Изоляция спэ – свойства, виды и применение 2019

Содержание

свойства, виды и применение 2019

Кабель с изоляцией из сшитого полиэтиленаСшитый 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:

Показатели СПЭ (PEX)-изоляция Масляная изоляция ПВХ-изоляция
Наибольшая температура, которую материал может выдерживать длительное время, 0C 90 85 70
Аварийно возможная температура, 0C 130 90 80
Максимум возможной температуры при коротком замыкании, 0C 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 0C) 2,4 3,3 3,5
Диэлектрические потери при нормальной температуре (+20 0C) 0,001 0,004 0,02

ИНТЕРЕСНО! Нижний температурный предел использования сшитого полиэтилена без изменения его диэлектрических и прочностных характеристик равен -500C, что выгодно отличает его от других полимеров (ПВХ, полипропилен), температурный диапазон эксплуатации которых начинается лишь с -15 0C.

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 0C 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:

  • PEXb – полиэтилен, «сшитый» химическим силановым (или силанольным) способом. В его производстве используются вещества кремневодороды, которые с повышением температуры до 80-90 0C участвуют в гидролизе, связывая боковые ответвления полимерных макромолекул. Сравнительно дешевый метод, дает около 65 % сшивки. Был очень распространен на начальном этапе использования полиэтилена в качестве кабельной изоляции, но давал неравномерность распределения свойств по всему объему.
  • PEXa «сшивается» в присутствии перекиси водорода, из-за чего называется «пероксидным», при повышении температуры до 400 0C и давления 8-9 атм. Такой метод модификации полиэтилена более сложный и дорогой, но дает до 80 % сшитых молекул и сравнительно равномерное распределение показателей по объему материала. Получил наибольшее применение как высоковольтная изоляция большой толщины.

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 мм2 и протекании тока напряжением до 550 кВ.

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

  • В полиэтиленовой (П) оболочке – для прокладки в помещениях и в воздухе,
  • В усиленной оболочке из полиэтилена (Пу) – для прокладки на сложных участках на поверхности земли,
  • В оболочке из ПВХ (В, ВГ) – для прокладки одиночной линии в местах, где исключены его механические повреждения (помещение и сухой грунт),
  • С защитой из ПВХ пониженной горючести (Внг, ВГнг) – для групповой прокладки,
  • С дополнительной герметизацией (г, 2г) – для прокладки в сырых местах, в земле с наличием грунтовых вод,
  • Бронированные металлической проволокой или лентой (Б) – в местах с вероятностью механических повреждений.

propolyethylene.ru

Кабель из сшитого полиэтилена - отличия, все характеристики, сечения, оболочка

кабель из сшитого полиэтиленаКабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), еще его называют кабель из вулканизированного полиэтилена, начал производиться более 20 лет назад. Сегодня такие кабеля приходят на замену кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией.виды кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена

В Европе уже практически все новые линии монтируются именно из СПЭ. При этом КЛ со свинцовой броней и вовсе запрещены. Мало того, их даже нельзя оставлять в земле. При ремонте они в обязательном порядке должны быть извлечены из грунта и утилизированы.

Как производится

схема производства кабеля с изоляцией из сшитого полиэтиленаСтруктура сшитого полиэтилена представляет из себя монолитную конструкцию, имеющую измененные электрические и физические характеристики обычного полиэтилена.

Например, если температура плавления обычного полиэтилена около 140 градусов, то у сшитого уже 250 градусов цельсия. Также и диэлектрическая проницаемость у нового материала в 15 раз меньше, чем у бумажно-пропитанной изоляции.структура сшитого полиэтилена

Кроме этого, СПЭ очень твердый материал. Он всего лишь на 5 единиц уступает по твердости стали.

Сшивка полиэтилена может происходить двумя способами:

  • радиационным – облучением жесткими гамма-лучами

способы сшивки полиэтилена при производстве кабеляХимический способ в свою очередь также делится на 2 вида:

  • пероксидная сшивка

Самый эффективный способ это облучение. Однако после такой обработки в кабеле остается большое количество остаточной радиации. Поэтому такой кабель опасен для обычной эксплуатации.

Силановая сшивка происходит после наложения изоляции на токоведущую жилу, путем помещения в раствор солей кремниевой кислоты. А вот при пероксидной, наложение изоляции и сшивка происходят одновременно.методы производства кабеля СПЭ

Одним из главных преимуществ пероксидной сшивки является то, что она делается при помощи катализатора – перекиси дикумила. При механической обработке, например снятии или просто распиливании изоляции у такого кабеля, сразу появляется резкий специфический запах.

