Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена не панацея

В 2009 году в России было произведено 388,4 тыс. т кабельно-проводниковой продукции, что на 30% меньше объема производства 2008 года. Из этого объема большая часть приходится на выпуск кабелей энергетического назначения (примерно 70%). К кабелям энергетического назначения следует в первую очередь отнести кабели и провода для передачи и распределения электроэнергии, то есть силовые кабели низкого, среднего и высокого напряжения, а также неизолированные провода для линий электропередачи (ЛЭП). Динамика развития этого сегмента в достаточной мере отражает положение дел в отрасли в целом.
Из приведенных данных на рис. 1 и 2 видно, что динамичное развитие производства основных видов кабелей энергетического назначения закончилось в 2007 году. Через два года, в 2009 году, произошло его заметное падение. Больше всего снизился объем производства силовых кабелей на напряжение свыше 1 кВ, что объясняется состоянием дел в секторе высоковольтного оборудования и крупной энергетики. Падение объемов промышленного и гражданского строительства сказалось на производстве силовых кабелей на напряжение до 1 кВ.

В настоящее время большая часть кабелей на напряжение 6—35 кВ производится с бумажно-пропитанной изоляцией (БПИ). Так, в 2009 году доля БПИ составила примерно 83%, оставшаяся часть приходится на сшитый полиэтилен (рис. 3).

Несмотря на существенные преимущества кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), их доля в общем объеме производства силовых кабелей на напряжение 6—35 кВ небольшая и за последние три года практически не выросла. Это объясняется тем, что основное потребление кабеля приходится на проведение ремонтных работ. А при проведении ремонта КЛ, где используется бумажно-пропитанная изоляция, в большинстве случаев вырезанный участок заменяют ему подобным, т.е. на кабель с БПИ. Поскольку преимущества изоляции из сшитого полиэтилена как отдельного элемента линии не могут существенно улучшить показатели всей линии, они должны рассматриваться в комплексе со всей КЛ. При строительстве новых КЛ используются в основном кабели с СПЭ-изоляцией.
Структура потребления силовых кабелей по направлениям применения складывается следующим образом:
- ремонт КЛ 55%;
- реконструкция 27%;
- новое строительство 18%.

Это и объясняет небольшую долю кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена в общем производстве силового кабеля. Но это одна из причин.
В процессе внедрения новой технологии в эксплуатацию проектные, монтажные и эксплуатирующие организации столкнулись с рядом проблем.
Проблема номер один — отсутствие общероссийских нормативных документов на все виды работ при использовании кабелей с изоляцией из СПЭ. Согласно реформе системы стандартизации в России теперь производителям кабельных изделий предоставляется право самостоятельно заняться разработкой документов, которые бы устанавливали правила по прокладке кабелей с изоляцией из СПЭ. При этом существует недостаток квалифицированных специалистов, способных разработать подобные документы. Получается, что если каждый производитель и сможет разработать комплект документов, необходимый для проектирования, монтажа, испытаний и эксплуатации КЛ, то они обязательно будут отличаться друг от друга и носить рекомендательный характер, что, в свою очередь, только усугубит обстановку вокруг применения кабелей с изоляцией из СПЭ.
Следующая проблема заключается в том, что, как правило, производители обращают внимание потребителей только на преимущества своей продукции перед другими аналогами, а о недостатках стараются реже говорить и не акцентировать на них внимание.

Кабель из сшитого полиэтилена имеет определенные преимущества, такие, как:
• возможность подключения к любому типу современного оборудования;
• прокладка при низких температурах не требует предварительного прогрева;
• нечувствительность оболочки к агрессивным средам;
• нормальная эксплуатация в зонах блуждающих токов;
• стойкость к вибрации (прокладка в теле мостов);
• отсутствует проблема «течей» оболочки при прокладке в кабельных сооружениях и концевых муфтах.

Но, как и у любой технологии, у кабеля с изоляцией из СПЭ есть свои недостатки. Так, допустимые токовые нагрузки, указанные в рекламных проспектах на кабельную продукцию, как правило, не соответствуют фактическим значениям при эксплуатации.
Например, тот факт, что длительно допустимая рабочая температура токопроводящих жил кабеля с изоляцией из СПЭ составляет 90°С, является завышенной для реальных условий эксплуатации. Все дело в том, что повышение температуры в кабеле требует отвода выделившегося тепла от кабеля в окружающую среду. Некоторые мировые производители силовых кабелей с изоляцией из СПЭ в своих рекомендациях по эксплуатации упоминают о необходимости снижения допустимой температуры токопроводящей жилы (ТПЖ) при прокладке в земле, чтобы не подвергать изоляцию кабеля ускоренному тепловому старению, которое, как известно, обязательно приводит к сокращению срока службы линии.
Исходя из опыта эксплуатации энергосистем следует обратить внимание на слабые места в конструкции кабелей (это относится не только к кабелям с изоляцией из СПЭ). Так, кабели с полимерной изоляцией, как и кабели с бумажной пропитанной изоляцией, способны впитывать влагу через многопроволочную жилу (зафиксированы случаи, когда влага проникала на расстояние до 60 метров по длине кабеля), что недопустимо. В связи с этим формируется потребность в силовых кабелях с водоблокирующими элементами по жиле.
Также существует необходимость в усилении оболочки ребрами жесткости не только на конструкциях на напряжение 110 кВ, но и на кабелях среднего напряжения, поскольку наличие дефектов в оболочке и повышенная кислотность почвы приводят к разрушению кабеля. Для обеспечения механической прочности оболочки при прокладке предъявляются повышенные требования и к полимерной композиции, твердость которой должна быть не ниже 55 единиц по Шору.
Недостатки технологии следует учитывать на всех стадиях работ, начиная с проектирования, прокладки, монтажа, испытаний и эксплуатации кабельных линий.
Следует обратить внимание и на то, что к монтажу кабелей с изоляцией из СПЭ предъявляются очень жесткие требования, но они не всегда соблюдаются. Поэтому основная причина пробоя кабеля — это нарушения условий прокладки. В большинстве случаев при монтаже конструкций с кабелем из СПЭ происходит повреждение оболочки. При прокладке кабельной линии довольно часто число повреждений достигает 8—10 разрывов оболочки. Кабели с изоляцией СПЭ — очень деликатная конструкция, и каждому производителю следовало бы держать обратную связь с монтажными организациями — проводить семинары и обучение работе с кабелем нового поколения.
Также необходимо помнить, что, несмотря на активное применение в современных КЛ новых кабелей с изоляцией из СПЭ, кабели с БПИ имеют высокий уровень эксплуатационных параметров.

По материалам готовящегося к выходу исследования РБК «Рынок силового кабеля и кабельных аксессуаров». По вопросам приобретения исследования обращайтесь в редакцию журнала «КАБЕЛЬ-news». Описание и бесплатная демоверсия исследования находятся на портале RusCable.Ru в рубрике «Документы», подрубрика «Аналитические обзоры».