Устройство и оболочки кабеля из сшитого полиэтилена. секторные или круглые жилы, что лучше

Виды изоляционных материалов СПЭ

Сшитый полиэтилен может производиться по разным технологиям при изменениях температуры, давления проходящей реакции, а также сопутствующих веществ. При этом получают материалы, которые несколько отличаются по своим свойствам. В электроизоляционной промышленности используются:

PEXb – полиэтилен, «сшитый» химическим силановым (или силанольным) способом. В его производстве используются вещества кремневодороды, которые с повышением температуры до 80-90 C участвуют в гидролизе, связывая боковые ответвления полимерных макромолекул. Сравнительно дешевый метод, дает около 65 % сшивки. Был очень распространен на начальном этапе использования полиэтилена в качестве кабельной изоляции, но давал неравномерность распределения свойств по всему объему.
PEXa «сшивается» в присутствии перекиси водорода, из-за чего называется «пероксидным», при повышении температуры до 400 C и давления 8-9 атм. Такой метод модификации полиэтилена более сложный и дорогой, но дает до 80 % сшитых молекул и сравнительно равномерное распределение показателей по объему материала. Получил наибольшее применение как высоковольтная изоляция большой толщины.

ВНИМАНИЕ! На данный момент изоляция PEXb разрешена только для кабелей, рассчитанных на напряжение не более 1 кВ. При большем напряжении она имеет меньшую электростойкость, часто дает пробои и быстро приходит в негодность

Для изоляции провода в 10-35 кВ и более используется только материал PEXa!

Технические характеристики

В случае подключения к каким-либо цепям, важно убедиться, что характеристики кабеля ТППэп соответствуют параметрам работы устройства или его сетей. К основным техническим характеристикам относятся:

К основным техническим характеристикам относятся:

Номинальное рабочее напряжение – составляет для линий переменного тока 225 и 145 В, а для участков постоянного тока – 315 или 200В.
Допустимый предел рабочих температур – колеблется в пределах от – 50 до +60°С для марки ТППэп.
Сопротивление электрическому току – определяет способность кабеля проводить электроэнергию, для ТППэп оно варьируется в пределах от 216 до 27,4 Ом/км при протекании постоянного тока.
Емкость – особенно важна в определении полного сопротивления в цепях с переменным напряжением и составляет 45 нФ/км.
Сопротивление изоляции – измеряется мегаомметром и составляет не менее 6500 МОм.
Минимальный радиус изгиба – должен составлять не менее 10 наружных диаметров ТППэп. Определяется в зависимости от количества пар в конкретной модели, данное значение можно взять из таблицы.

Таблица: Расчетный наружный диаметр кабеля, мм

Количество пар проводов в кабеле	Диаметр жилы
0,32 мм	0,40 мм	0,50 мм	0,64 мм	0,70 мм	0,90 мм
5	6,5	7,1	7,9	9,0	9,7	11,4
10	7,7	8,4	9,6	11,5	12,5	15,5
20	9,5	10,6	12,3	15,4	16,8	21,2
30	11,2	12,4	15,1	17,6	20,2	24,4
50	14,2	15,6	18,5	22,8	24,9	31,3
100	17,6	21,3	26,1	30,7	33,7	42,3
200	24,4	28,6	34,0	41,4	45,7	57,4
300	29,5	33,4	41,0	49,9
400	32,9	38,5	46,1	56,2
500	35,9	42,1	51,6	62,1
600	39,7	45,3	55,6	67,2
700	42,3	49,3	59,7
800	44,6	52,1	63,2
900	46,8	54,7	66,4
1000	49,9	57,1	69,5
1200	53,8	62,1	75,3
1400	57,4
1600	61,6	70,2
1800	64,7	73,9
2000	67,7
2400

Как правильно выбрать сечение кабеля по мощности

Выбор сечения кабеля по мощности осуществляется очень аккуратно. Для начала необходимо найти технические характеристики устройства, к которому требуется подобрать кабель. Их можно найти:

На самом приборе. Чаще всего характеристики прописаны на специальных наклейках или штильдиках, которые прикрепляются на аппарат;
В инструкции по применению. На главной странице производитель нередко расписывает его параметры;
В специальном паспорте.

Как такового слова «Мощность» на нём найти можно редко, поэтому определить ее можно по обозначению единицы измерения. Для этого также существуют определенные правила:

Если устройство было произведено в российской, белорусской или украинской компании, то после значения будет обязательно стоять «Вт» или «кВт», так как мощность измеряется в ваттах или киловаттах;
На оборудовании, которое производится на территории европейских, азиатских или американских организациях , обозначение мощности — W. В том случае если вам необходимо определить потребляемую мощность, а в большинстве случаях требуется именно она, то нужно искать слова TOT, реже TOT MAX.

Только после того, как вы определили мощность вашего устройства, можно начинать выбор сечения проводки. Стоит отметить, что для удобства необходимо, чтобы все единицы измерения мощности были одинаковыми, то есть если вы планируете рассчитывать в ваттах, то и все остальные параметры мощности должны быть переведены в них.

