Изоляция из сшитого полиэтилена c металлическим покрытием толщиной 10 мм

Обновлено: 28.03.2024

Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена

Сшитый полиэтилен (PEX или СПЭ) на данный момент является одним из самых применимых материалов при изготовлении изоляции силового и связного кабеля. Его уникальные свойства прочности, водонепроницаемости, устойчивости к термо-физическим и механическим нагрузкам позволяют создавать изоляционные материалы, по надежности и долговечности намного превосходящие традиционные.

Свойства изоляции СПЭ

В качестве кабельной изоляции многие годы выступала промасленная бумага, которая не отличалась ни прочностью, ни стабильностью свойств. Она требовала обязательной твердой оболочки из металла, так как была неустойчива к механическим нарушениям, боялась воды и вертикальной прокладки, при которой масло стекало в нижнюю точку провода. Сейчас современные материалы из полимеров, в особенности из так называемого «сшитого» полиэтилена, все чаще заменяют бумажный способ изоляции.

Технические параметры

Сшитый полиэтилен – это полимер углеводорода этилена, модифицированный на молекулярном уровне до выстраивания абсолютно новой структуры. Полученная в процессе «сшивки» система межмолекулярных связей СПЭ выглядит, как трехмерная ячеистая сетка, похожая на кристаллическую решетку твердых веществ. Такое изменение дает особую прочность на разрыв и повышение всех остальных характеристик полиэтилена.

В сравнении как с маслонаполненной, так и ПВХ-изоляцией сшитый полиэтилен дает гораздо более высокие прочностные и диэлектрические характеристики, что видно из таблицы:

  • Для медного провода
  • Для алюминиевого провода

ИНТЕРЕСНО! Нижний температурный предел использования сшитого полиэтилена без изменения его диэлектрических и прочностных характеристик равен -50 0 C, что выгодно отличает его от других полимеров (ПВХ, полипропилен), температурный диапазон эксплуатации которых начинается лишь с -15 0 C.

Преимущества использования

Использование СПЭ для изоляции силовых кабелей дало возможность как расширения эксплуатационных свойств электропроводки, так и более удобного ее монтажа:

  • Высокие диэлектрические показатели полиэтилена при минимальных диэлектрических потерях разрешили проблему изоляции высоковольтных линий,
  • Увеличение максимально допустимой температуры позволило увеличить пропускную способность провода на 20-30% по сравнению с бумажно-масляными аналогами,
  • Стойкость к быстрому повышению температуры с рабочей до максимальной величины обезопасила ситуации коротких замыканий,
  • Влагонепроницаемость PEX-изоляции исключила необходимость гидрозащиты,
  • Устойчивость к механическим повреждениям отменила обязательную металлическую оболочку для провода небольшого сечения, тем самым облегчив его вес и уменьшив нагрузку на опорные конструкции при монтажных работах,
  • Эластичность сшитого полиэтилена сделала кабель очень гибким, что позволило свободно менять направление прокладки и делать ее разноуровневой,
  • Стойкость к отрицательным температурам до -50 0 C без изменения пластичности сделала возможным монтаж электросетей в зимних условиях без предварительного подогрева кабеля.

Недостатки

Упаковка кабеля в изоляцию из сшитого полиэтилена

Изоляция из сшитого полиэтилена, при всех положительных качествах, имеет следующие недостатки, ограничивающие ее использование:

  1. Полиэтилен, даже «сшитых» образцов, плохо переносит длительное воздействие ультрафиолетового излучения, поэтому его использование на открытых для солнечного света местах нежелательно,
  2. На PEX-материалы оказывает разрушающее воздействие проникающий в их структуру свободный кислород воздуха, в связи с чем изделия нуждаются в специальном защитном покрытии.

ВАЖНО! Из-за уменьшения срока службы СПЭ при использовании в открытых местах одновременно с идеальными изоляционными свойствами в защищенных зонах его используют для изготовления изоляции, которая непосредственно соприкасается с проводящей ток металлической жилой. Внешние же оболочки кабеля делаются из других материалов.

Виды изоляционных материалов СПЭ

Сшитый полиэтилен может производиться по разным технологиям при изменениях температуры, давления проходящей реакции, а также сопутствующих веществ. При этом получают материалы, которые несколько отличаются по своим свойствам. В электроизоляционной промышленности используются:

ВНИМАНИЕ! На данный момент изоляция PEXb разрешена только для кабелей, рассчитанных на напряжение не более 1 кВ. При большем напряжении она имеет меньшую электростойкость, часто дает пробои и быстро приходит в негодность. Для изоляции провода в 10-35 кВ и более используется только материал PEXa!

Применение

Изоляция из сшитых образцов полиэтилена используется в производстве одножильного и трехжильного кабеля, применяемых как в однолинейной, так и в групповой прокладке на открытых местах, в кабельных конструкциях, под землей. Толщина изоляции варьируется от 3,4 до 35 мм при сечении кабеля от 35-ти до 3000 мм 2 и протекании тока напряжением до 550 кВ.

В зависимости от качества дополнительных оболочек медный и алюминиевожильный кабель в СПЭ-изоляции может использоваться:

Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена

Разделанный кабель из сшитого полиэтилена

Полиэтилен обладает отличными диэлектрическими свойствами, именно поэтому он широко используется для изготовления электрозащиты в виде трансформаторных прокладок и кабельной изоляции. Особенно преуспел в этой области «сшитый» полиэтилен PEX (в ТУ на изготовление кабеля обозначается СПЭ), имеющий уникальные прочностные, термо-и электроизоляционные характеристики. На данный момент кабели из сшитого полиэтилена считаются одними из самых надежных, удобных в использовании и долговечных.

