 2003 году стал завод Камкабель.

Силовые кабели в изоляции из СПЭ до 3кВ изготавливается с медными и алюминиевыми, многопроволочными круглыми и секторными жилами в двух, четырех и пятижильном исполнении. С номинальным сечением жил от 16 до 240 мм квадратных. Силовые кабели используются для прокладки внутриплощадочных сетей от распределительного пункта (РП) до трансформаторной подстанции (ТП) на объекте потребителя мощности.

Силовые кабели в изоляции из СПЭ 6-35кВ также изготавливается с медными и алюминиевыми, многопроволочными круглыми и секторными жилами в одно и трехжильном исполнении. В одножильном исполнении производятся с номинальным сечением от 35 до 1000 кв. мм. В трехжильном исполнении с номинальным сечением от 16 до 240 кв. мм. Силовые кабели на среднее напряжение в основном используются для строительства магистральных и радиальных линий передачи электроэнергии до распределительных пунктов (РП).

Силовые кабели в изоляции из СПЭ используется в различных сферах таких как гражданское и промышленное строительство (жилое малоэтажное и многоэтажное строительство, различные административно-бытовые и физкультурно-оздоровительные комплексы, бизнес центры, детские сады, школы, перинатальные центры, кинотеатры, заводы, торгово-развлекательные комплексы, заправки, розничные магазины, вокзалы, стадионы и т.д.), а также в военно-промышленном комплексе, т.е. везде где требуется технологическое присоединение энергопринимающих устройств объекта заказчика к сетям электросетевой компании для получения необходимой мощности.

Самыми крупными потребителями силовых кабелей в изоляции из СПЭ являются федеральные и муниципальные акционерные электросетевые компании (МОЭСК, ЛОЭСК, ЕЭСК, ОЭК, МОСОБЛЭНЕРГО, КРАСНОДАРЭНЕРГО и др.), а также частные электросетевые компании меньшего размера, имеющие тариф на передачу и распределение электроэнергии (мощности) потребителям. Большим потребителем также, является концерн «РОСЭНЕРГОАТОМ».

Силовые кабели в изоляции из СПЭ низкого напряжения до 3кВ изготавливается по ТУ 16-705.499-2010, ТУ 16.К71-277-98, Нормативным документом является ГОСТ 31996-2012.

Силовые кабели в изоляции из СПЭ среднего напряжения 6-35кВ изготавливается по ТУ 16.К71-335-2004, Нормативным документом является ГОСТ Р 55025-2012.

Преимущества силовых кабелей в изоляции из СПЭ перед силовыми кабелями в БПИ:

• Низкий показатель отказов, повреждений кабелей в изоляции из СПЭ, который характеризуется количеством пробоев изоляции на сто километров КЛ. Это уменьшает стоимость капитальных ремонтов и обслуживания при длительной эксплуатации КЛ. Часто встречаются ситуации, когда кабель в БПИ представляет из себя сплошные муфты, которые ставят после очередного пробоя, а количество муфт растет с каждым новым повреждением.
• Большая строительная длина намотки на барабан и меньший вес. Этот показатель измеряется меньшим количеством используемых соединительных муфт по всей длине КЛ и соответственно уменьшает ее расходы на перевозку, хранение, упрощает и ускоряет ее монтаж.
• Отсутствие масла и тяжелой свинцовой оболочки. Здесь сразу множество плюсов. Это и возможность прокладки на разных уровнях, более легкие условия монтажа и установки муфт, отсутствие течи масла, что является экологичным для окружающей среды. Например, в некоторых странах Европы отрезок кабеля в БПИ даже запрещено класть на землю. Как в принципе и само использование кабеля в БПИ.
• Большая пропускная способность. Для передачи больших токов нагрузки у кабелей в изоляции из СПЭ требуется меньшее сечение жил, чем у кабелей в БПИ. А допустимая длительная рабочая температура нагрева жил составляет 90 градусов, против 75-ти градусов у кабелей в БПИ. То есть там, где используются кабели в БПИ для передачи энергии с сечением жилы 240 мм квадратных, при замене их на кабели в изоляции из СПЭ сечение жил можно использовать 185 мм квадратных.
• Высокая морозоустойчивость. Силовые кабели в изоляции из СПЭ позволяют производить монтаж без подогрева при температурах до -20 градусов С, а в некоторых случаях при общении с представителями ряда электромонтажных организаций г. Москвы прокладка осуществлялась при температурах до -25 градусов по С при сохранении физико-механических характеристик кабелей. Монтаж силовых кабелей в БПИ без подогрева производиться только до 0 градусов С. Данное преимущество позволяет круглогодично использовать для прокладки(монтажа) кабели в изоляции из СПЭ.
• Допустимый нагрев токопроводящей жилы у кабелей в изоляции из СПЭ при коротком замыкании доходит до 250 градусов С, а у кабелей с БПИ до 200 градусов С.

