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.
2063
Закладки
Последние публикации
Игорь Маковский: «Поддержка ветеранов – наш долг и следование истинной системе ценностей»
Вчера, в 17:06
20
«ЭнергоЭксперт» и «Релейщик»
Вчера, в 14:48
28
IPPON представляет две новинки: INNOVA G2 EURO 1000L и INNOVA G2 2000L
Вчера, в 07:56
21
На карте Recyclemap российского отделения Гринпис расширен перечень тульских пунктов приема вторсырья
13 апреля в 17:53
24
АСУ ТП солезавода «Варница»: выполнен очередной этап проекта
12 апреля в 17:18
30
ЗАО “ЗЭТО” оснастила разъединителями один из опорных центров питания в Новой Москве
12 апреля в 12:51
36
Стабилизатор «Каскад» защищает центр эстетики и имплантации «Наша Стоматология» в Санкт-Петербурге!
12 апреля в 11:46
38
В НИУ «МЭИ» пройдет II фестиваль радиоэлектроники
12 апреля в 10:40
37
Игорь Маковский: “Россети Центр” обеспечивает потребителей бесперебойным энергоснабжением в условиях введенного правительством в четырех областях желтого уровня террористической опасности
12 апреля в 10:37
42
Курскэнерго добивается снижения дебиторской задолженности за услуги по передаче электроэнергии
12 апреля в 10:23
42
Самые интересные публикации
Новая газотурбинная ТЭЦ в Касимове выдаст в энергосистему Рязанской области более 18 МВт мощности
4 июня 2012 в 11:00
227484
Выключатель элегазовый типа ВГБ-35, ВГБЭ-35, ВГБЭП-35
12 июля 2011 в 08:56
48436
Выключатели нагрузки на напряжение 6, 10 кВ
28 ноября 2011 в 10:00
38542
Распределительные устройства 6(10) Кв с микропроцессорными терминалами БМРЗ-100
16 августа 2012 в 16:00
23469
Элегазовые баковые выключатели типа ВЭБ-110II
21 июля 2011 в 10:00
21222
Признаки неисправности работы силовых трансформаторов при эксплуатации
29 февраля 2012 в 10:00
19585
Оформляем «Ведомость эксплуатационных документов»
24 мая 2017 в 10:00
17493
Правильная утилизация батареек
14 ноября 2012 в 10:00
14459
Проблемы в системе понятий. Отсутствие логики
25 декабря 2012 в 10:00
12580
Порядок переключений в электроустановках 0,4 – 10 кВ распределительных сетей
31 января 2012 в 10:00
12193
Маркировка кабелей
В случае если токопроводящие жилы кабеля выполнены из меди, их обозначение в маркировке кабеля опускается. Алюминиевые жилы обозначаются буквой А. Бумажная изоляция силового кабеля не имеет буквенного обозначения, а указывается в паспорте на изделие. Буквой П обозначается полиэтиленовая изоляция, В – поливинилхлоридная, Р – резиновая.
Далее следует обозначение оболочки: алюминиевая – А, свинцовая – С, полиэтилен – П, поливинилхлорид – В, резина – Р. Последняя буква маркировки обозначает материал защитного покрова силового кабеля.