Основные свойства "сшитого" кабеля

Состав материала

Изначальное полиэтиленовое сырье – полимер углеводорода этилена, называемый «полиэтиленом», имеет линейную структуру молекул. Он является неплохим диэлектриком, но неизменно теряет свои свойства при нагревании до температуры плавления +80 - +110 0 C. Подвергаясь процессу «сшивки», то есть модификации на молекулярном уровне, полиэтилен приобретает трехмерную сетчатую структуру (поперечно-сшитую) с появлением боковых межмолекулярных связей. Такое изменение дает ему большую эластичность и повышение прочности на разрыв, а также значительное улучшение изоляционных свойств и стойкости к очень высоким температурам.

Для изготовления кабеля используется полиэтилен, «сшитый» по следующим двум технологиям, в результате которых получаются несколько разные материалы:

  • PEXb – это более дешевый и наиболее распространенный продукт. Получается «силановым» (силанольным) способом в присутствии кремневодородов и температуры 80-90 0 C, при гидролизе силанольных групп. Имеет около 65% «сшитых» молекул. Кабельная изоляция из него обозначается SXLPE.
  • PEXa – более дорогой материал, имеющий до 75-80 % сшивки и получаемый с помощью перекиси водорода («пероксидный» метод) при повышении температуры до 400 0 C (обозначение изоляции XLPE).

В целом, прочностные и термостойкие характеристики этих двух веществ примерно одинаковы, но из-за неравномерности сшивки PEXb имеет такое же неравномерное распределение физико-механических свойств по всему объему. Поэтому его термо-и электростойкость при напряжении более 1 кВ получается меньшей, чем для PEXa, и такая изоляция быстро стареет.

ВНИМАНИЕ! Силановым способом получают кабельную изоляцию, рассчитанную на напряжение не более 1 кВ, а для высоковольтного кабеля на 10-35 кВ и более применяют только PEXa – пероксидный сшитый полиэтилен.

Технические характеристики

Кабельная изоляция из сшитого полиэтилена обладает следующими техническими показателями:

  1. Возможность длительно выдерживать температуру жилы до 90 0 C
  2. Стойкость к повышению температуры в аварийной ситуации до 130 0 C
  3. Максимум возможной температуры жилы при коротком замыкании до 250 0 C
  4. Допустимый ток короткого замыкания, действующий на площади 1 мм 2 :
    • Для жилы из меди - до 144 А,
    • Для алюминия – до 93 А.
  5. Диэлектрическая проницаемость изоляции при t 0 =20 0 C – 2,4
  6. Диэлектрические потери – 0,001.

Структура кабеля из сшитого полиэтилена

Классификация

Сшитый полиэтилен применяется для изоляции одножильных и трехжильных кабелей в оболочке из других материалов – полиэтилена, стальной и алюминиевой брони и т.п. При этом кабели СПЭ изготавливаются с площадью сечения от 35-ти до 3000 мм 2 , с толщиной изоляции до 35-ти мм. Их принято группировать по возможному для них напряжению, для которых изоляция изготавливается разной слойности и толщины:

  • От 6-ти до 35-ти кВ, с площадью сечения от 35-ти до 1600 мм 2 , толщиной от 3,4 до 8,5 мм,
  • От 45-ти до 150-ти кВ, с площадью сечения от 70-ти до 2000 мм 2 , толщиной от 8,0 до 23,0 мм,
  • Для 220-ти и 330-ти кВ, с площадью сечения от 400 до 2000 мм 2 , толщиной от 20,0 до 28,0 мм

Также в настоящее время выпускаются высоковольтные кабели, рассчитанные на напряжение от 400 до 550 кВ, с площадью сечения от 630-ти до 3000 мм 2 , толщиной от 27-ми до 35-ти мм.

Преимущества СПЭ-кабеля

До изобретения полимерных материалов электропроводные кабели изолировались пропитанной маслом бумагой («маслонаполненный кабель»). Их производство было достаточно трудоемким и дорогим, а применение неудобным: провод был слишком тяжелым и не годился для вертикальной прокладки из-за стекания масла и потери изоляционных свойств при намокании. Появление сшитого полиэтилена произвело революцию в кабельной промышленности, сделав электрические и связные провода намного прочнее, надежнее и дешевле.

Для СПЭ-изоляции стали возможны:

  • Высокие изоляционные характеристики при минимальных диэлектрических потерях,
  • Увеличение пропускной способности на 20-30% благодаря повышению верхней границы допустимых температур,
  • Термическая устойчивость ситуаций короткого замыкания,
  • Отличная влагоустойчивость кабеля, при которой отпала необходимость в дополнительной его защите,
  • Высокая гибкость провода, позволяющая сгибать его с очень малым радиусом поворота,
  • Уменьшение нагрузки на опорные конструкции за счет уменьшения веса кабеля,
  • Возможность монтажа сетевых систем при отрицательных температурах без предварительного подогрева.

Производство

Силовые высоковольтные кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена выпускаются ведущими мировыми производителями ABB, NKT Cable, Pirelli и другими. Отечественное производство РФ налажено компанией «Москабель» (Москва), «Севкабель» (С.-Петербург), Украины – «Южкабель» (Харьков).

При выпуске кабель маркируется как цветовым, так и буквенно-цифровым способом. Цветом обычно обозначают назначение (фазный, защитный, нейтральный), а буквенная маркировка дает полную информацию о материалах, где наличие изоляции из сшитого полиэтилена обозначается как Пв.

