Испытания кабеля из сшитого полиэтилена (спэ). электролаборатория "стандартсервис"

Испытание кабеля повышенным напряжением

Испытание кабеля 10 кВ повышенным напряжением дает возможность обнаружить проблемы, не выявленные мегомметром, и довести его до пробоя в неисправных местах. Увеличенное напряжение подается посредством высоковольтного провода специального оборудования на 1 жилу, а на остальные накладывается переносное заземление. Напряжение плавно увеличивается до максимума в 60 кВт.

Затем отсчитывается необходимое время проверки (5–10 минут), и тщательно отслеживается утечка тока и напряжения. На завершающей минуте отсчитывается утечка тока по показаниям микроамперметра. Напряжение плавно уменьшается до нулевого значения. Высоковольтный вывод оборудования заземляется. Аналогично проверяются все жилы. Итоги проверок вносятся в блокнот. Допустимая разница утечки токов по фазам – не выше 50%.

Кабель признается прошедшим испытание при отсутствии:

толчков тока, пробоев;
снижения сопротивления изоляционного слоя;
роста утечки тока;
поверхностных разрядов.

При возрастании утечки тока КЛ допускается к эксплуатации при условии, что ее будут чаще контролировать и испытывать. При выявлении пробоя проводимые работы приостанавливаются, и начинается поиск неисправных участков.

СКЛ, кВ	напряжение, кВ	ДТУ, мА	ДКА
6	36	0,2	8
10	45	0,3
50	0,5
60

Т. Допустимые токи утечки и коэффициенты асимметрии для СКЛ.

Из практики эксплуатации СПЭ-кабеля

Опыт внедрения кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена в других странах показал их большие возможности и преимущества. Однако не обошлось без ошибок при постановке этих кабелей в производство. Так, изначально при изготовлении кабелей многие производители применяли более дешевую технологию «силановой сшивки» полиэтиленовой изоляции. Ее отличительной особенностью является то, что наложение изоляции происходило на обычной экструзионной линии, при этом в полиэтиленовый пластикат добавлялись специальные смеси для обеспечения сшивки при нормальной температуре. Для сравнения сейчас в основной массе сшивка кабелей производится в среде нейтрального газа при температуре 300–400 °С и давлении 8–9 атмосфер. Для обеспечения необходимых эксплуатационных качеств сшивка должна происходить равномерно по толщине изоляции. При применении силановой сшивки это требование обеспечить чрезвычайно трудно при толщине изоляции, которая применяется для кабелей на напряжении 10 киловольт. В результате неравномерной сшивки эксплуатационные качества, срок службы, степень подверженности изоляции воздействию водотриингов, электрическая прочность оказывались значительно хуже расчетных, что приводило к большому числу электрических пробоев. Поэтому на сегодняшний день подавляющее большинство производителей используют технологию сшивки в среде нейтрального газа.

Этот опыт был учтен и при постановке в производство данного кабеля в России, также как и другие требования, предъявляемые к кабелям среднего напряжения российскими заказчиками. В результате конструкция кабеля, производимого в России отличается от европейской. Так как кабель применяется в основном в сетях 10 кВ, толщина изоляции была увеличена с 3,4 до 4,0 мм. При прокладке в земле применяется оболочка из полиэтилена высокой плотности, обеспечивающая необходимую защиту кабеля от механических повреждений, как при прокладке, так и в процессе эксплуатации. Если необходима герметизация экрана, используются два слоя водонабухающих лент под и поверх медного экрана, накладываемых с перекрытием. При прокладке кабеля в кабельных сооружениях применяется оболочка из ПВХ пониженной горючести.

Их всего сказанного выше можно сделать выводы, что кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена являются предпочтительными и имеют большие перспективы при строительстве и реконструкции кабельных линий на напряжение 6, 10, 35 кВ. Благодаря уникальным характеристикам, высокой электрической прочности изоляции, невысокой повреждаемости, длительному сроку службы СПЭ-кабелей, их применение становится не только технически обоснованным, но и экономически выгодным.

