Конструкция, технические характеристики и особенности СПЭ кабелей из сшитого полиэтилена

Преимущества ВЛЗ

Все основные преимущества таких линий проистекают от защитной изоляции на проводе. Это в первую очередь:

защита от автоматических отключений и КЗ при падении веток на ЛЭП

защита от коротких замыканий при сближении проводов на недопустимое расстояние между собой

уменьшение габаритов опор и траверс

сокращение площади охранной просеки при прохождении ВЛ через лесные массивы

Однако наличие такой изоляции, также выставляет и другое требование — она должна быть неповрежденной и целой при всем сроке службы. Иначе надежность моментально снижается.

На фото ниже можно наглядно оценить разницу габаритов между одинаковыми типами опор ВЛ-35кв с голым проводом и ВЛЗ.

Однако не забывайте, габариты от проводов до земли для ЛЭП с изолированными проводами должны соблюдаться:

5,5м от земли в не населенной местности

6м от земли в населенной

Благодаря возможности перехода на опорную схему изоляции вместо подвесной, такие ВЛЗ-35кв можно строить в габаритах стоек от ВЛЗ-10кв.

То есть, здесь уже не нужны опоры СВ-164, можно запросто обойтись марками СВ 110 и СВ 105. В отдельных случаях на опорах СВ 110 можно даже построить двухцепную ВЛЗ-35.

Применение более низких опор, помимо экономии денежных затрат, дает ряд преимуществ не очевидных на первый взгляд:

уменьшается вероятность прямых попаданий молний в линию

упрощается монтаж — не требуется габаритная спец.техника, которая нужна при установке стоек СВ-164

То есть, непосредственно монтаж ВЛЗ-35кв и установку опор, можно выполнить всего одной техникой — бурильно крановой машиной БКМ. Не прибегая к услугам 16 или 25-ти тонного автокрана, а также без использования АГП-гидроподъемника.

Строительство обычной ЛЭП напряжением 35кв без этой техники немыслимо.

упрощается работа по закреплению опор в грунте

#gallery-1 {
margin: auto;
}
#gallery-1 .gallery-item {
float: left;
margin-top: 10px;
text-align: center;
width: 100%;
}
#gallery-1 img {
border: 2px solid #cfcfcf;
}
#gallery-1 .gallery-caption {
margin-left: 0;
}
/* see gallery_shortcode() in wp-includes/media.php */

сокращение межфазного расстояния приводит к существенно меньшей металлоемкости

Давайте более подробно рассмотрим технические особенности высоковольтных ВЛЗ и детально пройдемся по конструкции каждой опоры в отдельности.

Марка применяемой арматуры для ВЛЗ производства SICAME. Также будут приведены их аналоги от компании Ensto.

Конструкция

С примерной расшифровкой маркировки разобрались, теперь давайте перейдем к рассмотрению общей конструкции бронированных кабелей. Он состоит из:

  1. Токопроводящей жилы из алюминия или меди.
  2. Слоя изоляции поверх жилы, обычно это ПВХ, полиэтилен или пропитанная бумага.
  3. Далее идет экран из медных проволок или же различных проводящих лент, например из металла или проводящих картонов и бумаг.
  4. Поверх экрана еще один слой изоляции.
  5. 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.
  6. 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.

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.

Особенности конструкции

Чем отличается кабель от провода

Изоляция из полиэтилена при приближении к температурам плавления теряет свои качества: форму, механические параметры и электрические характеристики. Температура 850С является критичной для такого типа изоляции. СПЭ выдерживает без последствий нагрев до 1300С.

К сведению. Обработка полиэтилена, в результате которой меняются связи между молекулами (на уровне «макро»), называется «сшивкой». Трёхмерная структура поперечных связей, полученная с помощью такой вулканизации, даёт повышение параметров изоляции по всем позициям.


Молекулярная трёхмерная структура СПЭ

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

Оптические

Оптоволоконный кабель, который еще называют волоконно-оптический — это абсолютно новый вид проводникового изделия по сравнению с другими разновидностями электрокабелей. Он передает информацию, которая транспортируется по линиям связи, не с использованием электросигнала, а с применением светового. Важнейший его компонент — это бесцветное стекловолокно. Конструкция способна передавать свет на значительные расстояния до 10000 м с минимальными потерями света.