Конструктивно разделяются группы СПЭ-кабельных изделий, маркированных следующим образом:

Кабель из сшитого полиэтилена, описание и характеристики

Кабель из сшитого полиэтилена (СПЭ, английское — XLPE, немецкое — VPE, шведское — РЕХ) появился на рынке чуть позже, чем другие виды проводников. Но ввиду хороших технических характеристик он стал более популярным и распространенным в категории кабельной продукции. Рассмотрим подробнее особенности и преимущества кабеля СПЭ, его сферы применения и плюсы прокладки.

кабель из сшитого полиэтилена

Что такое кабель из сшитого полиэтилена

Одна из важных характеристик любого кабеля – материал изоляции. От него зависит величина силы тока, которая может выдерживать кабель. И чем выше сила тока, тем более высокие требования предъявляются к изоляции. Особенно это касается кабелей среднего напряжения – 6-35 кВ.

Под кабелем СПЭ понимают кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (ПЭ). Сшитый полиэтилен – это полимер с поперечно сшитыми молекулами. Это наиболее плотный из всех видов полиэтилена, обладающий более высокими техническими показателями.

Молекулярная трехмерная структура сшитого полиэтилена

Молекулярная трехмерная структура сшитого полиэтилена PEX

Сшитым называют полиэтилен, полученный в результате сшивки. Это физический процесс по модификации внутренней молекулярной структуры материала с сохранением химического состава. Цель сшивки – придать полиэтилену новые, физические свойства, которые расширяют сферу применения материала.

В ходе сшивки звенья молекул полиэтилена связывают с трехмерную сетку за счет образования поперечных связей. Поэтому и говорят, что сшитый ПЭ состоит из поперечно сшитых молекул.

структура кабеля из сшитого полиэтилена

1 - многопроволочная, уплотненная токопроводящаяжила, алюминиевая или медная

2 - внутренний экструдированный полупроводящий слой

3 - изоляция из сшитого полиэтилена

4 - внешний экструдированный полупроводящий слой

5 - слой обмотки полупроводящей лентой

6 - медный экран

7 - экструдированная подушка

8 - броня из круглой стальной оцинкованной проволоки

9 - наружная оболочка: из полиэтилена (АПвЭКП, ПвЭКП), поливинилхлоридного пластиката (АПвЭКВ, ПвЭКВ),ПВХ пластиката пониженной горючести(АПвЭКВнг, ПвЭКВнг) или ПВХ пластиката пониженной пожароопасности (АПвЭКВнгд, ПвЭКВнгд)

В чем плюсы изоляции из сшитого полиэтилена

Сшитый ПЭ – полиэтилен с улучшенными характеристиками. Его применение в качестве изоляции позволяет тоже придать ей более качественные свойства. К преимуществам изоляции из СПЭ перед другими видами относится следующее:

  • Стойкость к более высоким температурам (предельная достигает 90 °C).
  • Допустимая температура в аварийном режиме, гр. С – 130.
  • Максимально допустимая температура жилы при протекании тока короткого замыкания, гр. С - 250.
  • Более высокая пропускная способность, чем у бумажной с масляной пропиткой – в 1,3-1,5 раза выше, что обусловлено более высокой длительно допустимой температурой (90 °C
  • Экологическая безопасность ввиду отсутствия жидких включений, что позволяет сохранить чистоту окружающей среды.
  • Отсутствие алюминиевых и свинцовых оболочек, что уменьшает вес, диаметр и радиус изгиба (упрощает прокладку).
  • Большая строительная длина, которая может достигать 2000-4000 м.
  • Низкая гигроскопичность, обеспечивающая диэлектрическую стабильность.

Не менее важно, что кабель СПЭ обычно имеет одножильную конструкцию, это упрощает прокладку и монтаж даже в самых тяжелых условиях работы. Ее можно вести при температуре до -20 °C (без предварительного прогрева). Благодаря перечисленным преимуществам кабель СПЭ признали как продукт, обладающий наилучшими электрическими и механическими свойствами, а также самым длительным сроком службы среди других серийно выпускаемых типов кабелей, достигающим 30 лет без потери качества. (Срок службы).

Виды кабеля из сшитого полиэтилена

Кабели СПЭ могут иметь разную форму жил: круглую или секторную. Последняя имеет несколько недостатков, поскольку для нее не предусмотрен специальный механический инструмент для разделки, из-за чего все работы нужно производить вручную. Кроме того, магнитное поле,образующееся вокруг сектора, увеличивает потери.

Цена кабеля из сшитого полиэтилена зависит от его разновидности. Существует несколько критериев классификации, по которым выделяют виды кабеля СПЭ.

По напряжению:

  • 6-35 кВ;
  • 45-150 кВ;
  • 220 и 330 кВ.

По количеству токоведущих жил:

  • 1 или 3 для 6-35 кВ;
  • 1 для 45-150 и 220, 330 кВ.

Одножильные кабели СПЭ более распространены, поскольку трехжильные применяются только на напряжение до 35 кВ.

По материалу токопроводящей жилы:

  • из меди;
  • из алюминия (в маркировке обозначается первой буквой «А»).

По площади поперечного сечения токопроводящей жилы:

  • 35-1600 мм 2 для 6-35 кВ;
  • 70-2000 мм 2 для 45-150 кВ;
  • 400-2000 мм 2 для 220 и 330 кВ.

По материалу оболочки:

  • из полиэтилена;
  • из ПВХ пластиката;
  • из полимерной композиции.