1964

Закладки

Последние публикации

Николай Любимов вручил рязанским энергетикам награды за победы в конкурсе «Российская организация высокой социальной эффективности»

Вчера, в 17:02

Продолжается развитие системы учета энергоносителей на Чебоксарской ТЭЦ-2

Вчера, в 16:06

Оборудование «ЗЭТО» для питающего центра Петродворцового района Санкт-Петербурга

18 января в 16:18

Специалисты Курскэнерго оперативно восстановили электроснабжение потребителей, нарушенное непогодой

15 января в 12:44

Решение CrossTech Smart Assets включено в реестр российского ПО

14 января в 18:41

Энергетики филиала «Россети Центр» – «Курскэнерго» переведены в режим повышенной готовности в связи с погодными условиями

14 января в 14:55

Медицинские трансформаторы «Полигон» установлены в больнице в Нижнем Новгороде!

14 января в 11:55

Бархатная реновация

14 января в 11:39

Испытательный центр на базе «ЗЭТО» – гарантия надежности и качества

13 января в 18:51

Сотрудник Белгородэнерго удостоен государственной награды

12 января в 20:49

Самые интересные публикации

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

4 июня 2012 в 11:00

216689

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

12 июля 2011 в 08:56

46508

Выключатели нагрузки на напряжение 6, 10 кВ

28 ноября 2011 в 10:00

36742

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

16 августа 2012 в 16:00

21911

Элегазовые баковые выключатели типа ВЭБ-110II

21 июля 2011 в 10:00

20602

Признаки неисправности работы силовых трансформаторов при эксплуатации

29 февраля 2012 в 10:00

19065

Оформляем «Ведомость эксплуатационных документов»

24 мая 2017 в 10:00

16912

Правильная утилизация батареек

14 ноября 2012 в 10:00

14283

Проблемы в системе понятий. Отсутствие логики

25 декабря 2012 в 10:00

12417

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

31 января 2012 в 10:00

11822

Разделка кабеля

На рынке представлено большое количество инструмента от разных производителей. Но специалисты отдают первенство специальным съёмникам. Съёмник — это специальное устройство для быстрого и лёгкого снятия изоляционных слоёв. При этом жилы силового кабеля не повреждаются.

К разделке силового кабеля нужно относиться очень ответственно и скрупулёзно (чтобы не было никаких деформаций жил), так как эта конструкция состоит из многих слоёв. Иначе он может начать сильно перегреваться. В данном процессе используются два съёмника. Каждый из них предназначен для своей задачи. Первый снимает наружную изоляцию. Второй применяется для очистки самой жилы. У каждого инструмента можно менять лезвия. Также есть возможность выбирать глубину прорези.

Особенности включения по типу заземления

При расчётах на этапе проектирования схем прокладки кабелей рассматривают способ присоединения «нейтрали» к «земле». Нейтраль – это проводник, соединяющий в одну точку нулевые провода обмоток питающих трансформаторов или генераторов (в трёхфазных сетях). Различают два вида включения кабелей-СПЭ для эксплуатации, а именно:

схема с изолированной нейтралью (ИН);
схема с глухозаземлённой нейтралью (ЗН).

В зависимости от вида включения, для линий организована защита от коротких замыканий. В сетях с изолированной нейтралью кабель может эксплуатироваться при замыкании одной фазы на «землю» (ОЗЗ) довольно продолжительное время. Такое однофазное замыкание не требует немедленного отключения для ремонта. Ток замыкания невелик, но вызывает старение кабеля.

Осторожно! ОЗЗ при глухозаземлённой нейтрали требует немедленного срабатывания защитного отключения. Ток замыкания при этом очень большой, и проводник может сгореть

Типы подключения нейтрали

Особенности конструкции

Варианты исполнения

Силовые кабели в полиэтиленовой защитной изоляции предназначаются для эксплуатации в линиях с действующими напряжениями 10-35 кВ (в сетях с различными типами заземлений). По своему конструктивному исполнению, а также по присущим им свойствам эти изделия соответствуют общепринятым в России нормам и требованиям.

К ним можно отнести ТУ 3530-001-42747015-2005 года, действующие совместно с техническими рекомендациями МЭК 60502-2.

Специфика конструкции кабелей СПЭ проявляется в следующих основных моментах:

Эти изделия могут выпускаться как в одножильном, так и в более сложном – трёхжильном исполнении;
Для получения нужного количества линий из трёх одножильных кабелей делается плотная скрутка, помещаемая в одну общую изоляцию;
Второе из этих исполнений предполагает выпуск готового трехжильного кабеля с общим металлизированным экраном в наружной бронированной оболочке.

Разновидности кабелей из СПЭ

Дополнительная информация. Из этих двух вариантов предпочтение чаще всего отдаётся первому (одножильное исполнение), поскольку в этом случае наблюдается выигрыш по техническим показателям и защитным свойствам.