Для того чтобы подобрать сечение, нужно воспользоваться специальной таблицей.

Пользоваться ей нужно следующим образом:

Соотнесите значение найденной мощности аппарата со значением в соответствующем столбике. Она может быть чуть больше или совпадать с мощностью вашего устройства. При этом не забывайте определить, сколько фаз в вашей сети, так как она может быть:
1. Однофазной, в таком случае стандартом является 220 В;
Для трехфазной норма является 380 В.
После этого нужно смотреть соответствующее ей определение в самом первом столбике. Здесь обозначается необходимые сечения проводки для мощности вашего устройства.

Для правильного расчета используется таблица подбора сечения кабеля.

Кабель СПЭ с ПВХ оболочкой

Марки кабеля ПвВ и АПвВ – это изделия с внешней оболочкой из поливинилхлоридного пластиката. Она применяется для прокладки в пожароопасных помещениях и там, где выставляются дополнительные условия по пожарной безопасности.

У них в аббревиатуре появляется дополнительная маркировка:

Нг

не поддерживающий горения

Некоторые переводят как ”не горючий”, но это не совсем верно. Он горит при воздействии прямого огня. Однако стоит огонь убрать, и поддерживать горение далее он не будет.

Такие кабеля в основном прокладываются внутри помещений. Для прокладки их в земле необходимо, чтобы влажность грунта не превышала 14%.

индекс Ls

с оболочкой пониженного дымовыделения

Например АПвВнг(В) – Ls 10.

Буква ”В” в скобках – кабель для эксплуатации в пожароопасных помещениях. Буква ”А” – во взрывоопасных. Иногда для огнезащитного барьера используется стеклолента.

Кабель АПвВнг(А) – Ls FRHF 10.

FR – огнестойкий

HF – без галогенный

Самый опасный галоген в кабелях это хлор. При горении вышеуказанная марка кабеля выделяет минимум дыма, горит только внутри пламени и не распространяет при пожаре вредных веществ.

ЛИТЕРАТУРА

1. R. Quirk, M. Alsamarraie, The Polymer Handbook 3rd Edition, p. 15-25. J. Wiley and sons.

2. C. Ku and R. Liepins, Electrical Properties of Polymers, Chapter 4, p. 102, Hanser publishers, 1987.

3. P. Caronia and S. Szaniszlo, Minutes of ICC, IEEE-PES, p. 260-265, 110th meeting, October 28th 2001.

4. N. Burns, R. Eichhorn, C. Reid, IEEE Electrical Insulation Magazine, Vol. 8, Issue 5, p. 8-24, 1992.

5. Miyashita T., “Deterioration of water-immersed polyethylene coated wire by treeing”, Proc. IEEE-NEMA Electrical Insulation Conference, Boston, 1969, pp 131-155

6. Dissado L.A. and Fothergill J.C., “Electrical degradation and breakdown in polymers”, Peter Peregrinus Ltd, 1992

7. E. Steennis, Kema Scientific & Technical Report, Volume 8 No. 3 June 1990.

8. Mendelsohn A., Person T.J., Shattuck G.B., Hartlein R., “Evaluation of tree retardant XLPE (TR-XLPE) and EPR insulated 35 kV cables after 17 years of field service”, Proc. Inter. Conf. Insul. Power Cables, 22-26 June 2003, Versailles, pp 592-597

9. Ramachandran S., Reed R.A., “TR-XLPE cables for utility power distribution: 20 years of field proven, value added performance”, Proc. Rural electric Power Conference, Rayleigh-Durham, 4-6 May 2003

10. Ramachandran S., Du L., Tan H., “Proven insulation technology for enhanced distribution cable life and improve reliability”, Proc. Asia Pacific Regional Conference on MV Power Cable Technology, 6-8 Sept 2005, Malaysia

11 T. Person, A. Mendelsohn, R. Hartlein, G. Shattuck, JiCable ’03, Paper B9.5, p. 556-561.

12. Mendelsohn A., Person T.J., Shattuck G.B., Hartlein R., “Evaluation of tree retardant XLPE (TR-XLPE) and EPR insulated 35 kV cables after 17 years of field service”, Proc. Inter. Conf. Insul. Power Cables, 22-26 June 2003, Versailles, pp 592-597
13. Lesur F., Lejour V., Surdon M, “Economical design of cable conductors”, Proc. Inter. Conf. Insul. Power Cables, 19-23 June 2011, Versailles, pp 280-285
14. Sutton S., “A life cycle analysis study of competing MV cable materials”, Proc. 21st Inter. Conf. On Electricity Distribution, 6-9 June 2011, Frankfurt
15. Pang P., Miao S., Leung S., Sutton S., “Choice of materials to improve reliability of distribution cables”, High Voltage Engineering Journal, 2011, 37, pp42-46
16. Aten M. and Ferris R., “Analysis of distribution losses and life cycle CO2 emissions”, Proc. 20th Inter. Conf. On Electricity Distribution, 8-11 June 2009, Prague
17. Fang X., Xu C., Wang W., “With transmission grid asset operation and maintenance fixed quota to support life cycle cost absorption and analysis”, Proc. 21st International Conf. On Electricity Distribution, 6-9 June 2011, Frankfurt
18.Simisuka N., Felani I., Erdiansyah N., “Simulation of life cycle costing analysis to evaluate project of installation high voltage undersea cable 150 kV circuit III and IV Java-Bali”, Proc. Inter. Conf. Insul. Power Cables, 19-23 June 2011, Versailles, pp 258-263
19. “Distribution Cable Research Digest 2000”, EPRI Publication BR-110693 (Доступен только для членов общества)