Этот запах не переносят ни грызуны, ни насекомые.

А значит, такой кабель из сшитого полиэтилена, можно спокойно выбирать для прокладки в подвальных помещениях.

При этом не боясь, что его погрызут мыши или крысы.кабель из сшитого полиэтилена не боится мышей и грызунов

Изначально после сшивки, в изоляции кабеля находится метан. Поэтому его необходимо выдержать в специальной камере под давлением с температурой 70-80 градусов, чтобы удалить все газы.

Если кабель не качественный, то при монтаже муфт на КЛ из СПЭ возможны возгорания, именно из-за воздействия пламени горелки и метана выделяющегося из оболочки.установка муфты на кабель из СПЭ сшитый полиэтилен

При производстве продукции особое внимание уделяется сверхвысокой чистоте полиэтилена. Допускается наличие примесей размером в 5 кубических микрон на 1см3. Это примерно как поместить один теннисный мячик в большом спортзале.

конструкция кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена в разрезеПо конструкции кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена чем-то напоминают кабели с отдельно освинцованными жилами. Например БМПИ до 35кв: кабель с отдельно освинцованными жилами 35кв в разрезе3

Здесь присутствует токоведущая жила круглой формы, на которую нанесен изолирующий слой. А поверх этого слоя идут дополнительные защитные слои.

Ранее, для высокого напряжения использовались и используются маслонаполненные кабели:маслонаполненный кабель низкого и высокого давления 35кв

  • и высокого давления

маслонаполненные кабели низкого и высокого давления в разрезеОднако затраты на эксплуатацию таких сетей очень большие. Практически за 10 лет работы требуется затратить столько же денег, сколько стоит сама кабельная линия.муфты на кабелях низкого и высокого давления

Конструкция кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена единообразна для всех напряжений 6-10-35-110кв до 500кв включительно. Разница заключается в толщине основной изоляции.

  • для 6-10кв – 3,4мм
  • для 20кв – 5,5мм
  • для 110кв – 15мм
  • для 500кв – 42мм

Технические характеристики кабелей СПЭ

Маркировка и обозначение букв в названии кабеля СПЭ: маркировка и обозначение букв в названии кабеля из сшитого полиэтилена

расшифровка марки кабеля из сшитого полиэтилена

Сравнительные характеристики кабеля с СПЭ изоляцией 6-35кв и кабелей с бумажной изоляцией: сравнительные характеристики кабелей с СПЭ изоляцией и с бумажной изоляцией

Таблицы технических характеристик для кабелей из сшитого полиэтилена на 6-10кв, 20кв, 35кв, 110кв, 220кв (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

Трехфазные кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена

трехфазный кабель с изоляцией сшитого полиэтиленаВ 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.трехфазный кабель СПЭ с секторными жилами

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

трехфазный кабель их трех однофазных не предназначен для прокладки в землеПри 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)

виды трехфазных и одно фазных кабелей с изоляцией из сшитого полиэтиленаПриходится 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.

Статьи по теме

domikelectrica.ru

СПЭ-кабели, применение с изоляцией из сшитого полиэтилена

Практически любое эксплуатирующее электрические сети предприятие на напряжение 6, 10 кВ и выше, имеет дело с силовыми кабельными линиями. В целом КЛ имеют немало достоинств перед ВЛ: они имеют меньшие габариты, безопаснее, более надежны и удобны в эксплуатации. И это одни из основным причин, почему большая часть электрических сетей городов и крупных промышленных предприятий состоит из кабельных линий электропередач.

 

Большая часть кабелей проложенных в России и странах СНГ – имеют пропитанную бумажную изоляцию, и их конструкция, практически, остается неизменной в течение уже нескольких десятилетий. Эти кабели имеют множество недостатков: ограничения по разности уровней прокладки, частую повреждаемость, невысокая технологичность монтажа муфт, ограничения по передаваемой мощности.

Во времена отсутствия реальной альтернативы кабелям с бумажной изоляцией оставалось мириться с их слабыми местами и принимать дополнительные меры для обеспечения надежности электроснабжения потребителей и нагрузочных требований. Создавались резервирующие линии, прокладывали параллельные кабели, и, естественно, это приводило к существенному усложнению схемы электрической сети и росту капитальных вложений в сеть. С другой стороны, частая повреждаемость КЛ требовала наличия в штате квалифицированных специалистов по испытанию и отысканию мест повреждений в кабельных линиях, по ремонту кабельных линий, проведению земляных работ.

СПЭ-кабель

Эту ситуацию могло изменить только существенное изменение устройства кабелей, что и случилось с началом промышленного изготовления кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ). Кабели с СПЭ изоляцией не имеют многих недостатков характерных для кабелей с бумажной изоляцией, поэтому их применение позволяет решить многие назревшие проблемы по надежности электроснабжения, упрощения и оптимизации схемы сети, снижению расходов на реконструкцию и эксплуатацию кабельных линий.

Своими уникальными характеристиками СПЭ-кабели обязаны применяемому в них изоляционному материалу. На современных предприятиях производящих кабели процесс сшивки или вулканизации производится в среде нейтрального газа при высоком давлении и температуре. Такой способ вулканизации делает возможным получать достаточную степень сшивки по всей толщине изоляции и обеспечить отсутствие воздушных включений. Поперечные связи, образующиеся в процессе сшивки между молекулами полиэтилена, в основном и определяют характеристики нового материала. Кроме высоких диэлектрических свойств, это и больший, чем у других кабельных изоляционных материалов диапазон рабочих температур, и отличные механические свойства. Так, в нормальном режиме для сшитого полиэтилена допускается температура 90°С, в кратковременном режиме (протекание токов КЗ) 250°С, прокладка и монтаж КЛ могут проходить при температуре до –20°С. При этом монтаж кабелей допускается с радиусом изгиба до 7,5 наружных диаметров.

Однако основное преимущество СПЭ-кабелей перед бумажными – это их низкая повреждаемость. К сожалению, из-за недостаточного опыта эксплуатации, отсутствует достоверная информация о количестве повреждений таких кабелей в РФ. Согласно зарубежных данных, процент электрических пробоев СПЭ-кабелей на десятки и даже сотни раз ниже, чем на кабелях с бумажной изоляцией.

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 3x240 - 10 кВ Одножильный кабель с СПЭ изоляцией, ЗхАПвП 1x185/25-10 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 3x240
Одножильный кабель
с СПЭ изоляцией,
3хАПвП 1x500 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 2x7050 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 1x150/25 - 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.

Исходя из приведенного выше сравнения можно определить области, где применение СПЭ-кабеля может быть наиболее целесообразно и даст наибольший эффект.

  • исходя из стоимости, это уровни напряжений 15,20,35 кВ, где даже первоначальные капитальные затраты на кабель будут ниже.
  • при необходимости передачи большой мощности. Классическим примером может послужить вывод мощности от генератора на шины РУ тепловой электростанции. Несколько таких проектов уже были реализованы на российских предприятиях. При этом в качестве альтернативы рассматривались сооружение медного шинопровода, прокладка 8–12 бумажных кабелей или нескольких кабелей с СПЭ изоляцией сечением 630 или 800 мм2. Как показывает практика, применение полиэтиленовых кабелей позволяет достичь экономии не только за счет кабельных линий, но и за счет уменьшения затрат на строительную часть. При обслуживании затраты на содержание полиэтиленового кабеля минимальны.
  • СПЭ кабель поможет выйти из ситуации, когда кабель с бумажной изоляцией даже максимального сечения не проходит по пропускной способности. Так как пропускная способность полиэтиленового кабеля выше и максимальное сечение жилы может достигать 800 мм2. целесообразней использовать один кабель большого сечения. Это касается и случаев прокладки «спаренных» кабелей, когда взамен 2–х кабелей 240 мм2. целесообразней проложить 1 кабель сечением 500 мм2.

Еще одним случаем обязательного применения полиэтиленовых кабелей является наличие большой разности уровней по трассе прокладки. При использовании бумажно-масляных кабелей происходит осушение изоляции кабелей в высоких точках, что может повлечь за собой пробой. При этом даже небольшая разность уровней прокладки может стать причиной многочисленных повреждений на кабельных линиях. В качестве показательного примера можно привести ситуацию на одном из нефтехимических предприятий в Сибири, где находятся в эксплуатации большое количество бумажно-масляных кабелей 35 кВ. При заходе кабельных линий на подстанцию перепад уровней составляет 10–15 м. Несмотря на нестекающую изоляцию кабелей, каждая кабельная линия на подстанции повреждалась по несколько раз, в результате практически на каждой фазе были установлены соединительные муфты.

Для исключения случаев пробоя бумажных кабелей и обеспечения надежности электроснабжения руководством энергетического комплекса предприятия было принято решение о замене концевых участков кабельных линий на кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена.

  • использование кабелей с СПЭ изоляцией необходимо при особых требованиях к надежности электроснабжения, так как повреждаемость СПЭ-кабелей чрезвычайно мала.
  • при наличии требований по нераспространению горения, рекомендуется применять кабели с оболочкой из поливинилхлорида пластиката пониженной горючести, который прошел соответствующие испытания и имеет сертификат на соответствие нормам пожарной безопасности.

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.

В КОМПАНИИ  ООО"КОРОПОРАЦИЯ "ЭНЕРГОСВЯЗЬКАБЕЛЬ" Вы всегда можете получить бесплатную консультацию по вопросам кабельной продукции, провода.

eskab.ru

Преимущества кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена

Мировые тенденции развития кабельных энергораспределительных сетей среднего напряжения в течение последних десятилетий направлены на внедрение кабелей с теплостойкой экструдированной изоляцией (сшитый полиэтилен и этилен-пропиленовая резина) и замену ими кабелей с бумажной пропитанной изоляцией. В настоящее время в промышленно развитых странах Европы и Америки практически 100% рынка силовых кабелей занимают кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена. Переход от кабелей с бумажной пропитанной изоляцией (БПИ) к кабелям с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), связан со всё возрастающими требованиями эксплуатирующих организаций к техническим параметрам кабелей. В этом отношении преимущества кабелей из СПЭ очевидны.

Перечислим только некоторые из них:

  • высокая пропускная способность;
  • низкий вес, меньший диаметр и радиус изгиба;
  • низкая повреждаемость;
  • полиэтиленовая изоляция обладает малой плотностью, малыми значениями относительной диэлектрической проницаемости и коэффициента диэлектрических потерь;
  • прокладка на сложных трассах;
  • монтаж без использования специального оборудования;
  • значительное снижение себестоимости прокладки.

Применение данных кабелей по сравнению с традиционными в поливинилхлоридной изоляции позволяет:

  • Использовать жилы меньшего сечения для передачи равного потока;
  • Увеличить длительно допустимую температуру нагрева жил кабелей до 90°С;
  • Увеличить длительно допустимую температуру нагрева жил кабелей при коротком замыкании до 250°С.

Своими уникальными свойствами кабели с изоляцией из СПЭ обязаны применяемому изоляционному материалу. Полиэтилен в настоящее время является одним из наиболее применяемых изоляционных материалов при производстве кабелей. Но изначально термопластичному полиэтилену присущи серьезные недостатки, главным из которых является резкое ухудшение механических свойств при температурах, близких к температуре плавления. Решением этой проблемы стало применение сшитого полиэтилена.

Термин «сшивка» подразумевает обработку полиэтилена на молекулярном уровне. Поперечные связи, образующиеся в процессе сшивки между макромолекулами полиэтилена, создают трехмерную структуру, которая и определяет высокие электрические и механические характеристики материала, меньшую гигроскопичность, больший диапазон рабочих температур.

Конструкция кабелей с изоляцией из СПЭ значительно отличается от традиционных кабелей с бумажной изоляцией. Кабели выпускаются с многопроволочной круглой медной или алюминиевой жилой, 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.

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, используется два разделительных слоя водоблокирующих лент под и поверх медного экрана, накладываемых с перекрытием. При прокладке кабеля в кабельных сооружениях применяется оболочка из ПВХ-пластиката пониженной горючести.

По сумме факторов, кабели с изоляцией из СПЭ более надежны в эксплуатации, требуют меньших расходов на монтаж, реконструкцию и содержание кабельных линий. Это подтверждено почти сорокалетним опытом эксплуатации таких кабелей в большинстве промышленно развитых стран. Например, по данным зарубежных источников, процент электрических пробоев кабелей с изоляцией из СПЭ на два-три порядка меньше, чем у кабелей с БПИ.

Применение кабелей с изоляцией из СПЭ на напряжение 6-10 кВ позволяет решить многие проблемы по надежности электроснабжения, оптимизировать, а в некоторых случаях даже изменить традиционные схемы сетей Сейчас в США и Канаде доля кабелей с изоляцией из СПЭ составляет 85%, в Германии и Дании — 95%, а в Японии, Франции, Финляндии и Швеции в распределительных сетях среднего напряжения используется только кабель с изоляцией из СПЭ.

Первым российским производителем кабеля с СПЭ-изоляцией стал Пермский ОАО «Камкабель». В настоящий момент, завод является обладателем новейшего оборудования для производства силовых кабелей из сшитого полиэтилена . Производственный корпус общей площадью 1700 кв.м , оборудован высокотехнологичным оборудованием для вулканизации полиэтиленовой изоляции в азотной среде английской фирмы «PROTON». Расчетная максимальная скорость линии — 50 м/мин. Новое оборудование позволяет выпускать силовые кабели с изоляцией из СПЭ на напряжение 6, 10, 20, 35 кВ в оболочке их полиэтилена и ПВХ-пластиката и в исполнении «нг- LS», сечением от 35 до 800 мм2 (алюминиевая жила), от 25 до 630 мм2 (медная жила). На складе ООО «МИКО ГРУПП», расположенном в максимально удобном для клиентов месте, всегда есть полный ассортимент продукции, производимой заводом, так же имеется возможность изготовления более 3000 наименований под заказ. И если ваша фирма идет в ногу со временем, использует новейшие технологии прокладки кабеля, фирма «МИКО Групп» готова полностью удовлетворить вашу потребность в кабельно-проводниковой продукции.

Алексей Овчинников,
ООО «МИКО ГРУПП».

www.elec.ru

Кабели из сшитого полиэтилена - преимущества, расшифровка

Применять кабели из сшитого полиэтилена (КСПЭ) в мире начали с 1970-х годов 20 века. С тех пор у стран запада накопился опыт в их эксплуатации, испытаниях и монтаже. В странах, где понимают буквы, которые я пишу, использовать данный тип кабелей стали относительно недавно, вследствие чего существует множество вопросов и необходимость раскрыть эту тему подробнее.

Плюсы и минусы кабелей из сшитого полиэтилена

Массовое внедрение КСПЭ вместо маслонаполненных и кабелей с пропитанной бумажной изоляцией связано во первых с более высокими характеристиками новых кабелей и во-вторых с высоким показателем отказов старых кабелей. Показатель отказов характеризуется количеством пробоев изоляции на сто километров. Сам встречал ситуации, когда кабель представляет из себя сплошные муфты, которые ставят после очередного пробоя, а количество муфт растет с каждым новым повреждением. Чем же так хороши КСПЭ.

преимущества кабеля из сшитого полиэтилена над КПБИ

  • низкая удельная повреждаемость
  • По статистическим данным использования этих кабелей в Германии на напряжении 6-35кВ по сравнению с кабелями пропитанной бумажной изоляцией (КПБИ), показатели повреждения у КСПЭ в два-три раза ниже чем у их бумажных “коллег”. Это в свою очередь снижает затраты на капремонты КЛЭП.

  • меньшая емкость
  • По сравнению с КПБИ, емкость у КСПЭ меньше на 17%, что означает меньший емкостной ток замыкания на землю, да и меньше разряжаться будет такой кабель после испытаний.

  • большая пропускная способность
  • Для прохождения больших токов нагрузки у кабеля из сшитого полиэтилена требуется меньшее сечение жил. А допустимая рабочая температура жил составляет 90 градусов, против 70-ти у КПБИ.

  • меньший вес
  • Это упрощает прокладку и монтаж данного кабеля.

  • отсутствие масла и разного рода жидкостей

    Здесь сразу множество плюсов. Это и возможность прокладки на разных уровнях, более легкие условия монтажа и установки муфт, отсутствие течи масла, что благоприятно сказывается на окружающей среде.

  • большая строительная длина
  • Этот показатель определяется длиной кабеля в барабане, чем он больше, тем меньше нужно муфт при прокладке. Однако, не всегда это хорошо, ведь, бывает, нужно 60 метров, а минимум в барабане 300м, но это уже лирика.

  • высокая морозоустойчивость
  • Кабели позволяют производить прокладку без подогрева при температурах до -20 градусов, что несомненно относится к преимуществам.

  • при прокладке в воздухе допускают протекание большего тока, нежели под землей

Недостатки кабеля из сшитого полиэтилена

  • отсутствие многолетних данных эксплуатации
  • В ходе эксплуатации могут возникать дефекты и факты, для устранения которых потребуются затраты при последующем проектировании кабелей. В случае со старыми типами кабелей, как говорится, все учтено. Однако, с каждым годом актуальность данного пункта будет уменьшаться.

  • высокая стоимость
  • Высокая стоимость обусловлена сложность самого процесса производства. Однако это может измениться, вопрос когда?

  • потери в кабеле из сшитого полиэтилена
  • Из-за возможности пропускать ток большей величины и большей возможной рабочей температуры (90 градусов) увеличивается активное сопротивление и связанные с этим потери активной мощности. При присутствии же реактивной нагрузки все еще хуже, потому что одножильные КСПЭ имеют большее индуктивное сопротивление чем трехжильные КБПИ, а следовательно и потери реактивной мощности. При прокладке КСПЭ в линию их индуктивное сопротивление примерно в 1,6 раз больше, чем при прокладке “треугольником”.

  • ток в экране одножильного кабеля
  • Возникающий в экране одножильного кабеля ток при прокладке трех жил достигает величин равных току жилы. Для уменьшения величины этого тока рекомендуют производить транспозицию экранов. Экранов!, а не кабелей.

Существенных недостатков не выявлено, а вот достоинств хоть отбавляй. Отсюда приходим к выводу, что КСПЭ высоконадежные элементы энергосистемы, внедрение которых идет на пользу надежности и долговечности работы электросетей.

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.

Как испытать кабель из СПЭ

В реалиях устанавливающейся эксплуатационной практики, нормы и объем испытаний определялись заводами-изготовителями продукции. Однако, в последних редакциях норм объема испытаний электрооборудования в Беларуси, например, установлены следующие нормы высоковольтных испытаний:

  • испытание жил переменным напряжением частотой 0,1 Гц в течение 15 минут трехкратным номинальному напряжению. То есть для 6-18, для 10-30 и так далее.
  • испытание оболочки выпрямленным напряжением 10 кВ в течение 600 секунд, или 10 минут. Это напряжение прикладывается между металлическим экраном и заземлителем.

Для испытаний используют специальные высоковольтные установки для подачи переменного напряжения малой частоты. Об этом напишу отдельный материал. ну и естественно до и после испытаний мегаомметром испытываем кабель на 2500В.

По запросу у заводов-изготовителей можно узнать данные емкостей, сопротивлений активных и индуктивных. Активное сопротивление может изменяться в зависимости от сечения от 0,01 до 0,4 Ом/км, индуктивное (в зависимости от сечения для класса напряжения 6-35кВ) - от 0,08 до 0,2 Ом/км.

Радиус изгиба кабелей из сшитого полиэтилена должен быть не менее 15 наружных диаметров кабеля для напряжения до 35кВ и двадцати диаметров для напряжения 110-220кВ.

Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями



Последние статьи


Самое популярное

как выбрать трансформатор тока

pomegerim.ru

Прокладка кабеля из сшитого полиэтилена: описание и особенности

Прокладка новых электрических сетей в России или замена старых линий всё чаще осуществляется с использованием более дорогостоящих, но надёжных материалов. Таким является кабель из сшитого полиэтилена – пришедший на смену проводам с пропитано-бумажной или свинцовой защитой. Современные технологии позволили использовать пластик в качестве обмотки благодаря «сшивке» или «вулканизации». Обработка на макромолекулярном уровне позволяет сохранять все характеристики полиэтиленовой обмотки и значительно расширить диапазон температур до 130 С.

Кабель из сшитого полиэтилена

Преимущества

Полиэтиленовая защита силового кабеля по суммарным показателям более надёжна в любых условиях. Высокая стоимость окупается меньшими затратами на монтаж, реконструкцию и обслуживание, имеет более низкие диэлектрические потери – коэффициент составляет всего 0,001. История эксплуатации кабеля из сшитого полиэтилена насчитывает порядка 40 лет – за всё это время количество пробоев зарегистрировано на 50 % меньше, чем у аналогов с БПИ.

Среди других преимуществ:

  • хорошая влагостойкость, как следствие высокого качества герметизации;
  • устойчивость к повреждениям;
  • небольшой вес, сечение и радиус – всё это значительно упрощает монтаж на сложных участках;
    увеличена пропускная способность до 90 С; а при перегрузке — до 130 С;
  • при коротких замыканиях имеет более высокую допустимую термическую устойчивость – для кабеля из СПЭ это 250 С;
  • в пределах одной магистрали не ограничиваются уровни прокладки; экологическая безопасность продукции.
  • Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена наделён уникальными характеристиками как общего, так и индивидуального характера, в зависимости от метода изготовления.

Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена в разрезе

Кабель из сшитого полиэтилена – это материал будущего, поэтому сегодня наблюдается массовый переход на использование этой продукции за рубежом и в России. Конечно, главное преимущество – это надёжность и отсутствие вреда для окружающей среды. В изделиях СПЭ отсутствуют жидкие включения, что позволяет обеспечивать прокладку линий абсолютно на любых объектах и осуществлять дальнейшую эксплуатацию практически без обслуживания.

Маркировка кабеля из сшитого полиэтилена

Приобретая кабель из сшитого полиэтилена необходимо учитывать цели, сферу, условия использования и способы укладки. Для идентификации используется маркировка – буквенные и цифровые обозначения помогут сориентироваться в широком ассортименте кабельной полиэтиленовой продукции. Буквенные сокращения «Пв» применяются для обозначения всех типов кабеля из СПЭ. Первая буква шифра обозначает материал жил – А – алюминий (при использовании меди буква не ставится).

Как пример: изделия АПвП означает алюминиевый кабель с изоляцией жил из сшитого полиэтилена с оболочкой из полиэтилена – на тип оболочки указывает последняя буква.

Области применения

Кабель СПЭ 1кв 10кв 35кв 110кв

Область применения кабеля из сшитого полипропилена практически не ограничена, но имеет чёткое разделение по типу изделий, мощности и монтажу:

  1. служат для прокладки линий в любом грунте, при условии, что есть защита от механических повреждений;
  2. используются для монтажа сетей под водой, в болотах, солончаках и на участках земли, где есть опасность электрокоррозии;
  3. применяются для укладки в местах, где не исключено механическое воздействие и (или) растягивание;
  4. эксплуатируются на участках трассы со сложным рисунком, в сырых или часто затапливаемых местах, а так же по воздуху.

Кроме того, кабель СПЭ выбирают для проведения электричества в производственные помещения и прокладки в кабельных сооружениях. Специальные типы изделий выпускаются как малогорючие, что позволяет эксплуатировать их в стационарных электроустановках, промышленных и общественных сооружениях. Везде, где действуют разрушающие газовоздушные среды.

Устройство и конструкция

Кабель из сшитого полиэтилена выпускается в одно- и трёхжильной конструкции, последняя используется для работы под напряжением до 35 кВ. Оптимальное устройство и надёжная герметизация обусловлены способом изготовления. Система состоит из нескольких слоёв в зависимости от исполнения.

Нормы испытаний кабелей из сшитого полиэтилена

В производстве кабельной продукции СПЭ используется радиационный метод, где вулканизация происходит путём воздействия гамма-лучами и химический способ, который, делится на два типа:

  • Силановая сшивка – когда изоляция накладывается на токопроводящую жилу в растворе солей кремниевой кислоты.
  • Пероксидная – это параллельный процесс сшивки и наложения изоляции при помощи перекиси дикумила.

Последний вариант обработки позволяет использовать силовые кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена в подвальных помещениях, где есть насекомые или грызуны. При нарушении изолирующего покрытия появляется острый запах, который отпугивает вредителей.
Наружный диаметр и вес кабелей

Наружный диаметр кабеля из СПЭ зависит от внутреннего сечения жил, их типа и толщины защитного слоя. Для производства кабельной продукции из сшитого полиэтилена используются проводник круглого сечения и сектор. При одинаковом диаметре, изделия с алюминиевыми жилами легче медных. Для расчёта массы используются показатели веса 1 километра изделия.

Кабель из сшитого полиэтилена: варианты прокладки

Кабель из сшитого полиэтилена может быть поврежден по ряду разных причин

Прокладка кабеля из сшитого полиэтилена осуществляется в грунтах различного типа, в кабельных объектах, туннелях и галереях, в блоках и трубах, по воздуху, воде и в помещениях. По стенам и кабельным шахтам или стволам. В зависимости от класса, изделия предназначены для использования в умеренном, холодном и тропическом климате, на высоте до 4 тыс. 300 м. над уровнем моря.

Кроме вышеперечисленных моментов, сфера использования включает в себя эстакады, мосты, пожароопасные и взрывоопасные зоны различных категорий. Кабель СПЭ рекомендован к монтажу для снабжения электроустановок и трасс любой конфигурации.

Ёмкость кабеля

Параметры ёмкости у кабелей СПЭ по средним показателям ниже на 17 % чем у изделий бумажно-масляной изоляцией. Например, для одножильного варианта с сечением 50-240 мм, ёмкость равна 0,23-0,41 мкФ/км. Использование продукции со сшитой изоляцией позволяет значительно снизить ёмкостные токи замыкания на землю.

Кабель СПЭ с ПВХ оболочкой

Силовые кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена могут выпускаться с оболочкой из ПВХ. основное назначение этих изделий – транспортировка электричества в установках стационарного типа. Их отличает широкий диапазон эксплуатации. Рабочее напряжение составляет 0.66, 1.0 и 6,0 кВ, частотой 50 Гц. ПВХ защита позволяет эксплуатировать такие изделия во влажном и жарком климате, такие сети устойчивы к появлению и развитию плесени.

Кабели силовые с изоляцией из сшитого полиэтилена, на напряжение 10, 20, 35 кВ

Линейка продукции с обозначением «НГ» и «НГ-LS» обладают повышенной пожаробезопасностью при групповой прокладке. Допустимая температура длительного нагрева составляет до +70 С, а возможность эксплуатации в аварийном режиме достигает 8 часов. За весь срок службы (30 лет) экстренные периоды ограничены сроком в 1000 часов.

Марки кабеля более 1 кВ

Кабель из сшитого полиэтилена чаще используется для прокладки магистралей более 1 кВ – на 6,10, 35,110 и более кВ.

Среди популярных марок таких изделий:

  • АПвП, ПвП – для укладки в грунт;
  • АПвПу, ПвПу – с повышенной защитой для трасс со сложной конфигурацией;
  • АПвПг, ПвПг – для монтажа в траншеях с повышенной влажностью;
  • АПвПуг-10 –трёхфазный кабель с усиленной оболочкой и герметизирующим слоем под экраном.

Особенностью кабеля СПЭ более 1 кВ является наличие специальных добавок в токопроводящий слой, защищающий жилу. В числе которых, в качестве полупроводника, используется сажа, которая позволяет выровнять электромагнитное поле и исключить появление частичных разрядов между жилой и изоляцией. Такой слой накладывается и поверх основной изоляции.

Нормы намоток кабелей на барабаны

Подготовка барабанов с кабелем

Для хранения и транспортировки кабеля предназначены специальные барабаны, которые изготавливают из дерева и реже из металла, диаметром 1800, 2200, 2600, 3000 или 3200 мм. Максимальная длина кабеля сечением жилы 800 мм2 составляет 250 метров на деревянном барабане № 18; 500 метров на № 22 и 700 метров на металлической основе № 22. На таблице представлены показатели для барабанов №№ 26, 30 и 32.

Нормативная длина намотки кабеля СПЭ

Диаметр кабеля

 в мм

Тип барабана

26

30

32

60
70
80
90
100
110
120

1220
900
690
545
440

1800
1325
1015
800
650
535
450

2050
1510
1155
915
740
610
515

Заключение

Несмотря на растущую популярность, обобщённый опыт проектирования, установки и наладки кабеля из сшитого полиэтилена в России, как таковой отсутствует. Часто это приводит к проблемам на стадии монтажа и эксплуатации. Особенно это касается одножильных кабелей большого сечения и выбор правильного типа заземления. В некоторых случаях приходится менять большие участки или демонтировать всю линию.

Но выход есть всегда – производители готовы и с удовольствием оказывают профессиональные консультации на стадии выбора. Все российские бренды предлагают подробные инструкции и презентации, которые одержат максимально подробную информацию о продукции, инструкции и рекомендации. За помощью можно обратиться в серьёзную проектную организацию, авторитет которой подкреплён не только рекламой, но и опытом работы с кабелем СПЭ.

pauk.top

Кабели из сшитого полиэтилена 2019

Разделанный кабель из сшитого полиэтиленаПолиэтилен 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 0C. 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 0C, 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 0C (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 0C
  2. Стойкость к повышению температуры в аварийной ситуации до 130 0C
  3. Максимум возможной температуры жилы при коротком замыкании до 250 0C
  4. Допустимый ток короткого замыкания, действующий на площади 1 мм2:
    • Для жилы из меди - до 144 А,
    • Для алюминия – до 93 А.
  5. Диэлектрическая проницаемость изоляции при t0=20 0C – 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 мм2, 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 мм2, толщиной от 3,4 до 8,5 мм,
  • От 45-ти до 150-ти кВ, с площадью сечения от 70-ти до 2000 мм2, толщиной от 8,0 до 23,0 мм,
  • Для 220-ти и 330-ти кВ, с площадью сечения от 400 до 2000 мм2, 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 мм2, 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:

  • ПвВГ и АПвВГ – это медно-и алюминиевожильные (А) в СПЭ-изоляции, имеют оболочку из поливинилхлорида. Используются в виде одиночных линий при отсутствии вероятности механических повреждений. При прокладке нескольких линий требуют дополнительной огнезащиты.
  • ПвВГнг и АПвВГнг – те же, но здесь в качестве наружной оболочки применяется поливинилхлорид пониженной горючести. Такой кабель в дополнительной огнезащите не нуждается.
  • ПвБбШв и АПвБбШв – кабели с защитой из брони с дополнительной герметизацией. Используются для подземных однолинейных коммуникаций, не зависят от качества грунта, коррозионной активности среды и наличия грунтовых вод.
  • ПвБбШнг и АПвБбШнг – те же с герметизирующим слоем пониженной горючести. Используются для подземной групповой прокладки.

propolyethylene.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о