По типу бронирования:

  • стальной проволокой;
  • стальными лентами;

Где используют кабель из сшитого полиэтилена

Специалисты рекомендуют купить кабель из сшитого полиэтилена в следующих случаях:

  • если необходимо транспортировать большие энергетические мощности на дальние расстояния;
  • если прокладка кабельной трассы ведется по сложному рельефу;
  • если к кабелю предъявляются особенно строгие требования относительно пожарной и экологической безопасности.

Кабель применяют в строительстве и промышленности. Его прокладывают в любом грунте при условии наличия защиты от механических повреждений. Еще он подойдет для прокладки под водой.

Кабель СПЭ выпускается в разных исполнениях, в том числе не распространяющие горение с низким дымовыделением. Это делает его оптимальным для применения в производственных помещениях и кабельных сооружениях, а также стационарных электроустановках и там, где действуют разрушающие газовоздушные среды.

Марки кабеля из сшитого полиэтилена

Условное обозначение в маркировке силового кабеля с изоляцией из СПЭ на среднее напряжение 10; 20; 35 кВ
Краткое обозначение Обозначение Порядковое место буквы в марке
А Алюминиевая жила (без обозначения - жила медная) 1
Пв Изоляция из сшитого полиэтилена 2
П Оболочка из полиэтилена 3
Пу Оболочка из полиэтилена, усиленная 3
В Оболочка из ПВХ апастиката 3
Внг-LS Оболочка из ПВХ пластиката пониженной пожароопасности («LS»- Low Smoke - низкое дымо- и газовыделение(А(В), предел распространения горения ПРПГ1 (ПРПГ2) 3
г Продольная герметизация водоблокирующими лентами 4
Продольная и поперечная герметизация (водоблокирующими лентами и ламинированной алюмополимерной лентой) 4
ж Герметизация жилы водоблокирующими нитями или порошком 5

В буквенной аббревиатуре кабеля СПЭ можно найти всю основную информацию и характеристики относительно типа жилы, изоляции и оболочки.

КритерийНаименованиеМаркировкаПример
Материал жилы Медная Без обозначения ПвП
Алюминиевая А АПвП
С герметизацией гж АПвП (гж)
Сегментированная с герметизацией сгж ПвП сгж
Материал изоляции Из сшитого полиэтилена Пв ПвВ
Материал оболочки Полиэтилен П АпвП
Усиленная оболочка из полиэтилена увеличенной толщины – для 10 кВ, с ребрами жесткости – для 110 кВ. Пу АПвП
Из полимерной композиции, не распространяющей горение и не содержащей галогенов. Пнг-HF-А(В) А – не распространяющей горение по категории А. В – не распространяющей горение по категории В. АПвПнг-HF-А
ПВХ пластикат В АПвВ
ПВХ пластикат с пониженной горючестью. Внг-А(В) А – не распространяющей горение по категории А. В – не распространяющей горение по категории В. АПвВнг-В
ПВХ пластикат с пониженной горючестью, газо- и дымовыделением. Внг-LS-А(В) АПвВнг-LS-А
С продольной герметизацией водоблокирующими лентами г (после обозначения оболочки) АПвПг
С продольной герметизацией водоблокирующими лентами и поперечной герметизацией из алюмо-полимерной ленты, сваренной с оболочкой. АПвП2г

Купить кабель оптом и в розницу

Компания «Бонком» занимается продажей кабельной продукции от крупнейших российских производителей. Большие складские мощности позволяют обеспечить стабильные поставки даже на масштабные объекты. Все виды кабеля СПЭ, представленные в каталоге компании «Бонком», по техническим и эксплуатационным характеристикам отвечают требованиям международных стандартов и имеют сертификацию по ГОСТ.

Дополнительно мы реализуем аксессуары, расходные материалы и инструменты, такие как кабельные муфты, арматура для СИП, термоусаживаемые трубки и экипировка монтажника. Чтобы купить кабель, обращайтесь к нам по телефонам и адресу из раздела «Контакты». Здесь в форме обратной связи и по указанным телефонам вы можете узнать о продукции или задать другие интересующие вопросы.

Кабели с пластмассовой и изоляцией сшитого полиэтилена: типы кабелей, свойства, достоинства

Cиловые кабели с пластмассовой изоляцией более просты в изготовлении, удобны при монтаже и в эксплуатации. Процесс наложения пластмассовой изоляции методом экструзии (т.е. выдавливания) на токопроводящие жилы гораздо более производителен, чем изолирование методом обмотки бумажными лентами. Кроме того, отпадает необходимость в сушке и пропитке изоляции.

В настоящее время основными применяемыми материалами являются сшитый полиэтилен (СПЭ), поливинилхлорид (ПВХ) и этиленпропиленовая резина (ЭПР). При этом наибольшее распространение получили кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена ((русское название – СПЭ — кабели, английское название – XLPE-кабели), которые имеют существенные преимущества перед кабелями с бумажной изоляцией (см. табл. 1):

Кабели с пластмассовой и изоляцией сшитого полиэтилена: типы кабелей, свойства, достоинства

  • большая пропускная способность за счет увеличения длительно допустимой температуры нагрева до 90 0С вместо 60-80 0С для кабелей с бумажной пропитанной изоляцией (соответственно, допустимые токи нагрузки на 15-30 % выше, чем у кабелей с бумажной изоляцией);
  • высокий ток термической устойчивости при коротком замыкании (предельно допустимая температура при токе к.з. составляет 250 0С вместо 130-250 0С для кабелей с бумажной изоляцией);
  • низкий вес, меньший диаметр и допустимый радиус изгиба, что значительно облегчает прокладку, особенно на сложных трассах;
  • возможность вести прокладку кабеля при очень низких температурах (до — 200 С) без предварительного подогрева;
  • отсутствие ограничение по разнице уровней на трассе прокладки;
  • меньшие потери в изоляции (tg составляет 0,001 вместо 0,008);
  • экологическая безопасность в виду отсутствия жидких компонентов;
  • более низкая удельная повреждаемость и др.