К особенностям их конструкции также следует отнести:

Наличие специальных элементов герметизации, создающих надёжное препятствие на пути распространения влаги вдоль по токопроводящей жиле, а также в зоне металлической оболочки;
Присутствие в ней хорошо защищённого экрана, сплетённого на основе медных проволочек и имеющего оговорённые в стандартах сечения;
Длительные сроки службы этих изделий при соблюдении правил эксплуатации и хранения, составляющие не менее 30 лет.

Устройство

С вариантом конструктивного исполнения типового одножильного кабеля, рассчитанного на 10-35 кВ, можно ознакомиться на приводимом ниже рисунке.

Устройство одножильного кабеля

В его состав входят следующие обязательные элементы:

Алюминиевая, а иногда медная токопроводящая жила округлой формы, состоящая из большого количества уплотнённых проволочек (1);
Специальный экранный полупроводящий слой из СПЭ (2);
Изоляционная оболочка кабеля (3);
Экранная изоляция полупроводящая (4);
Отдельная прослойка из электропроводящей бумаги (5);
Оболочка-экран, набранная на основе медных проволок, поверх которых наложена лента из того же материала (6);
Промежуточный разделяющий слой из ткани с резиной (7);
Лента на основе полимера (8);
Наружная полиэтиленовая оболочка с повышенными прочностными показателями (9).

Добавим к этому, что нормируемая толщина кабельной изоляции зависит от величины рабочих напряжений, на которые рассчитывается продукция данного класса. Как правило, она указывается в ТУ на выпускаемое изделие.

Особенности заземления кабельной трассы

Наружное покрытие СПЭ проводников выполнено из полупроводящего материала. Это необходимо для поиска повреждения оболочки. Однако этот факт создает некоторые сложности при заземлении.

Если к земле подключаются оба конца кабеля, то при протекании по нему тока на внешней оболочке наводится ЭДС. В результате возникает ток, циркулирующий между землей и полупроводящей оболочкой. Это приводит к лишним и нежелательным потерям активной энергии. Проблема решается разделением линии на 3 участка и транспозицией отрезков полупроводящей оболочки. Для этого выпускаются специальные транспозиционные муфты, которые позволяют выполнить отвод от оболочки отдельным высоковольтным проводом.

Транспозиционная муфта 110 кв

Практикуют и другой способ заземления экрана — подключение с одного конца. В таком случае на оставшемся свободным окончании кабеля наводится чрезмерно большое напряжение. Это требует подключения разрядников или ограничителей перенапряжения (ОПН). Их рекомендуется использовать на 6 кВ. Перед испытанием линии все ОПН придется отключать, что крайне неудобно на длинных трассах.

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.

Особенности конструкции

Варианты исполнения

К ним можно отнести ТУ 3530-001-42747015-2005 года, действующие совместно с техническими рекомендациями МЭК 60502-2.

Специфика конструкции кабелей СПЭ проявляется в следующих основных моментах:

Эти изделия могут выпускаться как в одножильном, так и в более сложном – трёхжильном исполнении;
Для получения нужного количества линий из трёх одножильных кабелей делается плотная скрутка, помещаемая в одну общую изоляцию;
Второе из этих исполнений предполагает выпуск готового трехжильного кабеля с общим металлизированным экраном в наружной бронированной оболочке.

Разновидности кабелей из СПЭ

К особенностям их конструкции также следует отнести:

Наличие специальных элементов герметизации, создающих надёжное препятствие на пути распространения влаги вдоль по токопроводящей жиле, а также в зоне металлической оболочки;
Присутствие в ней хорошо защищённого экрана, сплетённого на основе медных проволочек и имеющего оговорённые в стандартах сечения;
Длительные сроки службы этих изделий при соблюдении правил эксплуатации и хранения, составляющие не менее 30 лет.

Устройство

Устройство одножильного кабеля

В его состав входят следующие обязательные элементы:

Алюминиевая, а иногда медная токопроводящая жила округлой формы, состоящая из большого количества уплотнённых проволочек (1);
Специальный экранный полупроводящий слой из СПЭ (2);
Изоляционная оболочка кабеля (3);
Экранная изоляция полупроводящая (4);
Отдельная прослойка из электропроводящей бумаги (5);
Оболочка-экран, набранная на основе медных проволок, поверх которых наложена лента из того же материала (6);
Промежуточный разделяющий слой из ткани с резиной (7);
Лента на основе полимера (8);
Наружная полиэтиленовая оболочка с повышенными прочностными показателями (9).