Согласно ГОСТ Р 53769-2010 Группа Е42 силовые кабели подразделяют по следующим признакам:
а) по материалу токопроводящих жил:
- медные токопроводящие жилы (без обозначения);
- алюминиевые токопроводящие жилы (А);
б) по виду материала изоляции токопроводящих жил:
- изоляция из поливинилхлоридного пластиката, в том числе пониженной пожарной опасности (В);
- изоляция из сшитого полиэтилена (Пв);
- изоляция из полимерных композиций, не содержащих галогенов (П);
в) по наличию и типу брони:
- небронированные (Г),
- бронированные:
- броня из стальных оцинкованных лент (Б),
- броня из лент из алюминия или алюминиевого сплава (Ба),
- броня из круглых стальных оцинкованных проволок (К),
- броня из проволок из алюминия или алюминиевого сплава (Ка);
г) по виду материала наружной оболочки или защитного шланга:
из поливинилхлоридного пластиката, в том числе пониженной горючести или пониженной пожарной опасности:
- наружная оболочка (В),
- защитный шланг (Шв);
из полиэтилена: защитный шланг (Шп);
из полимерных композиций, не содержащих галогенов:
д) по наличию металлического экрана:
- без экрана (без обозначения);
- с экраном (Э);
е) по исполнению в части показателей пожарной безопасности:
- не распространяющие горение при одиночной прокладке (без обозначения);
- не распространяющие горение при групповой прокладке (нг):
- по категории A F/R — нг(А F/R),
- по категории А — нг(А),
- по категории В — нг(В);
- не распространяющие горение при групповой прокладке, с пониженным дымо- и газовыделением (нг-LS);
- не распространяющие горение при групповой прокладке и не выделяющие коррозионно-активных газообразных продуктов при горении и тлении (нг-HF);
- огнестойкие, не распространяющие горение при групповой прокладке, с пониженным дымо- и газовыделением (нг-FRLS);
- огнестойкие, не распространяющие горение при групповой прокладке и не выделяющие коррозионно-активных газообразных продуктов при горении и тлении (нг-FRHF);
ж) по форме поперечного сечения кабеля:
и) по конструктивному исполнению токопроводящих жил:
- однопроволочные (о);
- многопроволочные (м);
- круглые (к);
- секторные или сегментные (с).
Силовые кабели с ПВХ изоляцией
— распространенный тип кабеля как в промышленности, так и в быту. ПВХ или поливинилхлорид представляет собой твердый полимер с невысокими электроизоляционными свойствами, однако с хорошей устойчивостью к воздействию кислот, щелочей, солей, влаге. Длительная рабочая температура силовых кабелей с ПВХ изоляцией может составлять +80-90 С. При более высоких температурах ПВХ начинает плавиться с выделением опасного хлороводорода.Также ПВХ ухудшает свои свойства на солнечном свете. Для снижения отрицательных свойств ПВХ в него добавляют специальные добавки, делая его негорючим, нетоксичным и более стойким к агреесивным воздействиям. Наиболее популярные марки силовых кабелей с ПВХ изоляцией (перечислим из медных): ВВГ, ВВГнг (кабель не распространяющий горение), NYM (зарубежный аналог отечественного ВВГз), ВВГ-ХЛ (морозостойкий кабель), ВВГЭ (с экраном для защиты от помех)
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.
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.
Типы кабелей из СПЭ
КСПЭ выпускаются на средние напряжения 6-35кВ (одно- и трехжильные), высокие и сверхвысокие вплоть до 500кВ (одножильные) с медной или алюминиевой жилой. Чтобы было нагляднее приведем рисунок, на котором покажем вид в разрезе одножильного кабеля из сшитого полиэтилена.
Состоит одножильный кабель из: токопроводящей жилы (медная или алюминиевая) круглая многопроволочная, внутреннего и внешнего (относительно СПЭ) полупроводящего слоя, сама изоляция из сшитого полиэтилена, экран из медных проволок, окруженный внешним и внутренним разделительным слоем водоблокирующей ленты и оболочка из полиэтилена.
При напряжении выше 110кВ выпускаются КСПЭ, в которых три жилы помещены в стальную трубу.
Маркировки кабелей из сшитого полиэтилена
Теперь, представив, как примерно выглядит кабель в разрезе, постараемся разобраться с русскими и зарубежными маркировками кабелей и их расшифровками. Для этого сведем собранные данные в табличку.
| Элемент | Обозначение | Расшифровка |
|---|---|---|
| Токопроводящая жила | – | медная |
| А (А) | алюминиевая | |
| Изоляция | Пв (2X) | сшитый полиэтилен |
| Экран | Э | медный экран по изолированной жиле |
| Эо | медный общий экран трехжильных кабелей | |
| Эоа | герметизация общего экрана алюмополимерной лентой | |
| г | продольная герметизация экрана водонабухающими лентами | |
| га, 2г | продольная и поперечная герметизация экрана водонабухающими и алюмополимерной лентой | |
| Броня | – | нет брони |
| Б | броня из стальных оцинкованных лент | |
| К | броня из стальных оцинкованных проволок | |
| Ак | броня из алюминиевых проволок | |
| Наружная оболочка | П | полиэтилен |
| Пу | усиленная полиэтиленовая | |
| Пнг-HF-А(В) | полимерная композиция не распространяющая горение по кат. А(В) пожарн. | |
| В | ПВХ пластикат | |
| Внг-А(В) | ПВХ пластикат пониженной горючести | |
| Внг-LS-А(В), Внгд | ПВХ пластикат пониженной горючести с пониженным газо- и дымовыделением | |
| ов (после экрана) | оптические волокна в стальных трубках, встроенные в экран |
Числовые значения, например, 1х240/50 означают одна жила, сечение жилы и сечение экрана в миллиметрах квадратных.