Вам это будет интересно Особенности саморегулируемого греющего кабеля


Оптические кабеля

Оптоволоконный кабель выполняется из тончайших эластичных световодов 5/60 микрон, служащих средой распространения сигналов. Это особенно высококачественный вид проводниковой продукции — он гарантирует передачу информации с весьма высокой скоростью свыше 10.0 Гбит/с. Преимущество такой передачи состоит в том, что конструкция кабеля позволяет ему лучше других типов обеспечить защиту информации от наружных помех. В силу специфики распределения света подобные сигналы просто экранируются.

Дополнительная информация. Световод выполнен из центральной сердцевины в виде стекловолокна и стеклооболочки, которая обладает наименьшим коэффициентом преломления, чем ядро. Поэтому двигаясь по сердцевине, такие лучи не могут выйти за ее границы, а отражаются от защищающего слоя оболочки.

Классификация СПЭ кабелей

По классу номинально напряжения проводники из сшитого полиэтилена подразделяются на 3 группы:

  1. До 35 кВ — 1-я группа.
  2. 45-150 кВ — 2-я группа.
  3. 220 кВ и выше — 3-я группа.

По площади сечения токопроводящей жилы:

  1. До 1600 кв. мм — 1-я.
  2. 70-2000 кв. мм — 2-я.
  3. 400-2000 кв. мм — 3-я.

По количеству токопроводящих жил:

  1. 1 или 3 токовода — 1-я группа.
  2. 1 — 2-я и 3-я группа.


Кабель силовой с алюминиевыми жилами 10 кВт С точки зрения материала токоведущей жилы СПЭ кабеля бывают:

  1. Медные.
  2. Алюминиевые.

По типу материала наружной оболочки:

  1. Полимерное покрытие.
  2. ПВХ пластик.
  3. Полиэтилен.

По типу защиты от механических повреждений:

  1. Бронирование стальными лентами.
  2. Проволокой из стали.
  3. Алюминиевой проволокой.


Кабель с проволочной броней

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.

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.

Таблица соответствия диаметров проводов и их площадь сечения

Проводить расчеты в магазине или на рынке не всегда хочется или есть возможность. Чтобы не тратить время на расчеты или не ошибиться, можно воспользоваться таблицей соответствия диаметров и сечений проводов, в которой есть наиболее распространенные (нормативные) размеры. Ее можно переписать, распечатать и захватить с собой.

Диаметр проводникаСечение проводника
0,8 мм0,5 мм2
0,98 мм0,75 мм2
1,13 мм1 мм2
1,38 мм1,5 мм2
1,6 мм2,0 мм2
1,78 мм2,5 мм2
2,26 мм4,0 мм2
2,76 мм6,0 мм2
3,57 мм10,0 мм2
4,51 мм16,0 мм2
5,64 мм25,0 мм2

Как работать с этой таблицей? Как правило, на кабелях есть маркировка или бирка, на которой указаны его параметры. Там указывается маркировка кабеля, количество жил и их сечение. Например, ВВНГ 2х4. Нас интересуют параметры жилы а это цифры, которые стоят после знака «х». В данном случае заявлено, что есть два проводника, имеющих поперечное сечение 4 мм2. Вот и будем проверять, соответствует ли эта информация действительности.

Как работать с таблицей

Чтобы проверить, проводите измерение диаметра любым из описанных методов, после сверяетесь с таблицей. В ней указано, что при таком сечении в четыре квадратных миллиметра, размер провода должен быть 2,26 мм. Если измерения у вас такие же или очень близкие (погрешность измерений существует, так как приборы неидеальные), все нормально, можно данный кабель покупать.

Заявленные размеры далеко не всегда соответствуют реальным

Но намного чаще фактический диаметр проводников значительно меньше заявленного. Тогда у вас два пути: искать провод другого производителя или взять большего сечения. За него, конечно, придется переплатить, но первый вариант потребует достаточно большого промежутка времени, да и не факт, что вам удастся найти соответствующий ГОСТу кабель.