Поправочные коэффициенты на количество работающих кабелей и расстояние между ними (при расположении кабелей в плоскости)

расстояние между кабелями «в свету», мм	число кабельных линий
2	3	4	5	б
100	0,90	0,85	0,80	0,78	0,75
200	0,92	0,87	0,84	0,82	0,81
300	0,93	0,90	0,87	0,86	0,85

Допустимые значения тока кабеля в режиме перегрузки могут быть рассчитаны путем умножения значений длительно допустимых токовых нагрузок кабелей на коэффициент 1,23 (при прокладке в земле), на 1,27 (при прокладке на воздухе).

Допустимые токи односекундного короткого замыкания по жиле

номинальное сечение жилы, мм	допустимый ток односекундного короткого замыкания в кабеле, кА
с медной жилой	с алюминиевой жилой
50	7,15	4,70
70	10,00	6,60
95	13,60	8,90
120	17,20	11,30
150	21,50	14,20
185	26,50	17,50
240	34,30	22,70
300	42,90	28,20
400	57,20	37,60
500	71,50	47,00
630	90,10	59,20
800	114,40	75,20

Токи короткого замыкания рассчитаны при температуре жилы до начала короткого замыкания 90°С и предельной температуры жилы при коротком замыкании 250°С.

Предельная температура нагрева жилы при коротком замыкании по условиям невозгораемости кабеля — 400°С при протекании тока короткого замыкания в течении до 4 сек.

Токи короткого замыкания рассчитаны при температуре экрана до начала короткого замыкания 70°С и предельной температуры экрана при коротком замыкании 350°С.

Технология производства

Люди давно знали, что сшитый полиэтилен является отличным изоляционным материалом. Но полный потенциал данного изолятора раскрыли только недавно, так как технология применения в производстве провода была сильно недоработана.

Обычный термопластичный полиэтилен имеет множество недоработок и недостатков, если его использовать в производстве кабелей. Критическая температура — +85 градусов. На пороге +85 он начинает плавиться и изменять свою форму. Изоляционные свойства резко снижаются.

Сшитый полиэтилен не начинает деформироваться даже при +135 градусах. Термит «сшивка» в этой отрасли на самом деле обозначает вулканизацию, то есть нагрев до предельной для материала температуры. В структуре происходят связи на молекулярном уровне. Образуется сетка, благодаря которой у материала появляется термоустойчивость, повышенная прочность, а также повышенная электроизоляционная характеристика.

Производство кабелей из сшитого полиэтилена

Химически сшитый полиэтилен состоит из тех же молекул что и обычный. Однако между ними формируются дополнительные связи атомов углерода. Данная реакция осуществляется с помощью двух методов:

Радиационный. Наиболее дешевый способ производства. Исходное сырье облучается жесткими гамма-лучами. В результате образуются новые химические связи между молекулами. Однако полученный на выходе проводник обладает остаточной радиацией. Поэтому такой метод используют крайне редко.
Химический. Менее опасный. Делится на два подвида: пероксидная и силановая сшивка.

Пероксидный метод более эффективен. Сшивается до 85% молекул. В качестве реагента выступает перекись водорода. Реакция осуществляется при температуре 200°C.

Силановый метод позволяет сшить до 70% молекул этилена. В реакции используются катализаторы и вода. Силаны — это соединения кремния с водородом.

Производство кабелей из сшитого полиэтилена

Радиационный. Наиболее дешевый способ производства. Исходное сырье облучается жесткими гамма-лучами. В результате образуются новые химические связи между молекулами. Однако полученный на выходе проводник обладает остаточной радиацией. Поэтому такой метод используют крайне редко.
Химический. Менее опасный. Делится на два подвида: пероксидная и силановая сшивка.

Силовые кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена

Повышенная пропускная способность, ставшая возможной благодаря возрастанию величины допустимой температуры кабельной жилы. При этом допустимые величины нагрузочных токов могут быть выше, чем у кабелей с аналогичными параметрами 15-30%;
Нет нужды в дополнительной оболочке из металла, поскольку устойчивость к влаге достаточно высока;
Обеспечен гораздо более высокий ток температурной устойчивости при коротком замыкании;
Снижены диэлектрические потери и повышены электрические изоляционные параметры;
Не требуется предварительный прогрев кабелей при их прокладке в условиях низких температур (до -20С);
Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена обладает меньшей массой и габаритными размерами.

