Применение силовых кабелей с пластмассовой изоляцией

29-30 октября 2002г. прошло расширенное заседание секции электрических сетей научно-технического совета ОАО "Ленэнерго" на тему: "Применение силовых кабелей с пластмассовой изоляцией". Круг основных вопросов: производство, конструкция, применение, эксплуатация, особенности силовых кабелей с пластмассовой изоляцией и арматуры к ним. В заседании принимают участие специалисты АО "Ленэнерго", "Мосэнерго" и некоторых других региональных энергетических компаний, представители петербургских и московских проектных и научно-исследовательских институтов, руководство завода "АББ Москабель" и его дистрибьютора ЗАО "Мицар", специалисты кабельных заводов, представители зарубежных производителей.

Заседание научно-технического совета началось 29 октября в конференц-зале АО "Ленэнерго" (Марсово поле, 1) со вступительного слова директора Дирекции электрических сетей Д.Ю.Флерова.

Актуальность тематики заседания связана с тем, что подавляющее большинство применяемых в России и странах СНГ силовых кабелей - с пропитанной бумажной и маслонаполненной изоляцией. Их конструкция не претерпевала существенных изменений на протяжении десятков лет. Этим обусловлены многочисленные недостатки этих кабелей: высокая повреждаемость, ограничения по нагрузочной способности и по разности уровней прокладки, низкая технологичность монтажа муфт, и, как следствие, существенные затраты на прокладку и эксплуатацию кабельных сетей, частые аварии. Назрела необходимость внедрения новых технологий. В развитых странах от 80 до 100% рынка силовых кабелей среднего и высокого напряжения занимают кабели с пластмассовой изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ). Они предназначены для передачи и распределения электроэнергии на объектах с высокими уровнями энергопотребления и плотностью нагрузки и лишены большинства недостатков кабелей с бумажной и маслонаполненной изоляцией. Их применение позволяет решить многие проблемы по надежности электропитания, оптимизировать схему сети, значительно снизить расходы на реконструкцию и содержание кабельных линий. Надежность, функциональность и низкие затраты на эксплуатацию - основные требования, предъявляемые к кабелям, - безусловно выполняются при использовании силовых кабелей с изоляцией из СПЭ.

В 1996 году первым российским производителем кабеля с СПЭ-изоляцией стал московский завод "АББ Москабель", входящий в международный концерн ABB (Asea Brown Bovery). Выступление директора по маркетингу "АББ Москабель" П.С.Ветхова было посвящено производству, особенностям конструкции и применения кабелей с СПЭ-изоляцией и арматуры к ним. Продукция завода соответствует российским стандартам и не уступает западноевропейским аналогам. И на сегодняшний день завод остается единственным в России изготовителем, использующим наиболее прогрессивную технологию пероксидной вулканизации (сшивки) полиэтилена, когда процесс происходит в среде нейтрального газа при давлении 8-9 атмосфер и температуре 285-400°С. Изоляция и электропроводящие экраны накладываются в процессе тройной экструзии, после чего происходит сшивка всех трех слоев. Это обеспечивает достаточную степень сшивки по всей толщине изоляции и отсутствие воздушных включений. Благодаря своей конструкции кабели среднего и высокого напряжения с пероксидносшитой изоляцией обладают лучшими электрическими и механическими свойствами и самым длительным сроком службы. Как подчеркнул П.С.Ветхов, кабель на 110кВ производства АББ "Москабель" имеет срок службы без пробоев не менее 50 лет.

Использование кабелей с СПЭ-изоляцией необходимо при особых требованиях к надежности электроснабжения, так как повреждаемость кабелей с СПЭ-изоляцией чрезвычайно мала. Благодаря высокой пропускной способности целесообразно использование таких кабелей для передачи большой мощности. Их применение позволяет достичь экономии не только за счет уменьшения количества кабельных линий, но и за счет уменьшения затрат на строительную часть и обслуживание в процессе эксплуатации. Еще одним случаем применения кабелей с СПЭ-изоляцией является наличие большой разности уровней по трассе прокладки, так как при использовании бумажно-масляных кабелей происходит осушение изоляции кабелей в высоких точках, что может повлечь за собой пробой. При наличии требований по нераспространению горения, рекомендуется применять кабели с оболочкой из ПВХ пластиката пониженной горючести. Таким образом, благодаря уникальным свойствам применение кабелей с СПЭ-изоляцией во всем мире признано не только технически целесообразным, но и экономически выгодным.

П.С.Ветхов рассказал об организации поставок продукции "АББ Москабель". Все поставки кабеля из Москвы в Санкт-Петербург, Ленинградскую и Мурманскую области выполняет официальный дистрибьютор завода "АББ Москабель" петербургская компания "Мицар", имеющая восьмилетний опыт работы на рынке кабельно-проводниковой продукции. Она же осуществляет информационно-консультационное, техническое и сервисное сопровождение. Среди объектов, на которые были произведены поставки, Ижорский завод, Кингисеппский стекольный завод, Константиновский дворец в Стрельне, Южная водонасосная станция.