Второй вариант потребует больше денег, так как цена существенно зависит от заявленного сечения. Хотя, не факт — хороший кабель, сделанный по всем нормам, может стоит еще дороже. Это и понятно — расходы меди, а, часто, и на изоляцию, при соблюдении технологии и стандартов — значительно больше. Потому производители и хитрят, уменьшая диаметр проводов — чтобы снизить цену. Но такая экономия может обернуться бедой. Так что обязательно проводите измерения перед покупкой. Даже и проверенных поставщиков.

И еще: осмотрите и пощупайте изоляцию. Она должна быть толстой, сплошной, иметь одинаковую толщину. Если кроме изменения диаметра еще и с изоляцией проблемы — ищите кабель другого производителя. Вообще, желательно найти продукцию, отвечающую требованиям ГОСТа, а не сделанную по ТУ. В этом случае есть надежда на то, что кабель или провод буде служить долго и без проблем

Сегодня это сделать непросто, но если вы разводите проводку в доме или подключаете электричество от столба, качество очень важно. Потому, стоит, наверное, поискать

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.

1864

Закладки

Последние публикации

«Россети Центр и Приволжье» построило подстанцию 35/10 кВ «Мултан» в Увинском районе Удмуртии

Вчера, в 17:53

24

Новая водорастворимая упаковка микросинтетической фибры SikaFiber PPM-12 RU поможет сберечь природу

Вчера, в 17:18

18

Новые функции и обновленный внешний вид анализатора электроэнергии SPM33

Вчера, в 15:51

11

Энергообъекты «Россети Сибирь» в Кузбассе к зиме готовы

Вчера, в 14:33

16

TDM ELECTRIC представляет коллекцию фарфоровых розеток и выключателей серии «Болонь»

Вчера, в 13:26

28

Игорь Маковский: Обеспечение информационной безопасности – важная задача для энергетиков

Вчера, в 11:17

16

Schneider Electric призывает к решительным действиям в области декарбонизации путем ускорения процессов по достижению углеродной нейтральности

Вчера, в 01:54

33

Модернизирована информационно-измерительная система блока №1 Саранской ТЭЦ-2

11 октября в 19:17

21

НЕХАРАКТЕРНЫЕ ФУНКЦИИ

11 октября в 15:19

50

«Удмуртэнерго» увеличило мощность основных пунктов энергопитания потребителей Завьяловского района

11 октября в 13:33

23

Самые интересные публикации

Новая газотурбинная ТЭЦ в Касимове выдаст в энергосистему Рязанской области более 18 МВт мощности

4 июня 2012 в 11:00

202226

Выключатель элегазовый типа ВГБ-35, ВГБЭ-35, ВГБЭП-35

12 июля 2011 в 08:56

44593

Выключатели нагрузки на напряжение 6, 10 кВ

28 ноября 2011 в 10:00

34499

Распределительные устройства 6(10) Кв с микропроцессорными терминалами БМРЗ-100

16 августа 2012 в 16:00

20208

Элегазовые баковые выключатели типа ВЭБ-110II

21 июля 2011 в 10:00

19942

Признаки неисправности работы силовых трансформаторов при эксплуатации

29 февраля 2012 в 10:00

18180

Оформляем «Ведомость эксплуатационных документов»

24 мая 2017 в 10:00

16125

Правильная утилизация батареек

14 ноября 2012 в 10:00

14025

Проблемы в системе понятий. Отсутствие логики

25 декабря 2012 в 10:00

12140

Порядок переключений в электроустановках 0,4 – 10 кВ распределительных сетей

31 января 2012 в 10:00

11337

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.

Как производится

При производстве силовых кабелей (СК) во всём мире применяют две технологии.

Технология сшивки бывает:

  • химической;
  • радиационной.

Химический способ разделяют на два вида производства, в зависимости от реагентов, которые используют при химических реакциях: это пероксиды и силаны.

Пероксиды, помещённые в среду нейтральных газов, в сочетании с определённым давлением и заданной температурой дают эффект сшивки. Она распространяется по всей толщине и не имеет включений воздуха. Пероксидный метод применяют для выпуска кабелей, рассчитанных на среднее и высокое напряжения.