Преимущества кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена

Преимущества кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена обусловили повсеместное их применение в развитых странах и заметное сокращение использования других типов силовых кабелей. Например, в США и Канаде кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена составляют 80-85 % всего рынка силовых кабелей, используемых в распределительных сетях, в Германии и Дании–до 95 %, а в Японии, Финляндии, Швеции и Франции–до 100 %.

Ведущими зарубежными производителями кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена являются компании ABB, NEXANS, Pirelli, NKT cable, Sumitomo Electric.
В России и в странах СНГ силовые кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение до 35 кВ также находят все более широкое применение.

Ряд кабельных заводов России (АББ Москабель, Камкабель, Севкабель, Иркутсккабель и др.) освоил производство этих кабелей с использованием современных зарубежных технологий. Кабели по конструктивному исполнению, техническим характеристикам и эксплуатационным свойствам соответствуют международному стандарту МЭК 60502.

Кабели на напряжение до 6 кВ включительно (0,66, 1, 3 и 6 кВ) с изоляцией из силанольносшиваемого полиэтилена выпускаются по ГОСТ 16442-80 и ТУ, кабели на напряжение 10, 20 и 35 кВ с изоляцией из пероксидносшиваемого полиэтилена выпускаются по ТУ 16.К71-335-2004.

Кабели на напряжение до 6 кВ изготавливаются одно–, двух–, трех–, четырех–, и пятижильными (см. рис. 3). Токопроводящая жила кабелей сечением от 1,5 до 240 мм2 – алюминиевая или медная, однопроволочная или многопроволочная. Изоляция кабелей – из сшитого полиэтилена. Оболочка кабелей – из ПВХ-пластиката (кабели марок АПвВГ, ПвВГ). Кабели с защитным покровом типа БбШв имеют броню из плоских стальных лент и шланг из ПВХ-пластиката (кабели марок АПвБбШв, ПвБбШв). В зависимости от типов защитных покровов кабели применяются для прокладки на вертикальных, наклонных и горизонтальных трассах в земле (траншеях); в сухих или сырых помещениях (туннелях), каналах, шахтах, коллекторах, производственных помещениях, на кабельных эстакадах, по мостам и в блоках.

Кабель АПвВГ

Кабели с пластмассовой и изоляцией сшитого полиэтилена: типы кабелей, свойства, достоинства


3 – Скрепляющая обмотка (для кабелей сечением 50 мм2 и выше);
4 – Оболочка из ПВХ пластиката.

Кабель ПвБбШв

Кабели с пластмассовой и изоляцией сшитого полиэтилена: типы кабелей, свойства, достоинства


3 – Сердечник; 4 – Скрепляющая обмотка (для кабелей сечением 50 мм2 и выше);
5 – Поясная изоляция из ПВХ пластиката;
6 – Броня из двух стальных оцинкованных лент;
7 – Защитный шланг из ПВХ пластиката.

Рис. 3. Элементы конструкции кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 1 кВ:
1 – Жила однопроволочная или многопроволочная, алюминиевая или медная;
2 – Изоляция из сшитого полиэтилена (цветовая маркировка жил);

Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена на номинальные напряжения 10, 20 и 35 кВ (см. рис. 4) конструктивно состоят из круглой медной или алюминиевой многопроволочной жилы сечением от 50 до 1200 мм2, полупроводящего слоя по жиле, изоляции из сшитого полиэтилена (толщиной 3,4, 5,5 и 9 мм, соответственно), полупроводящего слоя по изоляции, разделительного слоя, экрана их медных проволок и медной ленты (сечением не менее 16 мм2 для кабелей с сечением жилы 50–120 мм2; не менее 25 мм2 для кабелей с сечением жилы 150–300 мм2; не менее 35 мм2 для кабелей с сечением жилы 400 мм2 и более), разделительного слоя, полиэтиленовой оболочки из полиэтилена повышенной твердости или оболочки из ПВХ-пластиката, в том числе ПВХ пониженной горючести и с низким дымо- и газовыделением. Для обеспечения продольной герметизации экрана, вместо электропроводящей ленты может использоваться водоблокирующая электропроводящая лента, а вместо разделительного – слой из водоблокирующей ленты.

Кабель АПвП

Кабели с пластмассовой и изоляцией сшитого полиэтилена: типы кабелей, свойства, достоинства

Кабель ПвВнг-LS

Кабели с пластмассовой и изоляцией сшитого полиэтилена: типы кабелей, свойства, достоинства


Рис. 4. Элементы конструкции кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 10, 20 и 35 кВ:

  1. – Жила круглая многопроволочная, алюминиевая или медная;
  2. – Экран по жиле из полупроводящего сшитого полиэтилена;
  3. – Изоляция из сшитого полиэтилена;
  4. – Экран по изоляции из полупроводящего сшитого полиэтилена;
  5. – Разделительный слой;
  6. – Экран из медных проволок и медной ленты;
  7. – Разделительный слой;
  8. – Оболочка из полиэтилена либо из ПВХ, в том числе пониженной горючести и пониженным дымо- и газовыделением.