Заместитель главного инженера Кабельной сети АО "Ленэнерго" В.М.Баринов, сообщил, что первые экспериментальные прокладки кабелей с пластмассовой изоляцией на 0,4 и 35кВ производства ВНИИКП произошли в Ленинграде в 70-80-х годах. Однако последующий кризис, охвативший промышленность в целом и кабельную отрасль в частности, затормозил внедрение этой продукции на многие годы. В Петербурге в общей сложности проложено 4300км кабельных сетей на 10 кВ и 388км - на 35кВ, причем в системе АО "Ленэнерго" износ сетей составляет в среднем 56%. Основные причины повреждений механические - 27%, коррозия оболочек - 12%, дефекты монтажа - 11%, заводские дефекты - 7%, старение изоляции - 4%. 5% кабелей на 6 -10кв служат менее 15лет, 30% - 15-30лет, 65 % - больше 30лет. При этом особенно часто выходят из строя кабели с маслонаполненной изоляцией. Как считает В.М.Баринов, удачный опыт внедрения кабелей с СПЭ-изоляцией за рубежом и в ряде энергосистем РАО "ЕЭС России" позволяет рекомендовать их широкое применение в Санкт-Петербурге и Ленинградской области для реконструкции существующих кабельных линий и для прокладки новых.

Состоялись также следующие выступления:

-Главный специалист Московской кабельной сети АО "Мосэнерго" В.Б.Пельцер поделился накопленным опытом. Начиная с 95г., в Москве проложено около 900км кабелей с изоляцией из СПЭ в одножильном исполнении. При испытаниях кабеля не происходило каких-либо электрических повреждений, что говорит о его надежности. В отличие от бумажной СПЭ-изоляция обеспечивает значительно большую защиту от проникновения влаги. Большие перспективы, как подчеркнул В.Б.Пельцер, у кабеля с СПЭ-изоляцией при прокладке на местностях с большой разностью уровней, в вертикальных и наклонных коллекторах. Сравнительный анализ кабелей с СПЭ-изоляцией различных заводов-изготовителей показал преимущество пероксидносшитых, как наименее повреждаемых в ходе эксплуатации.

-О положительном опыте использования кабелей с СПЭ-изоляцией в Екатеринбурге, где проложено в общей сложности около 80 км, рассказал представитель ОАО "Екатеринбургская электросетевая компания" С.Г.Свалов.

-Выступления директора ООО "Нексанс СНГ" Н.Р.Топуридзе и директора эстонского представительства фирмы "Перелли" И.А.Ранга касались поставок кабелей с пластмассовой изоляцией зарубежного производства.

30 октября прошло выездное заседание расширенной секции НТС. На трансформаторной подстанции АО "Ленэнерго" (8-й Советская ул., 6) состоялся показательный монтаж концевых муфт на силовых одножильных кабелях с СПЭ-изоляцией среднего напряжения производства "АББ Москабель". Кабель и муфты бесплатно предоставлены заводом "АББ Москабель" для практического ознакомления представителей АО "Ленэнерго" и других заинтересованных организаций с особенностями прокладки и монтажа кабеля.

Шесть кабелей были смонтированы внутри подстанции для передачи тока от вводного устройства к распределительным трансформаторам. Использовались концевые муфты производства "АББ Энергикабель" (Германия) для внутренней установки. Основное преимущество этих муфт по сравнению с муфтами других производителей - отсутствие необходимости применения газовой горелки для термоусадки внешнего изолятора на кабель. Муфта просто одевается на предварительно подготовленный конец кабеля. Герметизация жилы от проникновения влаги обеспечивается силиконовой трубкой, которая натягивается на наконечник кабеля и на верхнюю часть изолятора после опрессовки наконечника. Предварительная подготовка концов одного кабеля и натягивание концевых муфт заняло всего около получаса, что говорит о существенном преимуществе этой конструкции. Для сравнения параллельный монтаж муфт производства фирмы "Райхем" (Германия) занял около часа и потребовал длительного разогрева муфты газовой горелкой.

Шеф-монтаж и обучение монтажников и кабельщиков является неотъемлемой частью сервисных обязательств "АББ Москабель" и "Мицар".

Исходя из вышеизложенного, было принято решение: на объектах электрических сетей АО "Ленэнерго" широко применять кабели с пластмассовой изоляцией на основе сшитого полиэтилена, как отечественного, так и импортного производства, соответствующего ТУ 19.К71-300-2000 "Кабели силовые с изоляцией из сшитого полиэтилена". При этом возможно для капитальных ремонтов кабельных линий с бумажной изоляцией использование кабеля с пластмассовой изоляцией с применением переходных муфт. Также были даны практические рекомендации по проектированию и прокладке кабелей с пластмассовой изоляцией.