Кабель СПЭ с круглыми жилами до 35кв
Данный кабель имеет в своей конструкции следующие материалы:
круглые жилы изготовлены из алюминия, который соответствует второму классу ГОСТ 22483
сверху каждая жила покрыта экраном. Материал экрана — экструдируемый эл.проводящий сшитый полиэтилен.
поверх этого идет еще одна изоляция — пероксидосшиваемая
далее следующий экран — экструдируемый эл.проводящий СПЭ
все это разделяется между собой бумагой или полимерной лентой.
отдельные медные проволоки образуют защитный экран. Такой экран идет вокруг каждой жилы. А скрепляются проволоки медной лентой.
Жилы скручиваются между собой и между ними идет заполнение — специальная смесь из ПВХ пластиката или из резины не вулканизированной (да к тому же мелозаполненной).
поверх всего этого идет внутренняя оболочка. Она делается на основе ПВХ пластиката (высоконаполненного) или опять же из не вулканизированной смеси с меловым наполнением.
внешняя оболочка покрыта светостабилизированным полиэтиленом, но встречается и поливинилхлоридный пластикат
Емкость кабеля
Номинальное сечение жилы, мм2 | емкость 1 км кабеля, (мкФ) |
50 | 0,23 |
70 | 0,26 |
95 | 0,29 |
120 | 0,31 |
150 | 0,34 |
185 | 0,37 |
240 | 0,41 |
300 | 0,45 |
400 | 0,50 |
500 | 0,55 |
630 | 0,61 |
800 | 0,68 |
Прокладка и испытание кабелей
- Прокладка кабелей должна осуществляться в соответствии с проектом производства работ и инструкцией ОАО «Камкабель» № ИМ СК – 20 – 03 ( «Прокладка силовых кабелей на напряжение 10 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена»);
- Прокладка кабелей должна выполняться специализированной монтажной организацией, имеющей соответствующее оборудование, приспособления, инструмент, материалы и квалифицированных специалистов;
- Кабели могут прокладываться в земле (траншее), в кабельных помещениях (туннели, галереи, эстакады), в блоках (трубах), в производственных помещениях (в кабельных каналах, по стенам). Способ прокладки кабелей выбирается на стадии проектирования кабельной линии;
- При прокладке кабелей с ПЭ оболочкой на воздухе в кабельных сооружениях и производственных помещениях проектом должно быть предусмотрено нанесение огнезащитных покрытий на оболочку;
- Кабели прокладываются без ограничения разности уровней;
- Тяжение кабелей во время прокладки должно производиться при помощи проволочного кабельного чулка, закрепляемого на оболочке или за токопроводящую жилу при помощи клинового захвата.
Допустимые усилия тяжения не должны превышать:
50 Н/мм2 (5 кГс/мм2) – для кабелей с медной жилой;
30 Н/мм2 (3 кГс/мм2) – для кабелей с алюминиевой жилой.
