Неприятности в погоне за инновациями

— Наталья Геннадьевна, почему российские энергетики стали активно использовать кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена?
— Во-первых, кабели из сшитого полиэтилена — это инновационный продукт. А наши люди истосковались по новым технологиям. Во-вторых, на мой взгляд, немалую роль сыграла грамотная реклама продукта.
В любой сопроводительной документации, предоставляемой компаниями-изготовителями, перечисляются преимущества кабелей c изоляцией из СПЭ перед кабелями с бумажной пропитанной изоляцией (БПИ).
Известно, что в развитых европейских странах доля кабелей из сшитого полиэтилена достигает 100%. При этом никто не учитывает, что в каждой стране сложилась своя энергосистема, выстроенная по своим законам и правилам. Эти энергосистемы довольно сильно отличаются друг от друга. Есть системы с заземленной нейтралью, есть с изолированной. Эксплуатация и конструкция кабеля должны отвечать принципам работы конкретной национальной системы. В европейских энергосистемах такие конструкции кабелей работают успешно, а в условиях России этот вариант конструкции можно использовать только при проведении тщательных расчетов режимов тока КЗ в экране. Практика показала, что сечение экрана 16—35 мм² не всегда спасает линию от короткого замыкания. Методом проб и ошибок наш потребитель пришел к выводу, что там, где европейские страны используют экран, допустим, 25 мм², в России придется заказывать и 50, и 75, а то и 150 мм². Расчеты проектировщиков, призванные защитить линии от перегрузок, нацелены на увеличение сечения экрана.

— Насколько оправдана такая перестраховка?
— На данном этапе вполне оправданна. Наши проектировщики находятся в затруднительной ситуации. У них очень мало информации по кабелям с изоляцией из СПЭ. В работе они руководствуются в основном техническими условиями. Многие вопросы приходится решать эмпирическим путем. В России нет утвержденных единых стандартов на кабели из сшитого полиэтилена. Раньше эти условия регламентировались правилами устройства электроустановок (ПУЭ), где было прописано, что если вы используете такой-то кабель, то нагрузки должны быть такими, прокладка должна производиться таким образом. В документах для кабелей с бумажной пропитанной изоляцией (БПИ-кабель) прописаны все основные нормы, указано, на каком расстоянии друг от друга должны прокладываться кабели и прочее. А вот для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена таких правил еще не создано. Отсюда вопросы и у прокладчиков, и у эксплуатирующих служб. Инструкции по прокладке данного вида кабеля разрабатывают заводы-изготовители. Таким образом, получается, что на одну и ту же марку кабеля по ТУ может существовать более 10 инструкций, регламентирующих требования к прокладке кабельных линий. Это значительно усложняет работу монтажных организаций. Очень часто разные монтажные, эксплуатационные компании сталкиваются в своей работе с одними и теми же проблемами. Поэтому сегодня крайне необходимо обобщить зарубежный опыт, разумеется, с поправочным коэффициентом для России, и разработать на основании этого опыта документацию для отечественных специалистов.

— Кто именно должен это сделать?
— Давайте лучше подумаем, кто может это сделать? Институты, которые занимались разработкой методик в нашей стране, практически полностью уничтожены. Эксплуатационники и монтажники рекомендаций написать не могут, поскольку сами зачастую действуют «вслепую».

— У нас есть ВНИИ кабельной промышленности. Почему он не занимается разработкой подобных инструкций?
— Это не епархия ВНИИКП. Институт занимается разработкой кабелей, технологиями их изготовления и многими другими делами. Но нормативно-правовые и методические документы они никогда не выпускали. Этим вопросом, на мой взгляд, должно заниматься Минэнерго России. Раньше в системе Минэнерго СССР существовала фирма «ОРГРЭС». У нее были свои полигоны, например в г. Хотьково, где уточнялись способы прокладки кабелей в разных условиях, рассчитывалось допустимое количество изгибов и усилия тяжения и т.д. Так вот фирма «ОРГРЭС» участвовала в разработке нормативных документов. Сейчас этот уникальный опыт забыт. А жизнь требует инструкций. Ведь ни у проектировщиков, ни у эксплуатационников, ни у монтажников нет ориентиров, как поступать в том или ином конкретном случае. Поэтому, когда к нам из разных регионов России звонят люди с вопросом: «Что делать?», — мне их просто жаль. Московские сетевые организации еще могут обратиться к специалистам за решением своих проблем. А в регионах зачастую приходится очень непросто. Если уж мы стали внедрять новые конструкции, то надо озаботиться и созданием нормативно-правовой базы в этой области.