Учитывая все эксплуатационные характеристики суммарно, силовые кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена более надежны, эффективны и экономичны, поскольку требуют на монтаж, содержание и реконструкцию кабельных линий меньших расходов. В ведущих странах мира кабели такого типа эксплуатируются уже более 40 лет, и полностью оправдали свое применение на практике. К примеру, у кабелей с изоляцией из СПЭ процент электрических пробоев меньше, чем у кабелей с изоляцией из БПИ на 2-3 порядка.

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена (алюминиевый)

АПВВГнг АПвБП 10 АПвПу АПвВнг-LS АПвБП АПвзБбШп АПвБбШвнг АПвПуг АПвВнг-LS (10 кВ) АПвБПг АПвКаП АПвКШп АПвПуг (20 кВ) АПвВнг-LS (20 кВ) АПвБбШп АПвП 10 АПвБШп АПвПу2г АПвВГнг-LS АПвБбШв АПвПг 10 АПвБШв АПвПу2г (20 кВ) АПвБВ АПвБбШнг АПвПу 10 АПвБШнг(А)-LS АПвП2г АПвБВнг АПвБбШнг-LS АПвПуг 10 АПвБШвнг АПвВ АПвБВнг-LS АПвПТи АПвПу2г 10 АПвП АПвВГ АПвБВнг-LS (6 кВ) АПвПу2гж АПвВнг 10 АПвПг АПвВнг АПвБВнг-LS (10 кВ) АПвБШвнг-ХЛ АПвБВнг 10 АПвПг (20 кВ) АПвВнг (20 кВ) АПвКП2г Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена (медный)

ПвБШвнг-LS	ПвП 10	ПвБШвнг(А)	ПвП	ПвБбШнг
ПвБВнг	ПвПу2г 10	ПвВГ	ПвПг	ПвБВ
ПвБбШнг-LS	ПвБВнг-LS 10	ПвВГнг	ПвП2г	ПвБВнг-LS
ПвБП	ПвБбШп-ХЛ	ПвВнг-LS	ПвПу	ПвБВнг-ХЛ
ПвБПг	ПвКШп	ПвВГнг-LS	ПвПу2г	ПвВГЭ
ПвзБбШп	ПвБШв	ПвВ	ПвПуг	ПВБбШвнг-LS
ПвВнг-LS 10	ПвБШп	ПвВнг	ПвБбШп
ПвВнг 10	ПвПу2гж	ПвВнг-ХЛ	ПвБбШв

Предлагаем Вашему вниманию запатентованные проектные и монтажные решения для открытой прокладки и крепления силовых кабелей от 0,4кВ до 220кВ.

Данные новейшие системы позволяют эффективно использовать существующее пространство, увеличить наполненность кабельных сооружений, обеспечивают прочное крепление кабелей и их сохранность при аварийном режиме, позволяют увеличить срок службы кабельных линий и существенно снизить объем необходимых затрат при прокладке кабеля и последующем обслуживании кабельных линий. Полностью соответствуют нормам проектирования Министерства энергетики Республики Беларусь по прокладке кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена пероксидной сшивки (ТКП 611-2017 (33240)), На сегодняшний день данную продукцию уже используют крупнейшие предприятия энергетического, нефтедобывающего, металлургического и химического комплексов России, СНГ и Беларуси

Также хотим обратить Ваше внимание, что наши системы прокладки и крепления кабеля уже прошли конкурсный отбор и применяются при строительстве Белорусской АЭС, что говорит о соответствии высоким требованиям безопасности при монтаже и последующей эксплуатации. Наша продукция была одобрена к применению, в том числе, и при строительстве олимпийских объектов в Сочи, космодрома «Восточный», ПАО «Уралкалий» и мн

др

др. Мы готовы оказать информационную и техническую поддержку еще на стадии проектирования — от адаптации проекта до проектирования кабельных линий «с нуля»

Обязательно обратите внимание на видеоматериалы на канале YouTube: https://www.youtube.com/watch?v=pcsB-21YZ6I — Системы прокладки и крепления кабеля https://www.youtube.com/watch?v=2TJV7tChrYk — Испытания узлов крепления серии УКР и УК на электродинамическую стойкость к токам КЗ

Отправить запрос

вернуться