В современном мире, с развитием техники и увеличением зависимости от электрической энергии, электрические кабели стали основным способом доставки электроэнергии до потребителей. Эти кабели представляют собой специальные системы, в которых ток перемещается по изолированному от окружающей среды каналу до места назначения.

Эффективная работа современных систем электроснабжения невозможна без надежного функционирования силовых кабельных линий низкого и среднего напряжения. С начала 1970-х годов кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) широко заменяют кабели с бумажно-пропитанной изоляцией (БПИ).

Переход от кабелей с бумажно-пропитанной изоляцией к кабелям с изоляцией из сшитого полиэтилена происходит из-за повышающихся требований технических характеристик, предъявляемых эксплуатационными организациями к кабельным продуктам. Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена предоставляют явные преимущества в этом отношении.

Преимущества преимущества кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена

Давайте рассмотрим некоторые ключевые преимущества кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ):

  1. Большая пропускная способность: Использование жил с рабочей температурой 90ºС вместо стандартных 70ºС обеспечивает увеличение пропускной способности кабеля.
  2. Снижение диэлектрических потерь: Кабели с изоляцией из СПЭ имеют восемь раз меньшие диэлектрические потери по сравнению с традиционными кабелями.
  3. Улучшенная термическая стойкость при коротком замыкании: Эти кабели способны выдерживать более высокий ток в случае короткого замыкания.
  4. Широкий диапазон температур для прокладки: Кабели с изоляцией из СПЭ могут быть установлены при температуре до -20°С, в то время как установка кабелей с бумажно-пропитанной изоляцией требует предварительного подогрева при температуре выше 0°С.
  5. Улучшенная маневренность при укладке: Благодаря меньшему весу и радиусу изгиба кабели с изоляцией из СПЭ легче укладывать на сложных трассах.
  6. Прокладка на трассах с неограниченной разностью уровней: Кабели с СПЭ могут прокладываться на трассах с различными уровнями высот без ограничений.
  7. Надежность в эксплуатации и экономия на монтаже: Опыт эксплуатации кабелей с изоляцией из СПЭ в течение почти 40 лет в большинстве промышленно развитых стран подтверждает их надежность и снижение затрат на установку и обслуживание.

Эти преимущества делают кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена предпочтительным выбором для современных систем электроснабжения, где требуется высокая производительность и надежность.

Плановые испытания

Для обеспечения надежной работы силовых кабельных линий (КЛ) в России в настоящее время применяется система планово-профилактических испытаний. Испытания кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) напряжением 10-35 кВ проводятся в соответствии с инструкцией УП-Б-1 «По испытаниям кабельных линий, оборудования распределительных устройств, защитных средств и определению мест повреждений на кабельных линиях», утвержденной 27 октября 2006 года. Кроме того, для проведения испытаний могут использоваться утвержденные отраслевые стандарты, такие как HD 620S1, VDE 0276-620, -621, -1001 и другие.

Испытание изоляции кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена требует применения щадящего метода испытаний с использованием сверхнизкой частоты 0,1…0,05 Гц. Испытания при таких очень низких частотах с сменой полярности позволяют выявлять дефекты в изоляции без образования объемных зарядов в структуре полиэтиленовой изоляции.

Для генерации испытательного напряжения используются установки сверхнизкой частоты (СНЧ), которые подают в кабель постоянное напряжение частотой 0,1…0,05 Гц. Этот метод позволяет эффективно и точно оценивать состояние изоляции кабеля и выявлять любые потенциальные дефекты, обеспечивая надежность и безопасность работы электрических сетей.

Преимущества электротехнической лаборатории

Для удобства проведения испытаний кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) напряжением 10-35 кВ рекомендуется использовать передвижные электротехнические лаборатории, которые могут быть выполнены на различных шасси автомобилей. Одним из примеров такой лаборатории является испытательная электротехническая лаборатория КАЭЛП-М, построенная на базе автомобиля ГАЗ-2705 «Газель». Управление испытательной установкой осуществляется из отсека оператора при помощи пульта управления, а источник испытательного напряжения размещается в высоковольтном отсеке лаборатории. Подключение кабеля к объекту испытаний осуществляется через специальные кабели, при этом двери высоковольтного отсека остаются закрытыми, что обеспечивает соблюдение всех правил безопасности и исключает возможность попадания персонала в высоковольтный отсек.

В соответствии с инструкцией, испытание кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена напряжением 10-35 кВ проводится с использованием трехкратного повышенного фазного напряжения сверхнизкой частоты (3хU0) с частотой 0,1 Гц. Например, для испытания кабеля напряжением 10 кВ требуется приложить испытательное напряжение, вычисленное по формуле:

(Uном / 1,73) х 3 = 17,3 кВ

Испытание наружной оболочки кабельной линии с изоляцией из сшитого полиэтилена проводится напряжением постоянного тока 10 кВ в течение 10 минут перед включением кабельной линии в эксплуатацию, а затем периодически каждые 2,5 года. Для испытания кабеля напряжением 35 кВ необходимо приложить испытательное напряжение 60,6 кВ с частотой 0,1 Гц.

Расчет трехкратного фазного напряжения сверхнизкой частоты (3хU0) представлен в специальной таблице, где U0 — номинальное напряжение кабеля между жилой и экраном в нормальном режиме эксплуатации, выраженное в кВ. При проведении испытаний с использованием сверхнизкой частоты синусоидальной формы необходимо пересчитывать амплитудное значение напряжения (U(кВ) амп.) в действующее (эффективное) значение (U(кВ) эффективное) по формуле:

U(кВ) эффективное = U(кВ) амп. / 1,41

Это позволяет корректно оценивать состояние изоляции кабеля и обеспечивать безопасность и надежность работы электрических сетей.

Поиск повреждений

Для определения расстояния до места повреждения подземных электрокабелей напряжением 6-10 кВ длиной до 6 км без необходимости полного прожига изоляции, применяется высоковольтный рефлектометрический комплекс. Этот комплекс способен работать как на низком (100 В), так и на высоком (до 50 кВ) напряжении.

Использование высоковольтных рефлектометров позволяет эффективно проводить диагностику кабельной линии с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) путем измерения частичных разрядов. Это помогает проверить правильность монтажа кабеля, соединительных и концевых муфт на кабельных линиях напряжением до 110 кВ перед включением их в эксплуатацию.

Эти инструменты играют ключевую роль в обеспечении надежности и безопасности подземных электрокабельных сетей, позволяя оперативно определять места повреждений и проводить необходимые ремонтные работы без необходимости полного прожига изоляции, что экономит время и ресурсы при обслуживании сетей электроснабжения.