СПЭ — кабели с полиэтиленовой оболочкой, в том числе с усиленной оболочкой (кабели марок ПвП, АПвП, ПвПу, АПвПу), предназначены для прокладки в земле, а также на воздухе при обеспечении мер противопожарной защиты. Кабели с оболочкой их ПВХ-пластиката, в том числе пониженной горючести (кабели марок ПвВ, АПвВ, ПвВнг, АПвВнг), предназначены для прокладки в кабельных сооружениях и производственных помещениях, а также для прокладки в сухих грунтах. Кабели, не распространяющие горение с оболочкой их ПВХ-пластиката пониженной горючести с пониженным дымо- и газовыделением (кабели марок ПвВнг-LS, АПвВнг-LS) предназначены для групповой прокладки на воздухе, в кабельных сооружениях и помещениях с установленными требованиями по плотности дыма при пожаре. Кабели прокладываются на трассах без ограничения разности уровней.

За рубежом также разработаны кабели с изоляции из сшитого полиэтилена, предназначенные для подводной прокладки. Типичная конструкция кабеля для подводной прокладки на напряжение 10–35 кВ со встроенным контрольным и волоконнооптическим кабелем представлена на рис. 5.

Кабели с пластмассовой и изоляцией сшитого полиэтилена: типы кабелей, свойства, достоинства

Рис. 5. Элементы конструкции кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 10–35 кВ для подводной прокладки

В будущем силовые кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена будут постепенно вытеснять кабели с бумажной изоляцией не только в распределительных сетях напряжением до 35 кВ включительно, но и в высоковольтных сетях 110–500 кВ (вместо маслонаполненных кабелей).

Поливинилхлорид (ПВХ, PVC) также обладает рядом ценных свойств, необходимых для изоляции силовых кабелей: достаточная электрическая прочность, малая плотность, хорошая водостойкость, негорючесть, хорошие технологические характеристики. Однако большие диэлектрические потери (на 2 порядка выше) ограничивают применение этого материала для кабелей на номинальное напряжение свыше 10 кВ.

Кабели с изоляцией из ПВХ-пластиката (см. рис. 6) изготавливаются по ГОСТ 16442-80 на напряжение 0,66, 1, 3 и 6 кВ с медной или алюминиевой жилой сечением до 240 мм2 в зависимости от марки кабеля.

Кабель АВВГ

Кабели с пластмассовой и изоляцией сшитого полиэтилена: типы кабелей, свойства, достоинства

6 – Оболочка из ПВХ-пластиката;

Кабель ВБбШв

Кабели с пластмассовой и изоляцией сшитого полиэтилена: типы кабелей, свойства, достоинства

6 – Броня из двух стальных или стальных оцинкованных лент;
7 – Битум; 8 – Обмотка из полиэтилентерефталатной плёнки;
9 – Шланг из ПВХ-пластиката.

Рис. 6. Элементы конструкции кабелей 6 кВ с ПВХ-изоляцией:
1 – Жила однопроволочная или многопроволочная, алюминиевая или медная;
2 – Изоляция из ПВХ-пластиката (цветовая маркировка жил);
3 – Поясная изоляция из ПВХ-лент;
4 – Экран из электропроводящей бумаги и медной ленты для кабелей 6 кВ;
5 – Обмотка ПВХ-лент и лент нетканого полотна.

Для кабелей на напряжение 6 кВ применяется экран из электропроводящей бумаги и медной ленты. Кабели с оболочкой из ПВХ-пластиката (кабели марок АВВГ, ВВГ) предназначены для прокладок в земле, в блоках, на эстакадах, в помещениях при условии отсутствия опасности механических повреждений. Кабели, не распространяющие горение с оболочкой из ПВХ-пластиката пониженной горючести (кабели марок АВВГнг, ВВГнг) предназначены для прокладок в пожароопасных помещениях. Кабели с защитным покровом типа БбШв (броня из стальных лент и шланг ПВХ-пластиката) и БбШвнг (кабели марок АВБбШв, ВБбШв, АВБбШвнг, ВБбШвнг) предназначены для прокладок в земле, в помещениях, во взрывоопасных зонах и в пожароопасных зонах.

Для передачи и распределения энергии в установках до 0,66 кВ выпускаются также силовые кабели марки NYM (см. рис. 7), а на напряжение 1 кВ – силовые кабели марки NYY, которые соответствуют немецкому аналогу.

Кабель NYM-500

Кабели с пластмассовой и изоляцией сшитого полиэтилена: типы кабелей, свойства, достоинства


Рис. 7. Элементы конструкции кабелей NYM с ПВХ-изоляцией:
1 – Жила однопроволочная или многопроволочная, медная;
2 – Изоляция из ПВХ-пластиката (цветовая маркировка жил);
3 – Внутреннее заполнение: не вулканизированная резина, высоконаполненный пластикат или термоэластопласт;
4 — Наружная оболочка: поливинилхлоридный пластикат серого, черного или белого цвета.

В кабеле NYM используется внутренние заполнение из не вулканизированной резины, высоконаполненного пластиката или термоэластопласта, что предотвращает опасность образования трещин при эксплуатации в не-благоприятных условиях, позволяет легко и удобно “разделывать” кабель при монтаже, увеличивает гибкость кабеля и придает кабелю круглую форму.