сечение жилы, мм2 | 50 | 70 | 95 | 120 | 150 | 185 | 240 | 300 | 400 | 500 | 630 | 800 |
усилия тяжения, кН | ||||||||||||
алюминиевая жила | 1,50 | 2,10 | 2,85 | 3,60 | 4,50 | 5,55 | 7,20 | 9,00 | 12,00 | 15,00 | 18,90 | 24,00 |
медная жила | 2,50 | 3,50 | 4,75 | 6,00 | 7,50 | 9,25 | 12,00 | 15,00 | 20,00 | 25,00 | 31,50 | 40,00 |
- Минимальный радиус изгиба кабелей при прокладке должен быть не менее 15 DH, где DH – наружный диаметр кабеля. При монтаже с помощью специального шаблона допускается минимальный радиус изгиба 7,5 DH;
- Кабельные металлические конструкции должны быть заземлены в соответствии с ПУЭ и СНиП 3.05.06 – 85;
- При прокладке кабельной линии кабели трех фаз должны прокладываться параллельно и располагаться треугольником или в одной плоскости;
- Скрепление кабелей трех фаз в треугольник должно осуществляться лентами, стяжками, хомутами или скобами. Шаг скрепления, тип, конструкция и материал креплений определяется при проектировании кабельной линии;
- При параллельной прокладке кабелей в плоскости (в земле и в воздухе) расстояние по горизонтали в свету между кабелями отдельной цепи должно быть не менее размера наружного диаметра кабеля;
- Кабели могут быть проложены без предварительного подогрева при температуре окружающей среды: не ниже -20°С – марки с ПЭ оболочкой: АПвП, ПвП, АПвПу, ПвПу, АПвПг, ПвПг, АПвПуг, ПвПуг, АПвП2г, ПвП2г, АПвПу2г, ПвПу2г;
- Не ниже -15°С – марки с ПВХ оболочкой: АПвВ, ПвВ, АпвВнг-LS, ПвВнг-LS.
При температурах от минус 15 °С до минус 40 °С (для кабелей с ПВХ – оболочкой), и от минус 20 °С до минус 40 °С (для кабелей с ПЭ – оболочкой) прокладка кабеля допускается только после предварительного прогрева кабеля.
Испытание кабелей после прокладки и монтажа
После прокладки и монтажа кабелей рекомендуется проводить испытания кабельной линии постоянным напряжением 60 кВ или переменным напряжением 30 кВ частотой 0,1 – 400 Гц в течение 15 минут. Допускается испытание переменным напряжением 10 кВ частотой 50 Гц в течение 24 часов.
Нормы намоток кабелей на барабаны
номинальное сечение жилы, мм2 | максимальная длина кабеля на барабане, м | ||
деревянный барабан № 18 (диаметр 1800 мм) | деревянный барабан № 22 (диаметр 2200 мм) | металлический барабан № 22 (диаметр 2200 мм) | |
50 | 950 | 1900 | 2450 |
70 | 850 | 1700 | 2200 |
95 | 800 | 1500 | 2000 |
120 | 700 | 1400 | 1800 |
150 | 650 | 1250 | 1650 |
185 | 600 | 1150 | 1500 |
240 | 550 | 1050 | 1350 |
300 | 450 | 950 | 1200 |
400 | 400 | 800 | 1050 |
500 | 350 | 700 | 900 |
630 | 300 | 600 | 800 |
800 | 250 | 500 | 700 |
Для разделки кабелей из сшитого полиэтилена ― KVT SHOP
- высокая стоимость
- необходимость прохождения обучения по его монтажу и ремонту
- необходимость в специальном инструменте для его монтажа и ремонта
- высокая стоимость испытательной установки, но об этом поговорим чуть позже
Нормы испытаний кабелей из сшитого полиэтилена
Вы уже знаете, что кабели с бумажно-пропитанной изоляцией необходимо испытывать постоянным (выпрямленным) напряжением. Так вот запомните, кабели из сшитого полиэтилена испытывать постоянным напряжением не допустимо!
Ниже я приведу все найденные мной нормы по испытаниям кабелей СПЭ, а затем расскажу какой вариант мы применяем в нашей электротехнической лаборатории (ЭТЛ).
1. Инструкции заводов-изготовителей по эксплуатации кабелей из сшитого полиэтилена
Вот например, в инструкции Кольчугинского завода «Электрокабель» сказано, что токоведущие жилы необходимо испытывать относительно экрана следующим испытательным переменным напряжением:
При проведении испытаний остальные жилы и экраны кабеля должны быть обязательно заземлены.
Обратите внимание, что Uо — это фазное напряжение, т.е. напряжение между фазой и «землей» (заземленной нейтралью)
Кстати, здесь многие путаются и уже на этом этапе допускают ошибки, которые приводят к преждевременному выходу кабеля СПЭ именно при испытаниях.
Система электроснабжения внутризаводских сетей напряжением 10 (кВ) нашего предприятия выполнена с изолированной нейтралью, а это значит, что фазное напряжение Uо составляет в корень из 3 раз меньше, чем линейное напряжение сети, т.е. при линейном напряжении 10,5 (кВ) фазное напряжение составляет порядка 6 (кВ).