— Есть ли у нас люди, способные создать эту базу?
— Есть. К тому же в стране уже наработан определенный опыт, позволяющий прописать основные нормы с дальнейшим их уточнением, создать вполне дееспособную и внятную методическую базу. Только этим надо последовательно заниматься. Нужно создать группу специалистов, организовать деятельность разработчиков инструкций так, чтобы они подготовили долгожданные регламенты.

— А пока нет единых правил, что делать энергетикам, строителям, монтажникам?
— Использовать тот опыт, который есть. Например, известная зарубежная фирма «Пирелли» (в настоящее время фирма PRYS-MAN Cables & Systems), которая уже давно выпускает СПЭ-кабели, много полезных советов дает в своих каталогах. Специалисты «Пирелли» подчеркивают, что кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена требуют скрупулезной работы при монтаже и прокладке.
Теперь о токовых нагрузках. Одной из наиболее привлекательных позиций кабелей из сшитого полиэтилена является утверждение того, что они эксплуатируются при температуре 90°С. Таким образом, токовые нагрузки здесь выше, чем на кабелях предыдущего поколения, а значит, на одном и том же сечении можно передать гораздо большую мощность. В технических условиях к продукции так и написано. Но это в теории. На деле же возникает совсем иная ситуация. Вот что пишет фирма «Пирелли»: «В связи с прокладкой кабеля с изоляцией из СПЭ в земле необходимо учитывать тот факт, что длительная температура жилы значением +90°С может высушить близлежащую почву и явиться, таким образом, причиной перегрузки кабеля. Исходя из этого мы рекомендуем ограничить значение длительной допустимой температуры жил кабелей с изоляцией из СПЭ, прокладываемых в земле, значением +65°С». Международный стандарт МЭК 60502-2 (IEC 502) повторяет эту рекомендацию. Напомню, что в кабелях с бумажной пропитанной изоляцией рабочая температура жил 70°С.
При температуре на жиле +90°С в кабеле сечением 240 мм² на наружной оболочке сохраняется высокая температура, так как толщина слоя от жилы до наружной оболочки составляет всего 9—10 мм. Поэтому в зоне контакта с грунтом кабель прогревает его, как печка. В результате часть тепла грунт уже не передает, а начинает отдавать его обратно. Наступает развитие теплового пробоя. Опыт развитых стран показал, что кабель с температурой на жиле +90°С рекомендуется для прокладки в воздухе.

Для прокладки в грунтах такой режим эксплуатации кабеля следует выбирать осторожно, с анализом всех факторов. Но ведь особенность России в том, что основные прокладки кабеля у нас именно в грунтах. Хочу добавить, что в ряде европейских стран доля кабельных линий, проложенных на воздухе, достигает более 50%. А это уже совсем другая ситуация. И ее надо учитывать. Так что весь имеющийся опыт должен быть проанализирован и обобщен, иначе может возникнуть ситуация, когда линии начнут массово выходить из строя.

— Почему часто случается так: на стенде кабель проходит испытания «на ура», а при его эксплуатации возникают сбои?
— Это большая проблема. Как показывает практика, главная причина — нарушение условий прокладки. Приходится вновь возвращаться к этой теме. Очень часто при монтаже конструкций с кабелем из сшитого полиэтилена происходит повреждение оболочки. При прокладке кабельной линии нередко число повреждений достигает 8—10 разрывов оболочки. А по условиям монтажа после прокладки нужно испытывать кабель на целостность оболочки постоянным напряжением 10 кВ в течение 10 минут. Были случаи, когда ни одна линия после прокладки испытаний не выдерживала. Вообще как у нас обычно бывает? Завтра срок сдачи объекта, а сегодня мы прокладываем кабель. В общем-то ситуация привычная и не такая уж страшная. По опыту многих прошлых лет специалисты привыкли к тому, что работали с кабелем с бумажной пропитанной изоляцией. Данная изоляция обеспечивала конструкции большой запас прочности. При использовании кабеля с бумажной пропитанной изоляцией нарушения случались крайне редко. Один из немногих таких случаев произошел с нашим кабелем в 90-е годы в Москве. Монтажники в Крылатском районе проложили кабельную линию к новостройкам. Ночью проложили, а утром стали испытывать — линия не работает. Они звонят нам: «Вы что за кабель нам поставили?» Мы примчались, стали разбираться, в чем дело. Вскрыли траншею, смотрим — через каждые два метра в кабеле пробоина. Будто шел человек и специально ломом дырявил линию. Мы исследовали броню, качество пробоин и определили, что налицо механические повреждения. Кто-то действительно поработал ломом. Как оказалось, это конкуренты за что-то мстили нашим заказчикам. В лихие 90-е не брезговали никакими методами. Пришлось полностью снимать линию и менять кабель. Но это лирическое отступление. Вернемся к нынешним проблемам.
С появлением СПЭ-кабеля уверенность в том, что он выдержит все при прокладке, прошла. Кабели с изоляцией СПЭ — очень деликатная конструкция. Мы привыкли работать с кабелями предыдущих поколений, которые имели колоссальную защиту — свинцовую оболочку и бронированный защитный покров. Конструкция настолько защищена, что никакая прокладка не была страшна. Поэтому эти кабели и работают по 80, а то и по 100 лет. И снимать их никто не собирается.