Важно! Перед испытаниями продукция, изготовленная при помощи пероксидов, должна выдерживаться достаточное время, для того чтобы из изоляции после сшивки вышел метан. Выдержку проводят при температуре 800С, под давлением. Силаны являются активно-поверхностными веществами (органическими соединениями кремния), они устойчиво связывают органическую матрицу и неорганические наполнители

Это более дешёвый способ, при котором изоляцию на жилу накладывают в кремневой кислоте. Силановый метод используют для производства кабелей, эксплуатируемых при низком и среднем напряжениях

Силаны являются активно-поверхностными веществами (органическими соединениями кремния), они устойчиво связывают органическую матрицу и неорганические наполнители. Это более дешёвый способ, при котором изоляцию на жилу накладывают в кремневой кислоте. Силановый метод используют для производства кабелей, эксплуатируемых при низком и среднем напряжениях.

Радиационная технология, хоть и более эффективная, но из-за остаточной радиации применяется для изготовления кабелей для особых условий эксплуатации. Она выполняется путём облучения полиэтилена жёсткими гамма-лучами.

Способы сшивки

Интересно. Используемый в пероксидной технологии катализатор (перекись дикумила) имеет резкий особый запах. Он появляется при попытке механического разрушения изоляции. Насекомые и грызуны его не переносят, что является хорошей защитой от нападок грызущих животных.

Плюсы и минусы пероксидного метода

Кабели с изоляцией из СПЭ начали вводиться в эксплуатацию ещё с середины прошлого века. Японцы стали первопроходцами в этом. На сегодняшний день такая продукция, рассчитанная на среднее напряжение, занимает от 80 до 95% в США, Канаде, Дании и Германии в общем объеме. Япония, Франция, Швеция и Финляндия приблизили этот показатель к 100%. Российские производители продукции для энергетики также взяли курс на выпуск таких надёжных проводников.

Кабель СПЭ с ПВХ оболочкой


Марки кабеля ПвВ и АПвВ – это изделия с внешней оболочкой из поливинилхлоридного пластиката. Она применяется для прокладки в пожароопасных помещениях и там, где выставляются дополнительные условия по пожарной безопасности. У них в аббревиатуре появляется дополнительная маркировка:

Нг

не поддерживающий горения

Некоторые переводят как ”не горючий”, но это не совсем верно. Он горит при воздействии прямого огня. Однако стоит огонь убрать, и поддерживать горение далее он не будет.

Такие кабеля в основном прокладываются внутри помещений. Для прокладки их в земле необходимо, чтобы влажность грунта не превышала 14%.

индекс Ls

с оболочкой пониженного дымовыделения

Например АПвВнг(В) – Ls 10.

Буква ”В” в скобках – кабель для эксплуатации в пожароопасных помещениях. Буква ”А” – во взрывоопасных. Иногда для огнезащитного барьера используется стеклолента.

Кабель АПвВнг(А) – Ls FRHF 10.

FR – огнестойкий

HF – без галогенный

Самый опасный галоген в кабелях это хлор. При горении вышеуказанная марка кабеля выделяет минимум дыма, горит только внутри пламени и не распространяет при пожаре вредных веществ.

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:

Показатели СПЭ (PEX)-изоляция Масляная изоляция ПВХ-изоляция
Наибольшая температура, которую материал может выдерживать длительное время, C 90 85 70
Аварийно возможная температура, C 130 90 80
Максимум возможной температуры при коротком замыкании, C 250 200 160
Максимально допустимый ток короткого замыкания, А/мм2

  • Для медного провода
  • Для алюминиевого провода
144
93

101

67

125

81

Диэлектрическая проницаемость при нормальной температуре (+20 C) 2,4 3,3 3,5
Диэлектрические потери при нормальной температуре (+20 C) 0,001 0,004 0,02

ИНТЕРЕСНО! Нижний температурный предел использования сшитого полиэтилена без изменения его диэлектрических и прочностных характеристик равен -50C, что выгодно отличает его от других полимеров (ПВХ, полипропилен), температурный диапазон эксплуатации которых начинается лишь с -15 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 C без изменения пластичности сделала возможным монтаж электросетей в зимних условиях без предварительного подогрева кабеля.

Недостатки

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

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:

  1. 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.
  2. 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.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwittervKontakte
Напишите комментарий