В настоящее время в российских реалиях единственным, но существенным сдерживающим фактором от полного отказа в использовании кабелей в БПИ является то, что при применении кабелей в изоляции из СПЭ предъявляются более высокие требования при монтаже и осторожное обращение при установке кабельных муфт, что требует высокой монтажной культуры, квалификации и обучаемости персонала электромонтажных организаций. В ряде случаев присутствует косность сотрудников проектных организаций неохотно применяющих при проектировании новых объектов силовые кабели в изоляции из СПЭ. В наступившем новом веке и мировом тренде борьбы за экологию в недалеком будущем кабели в изоляции из СПЭ полностью вытеснят кабели в БПИ с энергетического рынка России.

Регламент входного контроля кабелей в изоляции из СПЭ низкого и среднего напряжений.

У электросетевых компаний есть свой внутренний перечень аттестованных производителей кабелей в изоляции из СПЭ разрешенных для монтажа (прокладки) в своих электросетях. В Московской кабельной сети ПАО «МОЭСК» и АО «Объединенная Энергетическая Компания» перечень различается. Соответственно кабель не каждого завода можно использовать в указанных электросетевых компаниях. Предъявляемые требования к регламенту проводимых входных испытаний кабельной продукции низкого и среднего напряжений в АО «Объединенная Энергетическая Компания» намного выше, чем в Московской кабельной сети и в ПАО «МОЭСК» в целом, и отличаются большим количеством испытываемых технических характеристик, параметров, размеров и свойств.

Приведем пример регламента входного контроля АО «Объединенная Энергетическая Компания»:

• Образцы кабеля для исследования поставляет монтажная организация, выполняющая прокладку кабеля.
• Для проведения входного контроля с каждого барабана отрезается загерметизированный заводской капой образец длиной не менее 1 метра. Образец должен быть загерметизирован капой с двух сторон,на другом конце капу устанавливает организация производившая отрезку образца. К каждому образцу прикладывается копия паспорта кабеля с барабана. Для кабелей в изоляции из СПЭ низкого и среднего напряжений отбор образцов проводит монтажная организация в присутствии представителей эксплуатирующей организации.

Входной контроль включает в себя:

Проверку маркировки барабана, длины, состояние барабана, крепление наружного и внешнего конца кабеля, состояние капы внешнего и наружного конца кабеля осуществляется представителями монтажной организации в присутствии представителей эксплуатирующей организации.

Для кабелей среднего напряжения осуществляется проверка технических характеристик:

• Проверка конструкции кабеля.
• Проверка геометрических параметров кабеля.
• Проверка физико-механических свойств (проверка степени сшивки).
• Проверка на отсутствие грубых дефектов изоляционной системы.
• Идентификация материалов изоляционной системы.
• Проверка остаточных механических напряжений в изоляции.

Для кабелей низкого напряжения:

• Проверка конструкции кабеля.
• Проверка геометрических размеров кабеля.
• Проверка физико-механических свойств.
• Идентификация материалов изоляции, оболочки и заполнения не распространяющих горения кабелей.

• После выполнения указанных работ заполняется протокол и подписывается представителями, проводившими исследования.
  
• На основании полученных результатов входного контроля делается заключение о соответствие качества полученной кабельной продукции требованиям и допуску кабельной продукции к применению.