— Каковы плюсы кабелей с изоляцией из СПЭ? Почему они так быстро набирают сторонников в России?
— Если говорить о плюсах, то преимущественные характеристики у всех на слуху: большие строительные длины, расширенный ряд номинальных сечений, меньший вес, диаметр и радиус изгиба. Есть еще один, причем главный плюс — экономический. Но это не про нас, и об этом чуть позже. Есть такая характеристика, как высокая надежность. Но к этому показателю надо относиться достаточно осторожно. Теперь о минусах. Главный из них в том, что в производстве СПЭ-кабелей мы полностью зависим от иностранных компаний. Честно говоря, я не совсем понимаю, с какого перепуга мы начали так массово внедрять СПЭ-кабели, не имея ничего за душой. У нас ничего нет своего — ни отечественных изготовителей оборудования, ни собственных материалов. Поэтому любая проблема, возникшая за рубежом, мгновенно аукнется нашему государству, отразится на состоянии наших сетей. Этим летом возникла проблема на фирме BOREALIS, которая поставляет материалы для кабельной продукции с изоляцией из сшитого полиэтилена. Там остановился завод. И все производство кабелей и проводов из сшитого полиэтилена в России испытывало серьезные трудности. На игле ведь сидим. Нам надо заниматься созданием мощностей по производству собственных материалов либо создавать совместные предприятия исключительно на территории России. Надо обеспечить себе гарантии, если уж мы приняли решение производить новые кабельные конструкции. Надо проводить обучение специалистов, потому что кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена пойдут и на стратегические объекты, и на жизнеобеспечивающие системы.

— Какая доля кабелей с бумажно-пропитанной изоляцией должна сохраниться в России с учетом того, что мы строим инновационную энергетику?
— Старое не всегда плохое. Есть, конечно, проблемы с конструкциями БПИ. Главная из них в том, что вязкая изоляция имеет обыкновение стекать, если прокладка кабеля идет по очень наклонной либо вертикальной трассе. Но ведь уже много лет имеются кабели с нестекающей пропиткой. Есть синтетический состав, который не перемещается при температуре на жиле +70°С. У этого состава нет ни продольного, ни поперечного перемещения. Разогрев и движение массы начинается только при температуре +92—95°С. По сути, это кабели с твердой изоляцией. Наш завод использует при изготовлении кабеля именно такую пропитку. Мы ее покупаем у компании «Бритиш Петролеум».

— В чем еще преимущества кабеля с бумажно-пропитанной изоляцией?
— В том, что после перегрузок и даже короткого замыкания в кабелях с БПИ включается эффект самозалечивания. Мы у себя в производстве во время испытаний не раз с этим сталкивались. Такое свойство в конструкции для кабельной сети — просто подарок. Эксплуатационники даже не чувствуют, что короткие замыкания происходят. Их фиксирует только аппаратура. На сшитом полиэтилене такое невозможно.
Еще одно неоспоримое достоинство — это то, что конструкция имеет мощную металлическую оболочку и бронированный защитный покров. Бронированный кабель наиболее приемлем для наших подземных прокладок, поскольку надежен.