Изоляция из этиленпропиленовой резины (ЭПР) также имеет достаточно высокие электрические параметры. Кроме того, этиленпропиленовая резина отличается:

  • высокой длительно допустимой температурой нагрева (до 105 0С);
  • хорошей теплостойкостью, что уменьшает риск деформации кабеля в месте изгиба, возникающей при к.з. (предельно допустимая температура при токе к.з. составляет 250-300 0С);
  • высокой гибкостью, что позволяет сократить время монтажа;
  • хорошей влагостойкостью и огнестойкостью.

В настоящее время рядом ведущих зарубежных фирм (Nexans и др.) для распределительных сетей разработаны и впускаются кабели с изоляцией из этиленпропиленовой резины на напряжение 3-35 кВ.

Кабели с пластмассовой и изоляцией сшитого полиэтилена: типы кабелей, свойства, достоинства

Конструктивно кабели имеют круглую, многопроволочную, уплотненную жилу из медных или алюминиевых проволок сечением от 10 до 630 мм2 (см. рис. 8).
Рис. 8. Элементы конструкции кабелей с изоляцией изэтиленпропиленовой резины на напряжение 3-35 кВ.

Толщина изоляции из сшитой эластомерной композиции (ЭПР) составляет от 2 мм для кабелей на напряжение 3 кВ до 10 мм для кабелей на напряжение 35 кВ. Кабели на напряжение свыше 6 кВ изготавливаются с экструдированными полупроводящими экранами, расположенными между жилой и изоляцией, а также поверх изоляции. В одножильном кабеле экран выполнен из медных проволок, поверх которых спирально наложена медная лента. В трехжильном кабеле каждая жила экранирована медной лентой. Трехжильные кабели напряжением до 6 кВ могут иметь один общий экран. В трехжильном кабеле броня обеспечивает механическую защиту и выполнена из гальванизированных стальных лент. Внешняя оболочка выполнена из термопластичной ПВХ-композиции.

Силовые кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена

Силовые кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена

Технология изготовления высоковольтных силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ-кабели, XLPE-кабели) является одной из наиболее прогрессивных технологий в кабельной технике. Сшитый полиэтилен (СПЭ) идеально подходит для изоляции высоковольтных кабелей.

Массовое производство высоковольтных кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на номинальное напряжение 110 кВ и выше началось еще в 70-х годах прошлого столетия.
Основным недостатком первых кабелей высокого напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена было интенсивное старение полимерной изоляции. Главная проблема кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена – определяемый триингами (медленно развивающимися в сильном электрическом поле каналами пробоя) срок их службы, который не должен уступать таковому для соответствующих кабелей с бумажно-масляной изоляцией (не менее 25–30 лет).

Во многих странах (ФРГ, Франция, Италия, США, Япония и др.) ве-лись и ведутся интенсивные исследования по совершенствованию кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Усовершенствование технологических процессов изготовления кабеля и применение различных добавок к полиэтилену позволило ряду ведущих зарубежных фирм разработать кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена на номинальные напряжения до 420–550 кВ.
Современные СПЭ-кабели благодаря своей конструкции, технологии изготовления и совершенным изоляционным материалам технически более совершенны и более экономичны по сравнению с маслонаполненными кабелями и в последние годы быстро вытесняют в новых проектах кабели с бумажной изоляцией.

Силовые кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена

Рис. 26. Элементы конструкции СПЭ-кабелей с алюминиевой оболочкой.
Как уже отмечалось, к настоящему времени рядом ведущих зарубеж-ных фирм разработаны и выпускаются одножильные СПЭ-кабели на напряжения до 420–550 кВ с сечением токопроводящей жилы до 2500-3000 мм2 и с пропускной способностью до 1000 МВА (см. табл. 3).

Силовые кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена

В последние годы за рубежом находят применение также трехжильные кабели с СПЭ-изоляцией в стальной трубе (см. рис. 27). Кабели специально были разработаны для возможности использования уже существующих труб при реконструкции старых линий.

