Краткий обзор данных по прокладке подземных и подводных высоковольтных кабельных систем

Рабочая группа CIGRE WG B1 10 обобщила и проанализировала данные по объёмам проложенных подземных и подводных кабельных систем на напряжение 60 кВ и выше, а также информацию по эксплуатации действующих подземных и подводных кабельных систем. На основании результатов анализа были сделаны выводы относительно тенденций развития кабельных технологий. Рассматривались данные по подземным кабельным системам, собранные за пятилетний период, и по подводным кабельным системам за пятнадцатилетний период (по декабрь 2005 года).

Что касается подземных высоковольтных кабелей переменного тока, здесь чётко прослеживается тенденция к переходу от маслонаполненных кабелей к кабельным конструкциям с экструдированной изоляцией, преимущественно из сшитого полиэтилена. Это изменение вначале относилось только к кабелям на низкие уровни напряжения, но в настоящее время переход на кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена особенно актуален в случае кабельных систем на высокое и сверхвысокое напряжение.  В кабельных конструкциях всё чаще используется радиальный влагозащитный барьер с целью сведения до минимума риска проникновения влаги внутрь кабельной конструкции. Используемые соединительные муфты, в основном, имеют предварительно собранную заводским способом конструкцию, либо монтируются на месте, причём первый вариант становится более предпочтительным. По-прежнему сохраняется и даже ужесточается требование относительно высокой надёжности и прочности соединительной арматуры.

Была проанализирована информация по 855 случаям повреждений в подземных кабельных системах. По результатам анализа были сделаны следующие выводы:

• основное число повреждений в маслонаполненных системах было связано с возрастом этих систем, многие из них уже достигли предела своего срока службы
• в кабелях с изоляцией из сшитого полиэтилена было больше внутренних повреждений
• почти 50% всех повреждений – внутренние и 50% - внешние
• из внутренних повреждений примерно 60% происходили в кабелях более низкого класса напряжения
• 77% повреждений происходили в кабелях, проложенных непосредственно в земле
• механические повреждения по вине посторонних факторов – 34%
• частота внутренних повреждений кабельной арматуры, в частности на кабелях с изоляцией из сшитого ПЭ довольно высокая
• ремонт маслонаполненных кабельных систем в среднем длился 29 дней, кабельных систем с изоляцией из сшитого ПЭ – около 20 дней

Анализ подводных кабельных систем переменного и постоянного тока проводился на основании данных, полученных на 7000 км проложенных линий. Экструдированные изоляционные системы типичны, главным образом, для подводных кабелей на напряжение до 170 кВ, для более высоких уровней напряжения типичнее маслонаполненные системы. Качеству процесса монтажа и прокладки подводных кабельных линий придаётся исключительно большое значение, кроме того, исследование проектируемых трасс и разработка способов защиты от внешних источников повреждения – это одна из главных задач, стоящих перед разработчиками проектов подводных кабельных систем. Анализ информации по повреждениям подводных кабельных систем позволил сделать следующие выводы:

• 55% повреждений зарегистрировано на кабельных линиях переменного тока и 45% - на кабельных линиях постоянного тока
• в 7 случаях (14%) причина повреждения неизвестна
• 16 случаев повреждений (33%) произошли по вине внешнего источника (частота таких повреждений выше, чем предполагалось)
• 80% повреждений было зарегистрировано на кабелях, а не на кабельной арматуре
• более 50% повреждений произошло на незащищённых кабелях (они защищены от рыболовной оснастки, но недостаточно защищены от якорей, глубоко проникающих в дно)
• 30% повреждений имели место при глубине прокладки до 10 м, 52%  - на глубине от 11 до 50 м
• среднее время, необходимое для ремонта подводных кабелей – около 60 дней
• общее число повреждений несколько ниже, чем за предыдущие периоды исследований, вероятно благодаря усовершенствованным методам исследования трассы, новым методам прокладки, оптимальным решениям по защите подводных кабелей.

Изоляция из сшитого ПЭ становится всё более используемой при напряжении до 150 кВ и, вероятно, в будущем будет широко применяться в кабелях более высокого класса напряжения. Изменения произошли также в области разработки протоколов испытаний подземных и подводных кабельных систем. Основная тенденция здесь – сокращение дорогостоящих испытательных программ, стимулирование инновационных методик, соблюдение строгих стандартов качества и надёжности.