— Но бронированный кабель стоит дороже СПЭ-кабеля?
— Наоборот, дешевле. В этом и парадокс российской действительности. Как-то на семинаре во ВНИИ кабельной промышленности по внедрению кабелей с изоляцией из СПЭ выступал представитель одной из энергосистем из Скандинавии. Его спросили: «Почему вы решили заменить кабели с бумажно-пропитанной изоляцией на кабель с изоляцией из СПЭ?» Он ответил: «Потому что кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена дешевле». То есть конструкция с изоляцией из сшитого полиэтилена была избрана не по техническим, не по технологическим характеристикам, а только по экономическим. А что получается у нас? Проблем с СПЭ-кабелем достаточно много, а стоит он дороже нашего кабеля с БПИ. Сказывается зависимость от импорта.

— А как же суперхарактеристики СПЭ-кабеля?
— Далеко не все преимущества, которые декларировались, имеют под собой основания. Поэтому считаю, что, не исключая использование конструкций кабеля с СПЭ, нам необходимо последовательно заниматься вопросами совершенствования технологии кабелей с бумажно-пропитанной изоляцией. Давайте изменим пропиточный состав — уберем вязкую пропитку, заменив ее на нестекающую массу. Мы получим конструкцию практически с твердой изоляцией, которая прекрасно себя ведет в условиях перегрузок, коротких замыканий и длительно допустимых нагрузок.

— Несколько слов о пожарной опасности новых и старых кабельных конструкций.
— Пожарная опасность — один из важнейших параметров любого энергетического объекта. Полиэтилен — очень горючий материал с высокой удельной теплотой сгорания. Мощность теплового потока при горении кабеля очень велика. Конструкция кабеля с индексом «нг-LS» при групповой прокладке не распространяет горение и является продуктом с пониженным дымо- и газовыделением. Но при этом в эксплуатации надо учитывать, сколько кабелей можно положить в коллекторе. Если в коллектор заложили 25 кабелей, то никакое «нг-LS» не обеспечит пожарную безопасность. Эта конструкция возможна при объеме семь литров горючих материалов на метр. Превысили вы эти семь литров, пожарная нагрузка в коллекторе изменилась — кабель будет гореть, как свеча. При этом надо учитывать, что горящая капля полиэтилена очень коварна, она поджигает все под собой. Поэтому нужны определенные требования к прокладке кабеля с учетом данного фактора. Проектировщики должны просчитывать и проверять пожарную нагрузку по коллектору. А у нас складывается странная ситуация. Сегодня действует инструкция, согласно которой кабель с индексом «нг-LS» при прокладке не покрывается огнестойкими кабельными покрытиями — ОКП (мастики, огнезащитные краски). Покрываются ОКП те кабели, которые индекса «нг-LS» не имеют. Но если у вас в коллекторе лежит 10, 12, 15 однофазных кабелей с индексом «нг-LS», то совершенно понятно, что ни о каких семи литрах горючей массы на метр речь уже не идет, горючей массы там гораздо больше. Следовательно, вы уже не выполняете условия по нераспространению горения. Проектировщики должны понимать, по какому количеству образцов действуют ограничения «нг-LS», а где требуются дополнительные проектные решения — то ли мастикой все конструкции покрывать, то ли делать перегородки. В каждом конкретном случае для защиты кабельных сооружений от пожара проектировщик сам подбирает оптимальное решение.

— Но тут еще вопрос: как поведет себя кабель с индексом «нг-LS» при нанесении на него ОКП?
— Совершенно верно. Необходимо проведение испытаний таких конструкций для оценки поведения кабеля в пожаре. На мой взгляд, даже после проведения испытаний и получения результатов прокладку кабелей в коллекторах по пожарной нагрузке необходимо делать с запасом прочности. Ведь стандартный пожар и испытания на стенде — это разные вещи. В коллекторе лежат кабели разных конструкций, и во время пожара они совместно могут сыграть на развитие температуры и на скорость развития пожара. Здесь еще много вопросов, на которые нет ответов. И главное, непонятно, кто этими вопросами должен заниматься.

— Складывается впечатление, что в погоне за инновациями мы бежим впереди паровоза.
— Есть такое. Поэтому, следуя за инновациями, мы порой делаем себе не лучше, а хуже. Как бы нам не навлечь на себя неприятности в погоне за новизной. Прежде, чем внедрять прогрессивные решения, надо просчитать все варианты. У нас много вопросов, которые требуют всесторонней проработки. Так давайте же их обсуждать и прорабатывать.

Беседовала Екатерина ГУСЕВА