Получается, что кабель из сшитого полиэтилена напряжением 10 (кВ) необходимо испытывать следующим образом:
Испытание сверх низкой частотой (СНЧ) обусловлено тем, что изменение полярности заряда компенсирует уже накопленные заряды, тем самым разряжая их. Но особенно эффективно происходит испытание кабеля именно сверх низкой частотой 0,1 (Гц) синусообразной формы.
Помимо основной изоляции, необходимо испытывать и оболочку кабеля, но при условии, что кабель проложен в земле. Это испытание проводится постоянным (выпрямленным) напряжением 10 (кВ) в течение 1 минуты. Испытательное напряжение прикладывается между экраном и «землей» (заземляющим устройством). После испытаний экран кабеля необходимо заземлить на время не менее 1 часа.
В инструкции совместной разработки ОАО «ВНИИКП» и ОАО «Фирма ОРГРЭС» требования к испытаниям несколько отличаются:
Но, как альтернатива испытанию переменным напряжением, предлагается испытание кабеля проводить постоянным (выпрямленным) напряжением 4Uо в течение 15 минут. Таким образом, кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена напряжением 10 (кВ) допускается испытывать постоянным (выпрямленным) напряжением 24 (кВ) в течение 15 минут.
Вот данные для испытаний кабелей с другими классами напряжений.
Требования по испытанию оболочек кабеля в этой инструкции аналогичны, только постоянное (выпрямленное) напряжение 10 (кВ) должно быть приложено между экраном и заземлителем на время 10 минут, вместо 1 минуты.
Способы заземления экранов кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена
Ниже я приведу все найденные мной нормы по испытаниям кабелей СПЭ, а затем расскажу какой вариант мы применяем в нашей электротехнической лаборатории (ЭТЛ).
Мнение эксперта
It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике
Задавайте вопросы “Специалисту по модернизации систем энергогенерации”
Разделка кабеля для монтажа муфт Система электроснабжения внутризаводских сетей напряжением 10 кВ нашего предприятия выполнена с изолированной нейтралью, а это значит, что фазное напряжение Uо составляет в корень из 3 раз меньше, чем линейное напряжение сети, т. Спрашивайте, я на связи!
Трехфазные кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена
В основной массе производятся именно однофазные кабеля СПЭ. Однако кроме них, также выпускают и 3-х фазные виды.
Правда следует учитывать, что трехфазные делают только на напряжение до 35кв. От 110кв и выше, уже идут только однофазные варианты.
Преимущественная форма жилы – круг. Такие виды более эффективны, чем секторные.
Электромагнитное поле распространяется наиболее далеко именно от выступающих мест на токоведущих частях. А круглые жилы таких выступов практически не имеют.
Кроме того, при расположении круглых жил в равностороннем треугольнике образуется симметричное магнитное поле, потери в котором достаточно низкие.
Трехфазные кабеля СПЭ с заполнением могут прокладываться в условиях любой влажности.
Разве что, при монтаже в воде, применяют дополнительные защитные слои, герметизирующие внутреннюю поверхность.
Трехфазные кабеля без полноценного заполнения внутренних полостей, имеют несколько недостатков:
затрудняется их эксплуатация на протяженных трассах
При установке манжет и муфт возникают полости на сторонах треугольника жил. Отсюда вытекает риск недостаточной герметизации. Поэтому такие кабеля, без заполнения внутренних полостей, не предназначены для прокладки в земле.
общая форма кабеля треугольник, а не круг
на сегодняшний день, нет нормального заводского инструмента для разделки таких жил (секторных)
Приходится снимать изоляцию вручную. При этом не всегда квалификация электромонтеров кабельщиков позволяет это сделать грамотно.
Именно поэтому широкое распространение получили именно кабеля с круглыми жилами с внутренним заполнением.
https://youtube.com/watch?v=wSoa7sNH9oM
Пример выбора кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена
Исходные данные:
Требуется обеспечить питание двух трансформаторов ТМ-4000/10 от подстанции. Линия состоит из двух групп одножильных кабелей АПвЭгП, группы могут быть расположены треугольником или в плоскости. Линия прокладывается в грунте (в траншее) и по территории предприятия по эстакаде. Расстояние между группами кабелей в траншее 200 мм, а на эстакаде равно диаметру группы кабелей, связанных в треугольник.