Силовые кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена

Рис. 27. Элементы конструкции трехжильных СПЭ-кабелей 132 кВ в стальной трубе.
Ведущими зарубежными производителями высоковольтных СПЭ-кабелей являются компании ABB, NEXANS, Pirelli, NKT Cable, корпорация Sumitomo Electric.
В России освоен выпуск кабелей c с изоляцией из сшитого полиэтилена на номинальное напряжение 110 кВ (производитель – ЗАО “АББ Москабель”) c использованием новейших технологий (по лицензии фирмы АВВ Energiekabel). В Украине также освоен выпуск СПЭ-кабелей на напряжение 110 кВ (производитель – завод “Южкабель”). В 2007 г. ОАО “Севкабель” запустило линию (фирмы Maillefer) по производству кабеля с изоляцией из пероксидносшитого полиэтилена на напряжение до 220 кВ включительно.
Конструктивно кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена напряжением 110 кВ (марок ПвП, ПвПу, АПвП, АПвПу) состоит из круглой многопроволочной медной или алюминиевой жилы сечением от 185 до 800 мм2, полупроводящего слоя по жиле, изоляции из сшитого полиэтилена толщиной 15-16 мм, полупроводящего слоя по изоляции, полупроводящей ленты, экрана из медных проволок и медной ленты, полупроводящей ленты, оболочки из полиэтилена или ПВХ пластиката. Для обеспечения продольной герметизации в кабелях индексом “г” используется слой водонабухающего материала. При контакте с водой этот слой разбухает и формирует продольный барьер, предотвращая распространение влаги при повреждении наружной оболочки. Кабели имеют оболочку из черного полиэтилена. Кабели с индексом “у” имеют усиленную полиэтиленовую оболочку с продольными ребрами жесткости (используются при прокладке на сложных участках кабельных трасс).
Все кабели комплектуются соответствующей кабельной арматурой, состоящей из элементов заводской сборки (изолирующие части и конуса изготавливаются из силиконовой резины), включая концевые муфты наружной установки, муфты для ввода в элегазовые КРУ и трансформаторы, соединительные муфты.
В частности широко применение находят кабельные муфты фирмы “Райхем ”, в том числе:
композитные концевые муфты наружной установки типа OHVT-145C и OHVT-170C (корпус муфты состоит из резиновой трубки, усиленной стекловолокном, с юбками из силиконовой резины; конус выравнивания напряженности электрического поля выполнен из силиконовой резины; пространство между конусом, изоляцией кабеля и внутренней поверхностью корпуса заполнено силиконовым маслом; для герметизации используются термоусаживаемые компоненты; для соединения применяется болтовой соединитель со срывными головками);
сухие концевые муфты наружной установки типа OHVT-145D без заполнения маслом (силиконовый резиновый корпус с юбками со встроенным контактным электродом; силиконовый конус выравнивания напряженности электрического поля; металлическое подпружинивающее кольцо; изолированный кабельный сальник; болтовой соединитель со срывными головками);
концевые муфты для распределительных и трансформаторных подстанций типа SHVT-170 и THVT-170 для работы в элегазе и изоляционных жидкостях (эпоксидный изолятор со встроенным контактным электродом; силиконовый конус выравнивания напряженности электрического поля; заполнение силиконовым маслом; болтовой соединитель со срывными головками; экран против короны);
сухие компактные концевые муфты для распределительных и трансформаторных подстанций типа PHVS-145 и THVS-145 без заполнения маслом (легкий эпоксидный корпус со встроенным контактным электродом; силиконовый конус выравнивания напряженности электрического поля; металлическое подпружинивающее кольцо; болтовой соединитель со срывными головками; экран против короны);
соединительные и экранно-разделительные муфты типа EHVS-145 (конструкция состоит из трех предварительно изготовленных на заводе частей – соединителя, адаптеров из силиконовой резины, включая конусы выравнивания, и корпуса муфты из силиконовой резины; встроенная блокировка влаги с использованием термоусаживающихся компонентов; соединительные гильзы со срывными головками).
Для соединения маслонаполненных кабелей низкого давления на на-пряжение 110 кВ с кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 110 кВ предприятием ООО “Техкабель”(разработка ОАО “ВНИИКП”) выпускаются переходные муфты типа МПМНП-110 (МПМНП-М-110; МПМНП-МС-110). Конструкция муфт состоит из центральной части, изготовленной и испытанной в заводских условиях (литые детали из эпоксидного компаунда, усиливающая изоляция из пропитанной маслом бумаги, центральный электрод) и двух кабельных заделок, заключенных в немагнитный металлический кожух с отводами для заземления. Заделка маслонаполненной части муфты, содержащая наложенную дополнительно бумажно-пропитанную изоляцию и запрессованный на жиле контактный наконечник, заполняется кабельным маслом. Заделка кабеля с полимерной изоляцией, содержащая запрессованный на жиле контактный наконечник и дополнительно выпресованную полиэтиленовую изоляцию, заполняется полиметилсилоксановой жидкостью.
В последние годы КЛ высокого и сверхвысокого напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена широко применяются при организации глубоких вводов в центральные районы крупнейших городов мира, так как они помимо надежного электроснабжения, обеспечивают минимальный землеотвод и максимальное сохранение окружающей среды.
Из реализованных в последние годы крупных проектов КЛ с изоляцией из сшитого полиэтилена для передачи большой мощности в густонаселенных городских районах можно выделить, например, двухцепную подземную КЛ 400 кВ Восток-Запад в Берлине с передаваемой мощностью свыше 1600 МВА. Самым мощным является подземный кабель 400 кВ, входящий в проект новой инфраструктуры энергоснабжения Лондона (сечение жилы кабеля – 2500 мм2, расчетный ток – 3700 А). КЛ большой длины на напряжение 500 кВ (Shin Keiyo-Toyosu Line) проложена в городе Токио. Длина линии – 40 км.
В России высоковольтные кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена также находят все более широкое применение. Так, например, кабели с СПЭ-изоляцией использовались при реконструкции и строительстве сетей 110 и 220 кВ в Москве по проекту энергетического кольца. В Санкт-Петербурге в настоящее время ведется прокладка кабелей на напряжение 330 кВ (длина линий 4–5 км). Кабель 500 кВ с СПЭ-изоляцией был применен для вывода мощности от Бурейской ГЭС.
Силовые кабели прокладываются либо непосредственно в траншее, либо в специальном туннеле, либо в коллекторе, где размещаются и другие жизненно важные городские коммуникации. Вдоль трассы прокладки кабеля предусматриваются подземные колодцы для монтажа соединительных муфт. Для механизации рытья траншей и прокладки кабелей используются специальные машины. В каждом проекте учитывается специфика прокладки кабеля и, соответственно, корректируется его предельная пропускная способность по току.
Усовершенствование технологий производства кабелей, их прокладки и монтажа приводит к снижению капитальных вложений на сооружение КЛ. На сегодняшний день капитальные вложения в современные подземные высоковольтные КЛ могут в 5 раз и более превышать затраты на сооружение воздушных линий. Однако учет экономических и эксплуатационных факторов (минимальный землеотвод, высокая надежность, меньшие издержки при техническом обслуживании, меньшие потери, высокая устойчивость к кратковременным перегрузкам и др.) может существенно снизить это соотношение в пользу кабелей.

Читайте также: