Новые типы низковольтных кабелей - Статьи :: Международный Электротехнический Журнал Электрик
Рубрика

Техника и технологии

Автор : В. Гаас
4945
Новые типы низковольтных кабелей

Одна из наиболее актуальных на сегодня проблем в отрасли кабельно-проводниковой промышленности – это несоответствие кабельных пластикатов современным требованиям. Причина – устаревшая техническая документация.

Дело в том, что в странах СНГ сейчас действует ГОСТ на кабельные пластикаты, который был введен еще в1972 году. Разумеется, за столько лет технические и экологические характеристики марок ПВХ пластикатов и их рецептуры претерпели значительные изменения.

Разработка нового ГОСТа на пластикаты ПВХ с учетом современных требований не только выведет отрасль на более качественный уровень, но и решит проблему соответствия отечественной продукции международным стандартам.

Требования к надежности и безопасности продукции все время растут. Это стимулирует производителей осваивать новые виды продукции, которые соответствуют современным требованиям.

Основными в развитии новой кабельной продукции стали такие направления:

  • новое поколение силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ);
  • самонесущие изолированные провода (СИП).
  • пожаробезопасные кабели.

 

Силовые кабели с изоляцией из СПЭ

Существует масса причин, по которым кабель может быть поврежден. Чаще всего это происходит из-за неправильной прокладки и эксплуатации. Среди других причин – повреждение грызунами, стихийные бедствия, естественное старение. Наиболее часто повреждаются силовые кабели с бумажно-маслянистой изоляцией на напряжение до 10 кВ.

Как избежать такой ситуации? В западных странах сегодня используются кабели среднего напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ). В Японии этот кабель используют с начала пятидесятых годов – практически 60 лет. Зарубежный опыт использования таких кабелей показал их неоспоримо большие возможности и преимущества: они более устойчивы к воздействию агрессивных почв, более экологичны и надежны в эксплуатации, коэффициент их повреждаемости сводится к минимуму.

Сегодня полиэтилен – один из наиболее часто используемых изоляционных материалов в кабельно-проводниковой продукции (КПП). Однако ему присущи серьезные недостатки.

Дело в том, что в сыром, не сшитом полиэтилене, длинные молекулы не сцеплены друг с другом в полимерной матрице. А такие механические свойства, как жесткость, прочность на разрыв зависят от взаимного расположения молекул. Поэтому принудительная сцепка молекул друг с другом позволяет улучшить эти свойства.

Сшивкой полиэтилена называют процесс связки звеньев молекул в широкоячеистую трехмерную сетку за счет образования поперечных связей. Создание такой структуры и объясняет высокие электрические и механические характеристики материала, меньшую гигроскопичность, больший диапазон рабочих температур. Кабели с изоляцией из СПЭ (фото 1) гораздо надежнее, требуют меньших расходов на монтаж, реконструкцию и содержание кабельных линий. Поэтому пробои в кабеле с такой изоляцией случаются в 2–3 раза реже, чем в кабеле с бумажной пропитанной изоляцией (БПИ).


Фото 1

Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена – это очередной этап «кабельной эволюции». Как в свое время на смену кабелям с гуттаперчевой изоляцией пришли бронекабели с БПИ, так в настоящее время происходит постепенный переход к применению кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена.

 

Среди главных преимуществ кабеля с изоляцией из СПЭ:

  • большая пропускная способность за счет увеличения допустимой температуры жилы (допустимые токи нагрузки в зависимости от условий прокладки на 15…30% больше, чем у кабелей с бумажной изоляцией, за счет увеличения рабочей температуры жил – 90°С вместо 70°С);
  • высокий ток термической устойчивости при коротком замыкании;
  • высокие электрические свойства изоляции, низкие диэлектрические потери;
  • меньше масса и габариты кабеля в целом, что облегчает прокладку кабеля, как в кабельных сооружениях, так и в земле на сложных трассах;
  • низкая повреждаемость;
  • высокая влагостойкость, нет необходимости в применении металлической оболочки;
  • меньший радиус изгиба кабеля в целом, что обеспечивает легкость прокладки кабеля;
  • возможность прокладки на трассах с неограниченной разностью уровней;
  • возможность прокладки кабелей при температуре -20°С без предварительного подогрева, благодаря использованию полимерных материалов для изоляции и оболочки, тогда как прокладка кабелей с БПИ без предварительного подогрева возможна только до 0°С;
  • монтаж без использования специального оборудования;
  • значительное снижение себестоимости прокладки.

При прокладке новых кабельных линий Энергосистемы Украины также начинают использовать кабели среднего и высокого напряжения с изоляцией из СПЭ. Поскольку уже разработаны специальные муфты для соединения между кабелями с БПИ и СПЭ изоляцией, применение кабелей возможно не только при прокладке новых линий, но и при ремонте существующих.

 

Самонесущий изолированный провод (СИП)

СИП предназначены для передачи и распределения электроэнергии в воздушных силовых и осветительных сетях в замен оголенного провода (А, АС). В западных странах СИП практически вытеснил привычные на постсоветском пространстве оголенные провода.

Эксплуатационные преимущества СИП по сравнению с неизолированными:

  • высокая надежность в эксплуатации;
  • стойкость к атмосферным воздействиям (обледенение, ветровые нагрузки);
  • снижение индуктивного сопротивления в 3,5 раза;
  • защита зеленых насаждений (не требуется вырубки деревьев и кустарников на трассе прокладки);
  • возможность совместной подвески на опорах проводов с разным уровнем напряжения и с телефонными линиями;
  • возможность монтажа ЛЭП по фасадам зданий;
  • простота монтажа и ремонта, особенно при работах под напряжением;
  • снижается риск несанкционированных подключений, вандализма и воровства электроэнергии, приносящих ежегодно огромные потери;
  • отсутствие необходимости, по сравнению с использованием оголенного провода, проводить замены поврежденных изоляторов.

Исходя из вышесказанного, СИП позволяет на 80% снизить эксплуатационные затраты.

В Украине, сейчас СИП активно применяются при реконструкции сетей наружного освещения. Кроме того, уже существует нормативная база, согласно которой все «новые» вводы в здания, выполняемые воздушным путем, отходящие от «воздушных» ЛЭП непосредственно к зданию, выполняются исключительно посредством СИП.

 

Пожаробезопасные кабели

В современных условиях требования по обеспечению пожарной безопасности кабельной продукции становятся все более жесткими. Особенно серьезное внимание на противопожарные свойства кабелей обращают в связи с рядом серьезных пожаров, в частности и тех, которые непосредственно не относились к промышленности. С целью предотвращения подобных пожаров кабели должны обладать совокупностью противопожарных свойств, в том числе по нераспространению горения, выделению дыма, коррозионно-активных и токсичных продуктов при воздействии открытого пламени.

Огнестойкий кабель характеризуется сохранением его работоспособности при воздействии открытого пламени в течение установленного времени (от 30 мин до 3 ч). Этот показатель определяется такими параметрами, как время огнестойкости, температура открытого пламени, рабочее напряжение, условия прокладки кабеля. Для обеспечения огнестойкости необходимо применение электроизоляционных FR-материалов, являющихся диэлектриками при температуре от 750 до 1000°С. Номенклатура таких материалов в настоящее время практически ограничена слюдой, которая для обеспечения оптимальной технологичности склеивается с помощью кремнийорганического лака со стеклотканью. Поэтому современные кабели огнестойкого исполнения («FR») изготавливаются на основе безгалогенных материалов с использованием термических барьеров из слюдосодержащих лент. Огнестойкий кабель не может иметь алюминиевую жилу, так как температура плавления алюминия 660°С. В случае же применения меди для изготовления токопроводящей жилы учитывается, что при температуре выше 220°С происходит ее интенсивное окисление и потеря механической прочности, что требует увеличения сечения проводников.

К примеру, именно огнестойкие кабели в соответствии с действующими нормами в атомной энергетике предназначаются для применения на АЭС в цепях систем безопасности. Кроме того, огнестойкие кабели используются в пожарной сигнализации, на нефтяных платформах, судах, в системах аварийного энергоснабжения.

Бездымный кабель (кабель с индексом LS – low smoke) отличается тем, что при воздействии пламени на материал, содержащий антипирены, протекает реакция разложения гидратов с выделением воды. Вода, превращаясь в пар, разбавляет горючие газы и сокращает доступ кислорода воздуха к поверхности полимера. При значительном содержании антипиренов (до 50…60%) достигается снижение горючих газов, выделяющихся в ходе термического разложения материала.

Также разработан кабель с индексом «HF» (halogen free), который по сравнению с LS-кабелем характеризуется более низкой дымообразующей способностью и пониженной кислотностью газов, выделяемых при горении и тлении материалов.

Применение данных видов кабелей дает возможность:

  • предотвращать, в случае возникновения пожара, распространение пламени от очага возгорания, как в пределах аварийного помещения, так и в других помещениях, минимизируя, таким образом, масштабы пожара;
  • обеспечивать условия для тушения пожара и эвакуации людей, снижая для этого выделение дыма и токсичных продуктов горения и тления материалов;
  • предусматривать функционирование систем безопасности в случае возникновения пожара, сохраняя при этом целостность обслуживающих их электрических цепей в течение определенного, обычно нормируемого промежутка времени при воздействии открытого пламени, что связано с необходимостью обеспечения огнестойкости кабелей;
  • исключать повреждение приборов и оборудования газообразными продуктами горения, что достигается снижением выделения коррозионно-активных веществ.

 

Комментарий специалиста
Александр Машинин, Промкабель-Электрика, г. Киев

Интенсивное развитие рынка КПП, модернизация производства, появление новых типов комплектующих изделий и материалов – все это оказывает влияние на типы и марки кабеля, который производится сегодня. А поскольку перечисленные виды кабеля для украинского рынка все же являются относительно новыми, украинский покупатель не слишком уверенно себя чувствует с этой продукцией. Можно столкнуться с недобросовестными поставщиками, особенно это касается пожаробезопасных изделий. Необходимо приобретать продукцию в надежных компаниях с хорошим опытом работы на рынке, которые имеют «официальные отношения» с заводами-производителями. Также нужно убедиться в наличии сертификатов качества на продукцию.

Понравилась статья? Расскажите друзьям!
ПОХОЖИЕ СТАТЬИ
comments powered by Disqus