Линия имеет участок перехода в трубах длиной 20 м, проложенных в земле, каждый кабель в отдельной трубе. Расчетная температура воздуха 30 °С, грунта 20 °С. Глубина прокладки в земле 1 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1 °К⋅м/Вт. Релейная защита отключает ток короткого замыкания через 0,2 с, величина тока короткого замыкания 24 кА.
Сечение токопроводящей жилы и марка кабеля выбраны по РД К28-003:2007 «Руководство по выбору, прокладке, монтажу, испытаниям и эксплуатации кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение от 6 до 35 кВ».
Решение:
1. Определяем расчетный ток в нормальном режиме:
2. Расчетный ток кабельной линии в режиме допустимой перегрузки трансформатора на 40 % (послеаварийный режим) составит:
3. Определяем экономическое сечение, согласно ПУЭ раздел 1.3.25. Расчетный ток принимается для нормального режима работы, т.е. увеличение тока в послеаварийных и ремонтных режимах сети не учитывается:
где: Jэк =1,4 – нормированное значение экономической плотности тока (А/мм2) выбираем по ПУЭ таблица 1.3.36, с учетом что время использования максимальной нагрузки Тmax=4500 ч.
Сечение округляем до ближайшего стандартного 185 мм2.
Необходимо выбрать номинальное сечение жилы кабеля, допустимый ток для которого не менее 324 А.
Сечение 185 мм2 не проходить для кабелей, проложенных в земле для способа прокладки треугольником. В таблице 2.5 указан допустимый ток в земле 367 А, которому соответствует номинальное сечение алюминиевой жилы 240 мм2, а для кабеля сечением 185 указан 317 А < 323,3 А. Поэтому принимаем кабель сечением алюминиевой жилы 240 мм2.
4.1 Допустимый ток для заданных условий прокладки кабеля в траншее рассчитывается при помощи поправочных коэффициентов:
- к2=0,97 (табл.2.10);
- к3=1,18 (табл.2.12);
- к4=0,83 (табл.2.17).
т.е. сечения жилы 240 мм2 при выбранных условиях прокладки достаточно.
4.2 Для прокладки в плоскости допустимый ток для номинального сечения жилы 240 мм2 в земле 373 А. Допустимый ток для заданных условий прокладки кабеля в траншее определяется с учетом коэффициентов:
- к2=0,97 (табл.2.10);
- к3=1,18 (табл.2.12);
- к4=0,83 (табл.2.17)
4.3 Для участка кабеля, проложенного в отдельных трубах, допустимый ток составляет 351 А; поправочные коэффициенты:
- к2=0,97 (табл.2.11);
- к3=1,14 (табл.2.13);
- к4=0,85(табл.2.19)
4.4 Для кабеля, проложенного на воздухе (на эстакаде), допустимый ток составляет 502 А, поправочный коэффициент к5=1,00 (табл.2.21)
Таким образом, выбранное номинальное сечение 240 мм2 обеспечивает пропускную способность линии на всей длине трассы при выбранных видах прокладки.
5. Допустимый односекундный ток короткого замыкания для выбранного сечения жилы кабеля 22,7 кА (табл.2.25); соответствующий допустимый ток короткого замыкания продолжительностью 0,2 с составит:
т.е. больше требуемого тока 24 кА.
6. При выборе сечения медного экрана должно выполняться условие:
Iк.з.экрана > I2ф(к.з.)
где:
- Iк.з.экрана – допустимый ток медного экрана;
- I2ф(к.з.) – двухфазный ток КЗ. Для того чтобы получить двухфазный ток КЗ из трехфазного нужно умножить на √3/2.
6.1 Определяем двухфазный ток КЗ:
I2ф(к.з.) = √3/2* I3ф(к.з.) = 0,87*24 = 20,88 кА
Из табл.2.27 выбираем сечение медного экрана 50 мм2, при длительности короткого замыкания 0,2 с, допустимый ток короткого замыкания по экрану составит:
т.е. больше требуемого тока 20,88 кА, в принципе можно принять сечение медного экрана 50 мм2, но так как допустимое значение медного экрана близко к расчетному двухфазному току, чтобы перестраховаться принимаем сечение 70 мм2.
Таким образом, при указанных исходных данных выбран кабель АПвЭгП-10 1х240/70.