Cообщение об ошибке

Кабель СПЭ с круглыми жилами до 35кв

Данный кабель имеет в своей конструкции следующие материалы:

круглые жилы изготовлены из алюминия, который соответствует второму классу ГОСТ 22483

сверху каждая жила покрыта экраном. Материал экрана — экструдируемый эл.проводящий сшитый полиэтилен.

поверх этого идет еще одна изоляция — пероксидосшиваемая

далее следующий экран — экструдируемый эл.проводящий СПЭ

все это разделяется между собой бумагой или полимерной лентой.

отдельные медные проволоки образуют защитный экран. Такой экран идет вокруг каждой жилы. А скрепляются проволоки медной лентой.

Жилы скручиваются между собой и между ними идет заполнение — специальная смесь из ПВХ пластиката или из резины не вулканизированной (да к тому же мелозаполненной).

поверх всего этого идет внутренняя оболочка. Она делается на основе ПВХ пластиката (высоконаполненного) или опять же из не вулканизированной смеси с меловым наполнением.

внешняя оболочка покрыта светостабилизированным полиэтиленом, но встречается и поливинилхлоридный пластикат

Сфера применения кабеля СПЭ

Такие модели изделия в основном используют в кабельных каналах распределительных электрических линий, которые могут:

передавать высокую электрическую мощность;
создать повышенный класс надежности передачи электроэнергии по кабельным контурам;
выполнить схему линий электропередачи с высоким классом экологической и пожарной безопасности.

Опоры при прокладке кабельных линий

Многожильные провода с маркировкой ПвП, АПвП, ПвПу и АПвПу желательно использовать при установке кабельной линии в почти независимой от уровня коррозионной деятельности грунтов.

Разрешается прокладка этих моделей по воздуху, но при условии выполнения дополнительной защиты от возникновения пожаров и коротких замыканий.

Провода указанных моделей с приставками «г» и «2г» используются для прокладки в почве, в воде (в несудоходных озерах, реках) при соблюдении правил, исключающих механические дефекты изделий.

Также модели СПЭ кабелей используются для прокладки на сложных территориях кабельных дорог, в которых есть:

больше трех разворотов под углом больше 30 градусов;
прямолинейные зоны с тремя переходами или больше, в туннелях от 20 м;
выше двух трубных проходов от 35 метров и больше.

Процесс прокладки в туннеле

Свойства изоляции СПЭ

В качестве кабельной изоляции многие годы выступала промасленная бумага, которая не отличалась ни прочностью, ни стабильностью свойств. Она требовала обязательной твердой оболочки из металла, так как была неустойчива к механическим нарушениям, боялась воды и вертикальной прокладки, при которой масло стекало в нижнюю точку провода. Сейчас современные материалы из полимеров, в особенности из так называемого «сшитого» полиэтилена, все чаще заменяют бумажный способ изоляции.

Технические параметры

Сшитый полиэтилен – это полимер углеводорода этилена, модифицированный на молекулярном уровне до выстраивания абсолютно новой структуры. Полученная в процессе «сшивки» система межмолекулярных связей СПЭ выглядит, как трехмерная ячеистая сетка, похожая на кристаллическую решетку твердых веществ. Такое изменение дает особую прочность на разрыв и повышение всех остальных характеристик полиэтилена.

В сравнении как с маслонаполненной, так и ПВХ-изоляцией сшитый полиэтилен дает гораздо более высокие прочностные и диэлектрические характеристики, что видно из таблицы:

Показатели	СПЭ (PEX)-изоляция	Масляная изоляция	ПВХ-изоляция
Наибольшая температура, которую материал может выдерживать длительное время, C	90	85	70
Аварийно возможная температура, C	130	90	80
Максимум возможной температуры при коротком замыкании, C	250	200	160
Максимально допустимый ток короткого замыкания, А/мм2 Для медного провода Для алюминиевого провода	144 93	101 67	125 81
Диэлектрическая проницаемость при нормальной температуре (+20 C)	2,4	3,3	3,5
Диэлектрические потери при нормальной температуре (+20 C)	0,001	0,004	0,02

ИНТЕРЕСНО! Нижний температурный предел использования сшитого полиэтилена без изменения его диэлектрических и прочностных характеристик равен -50C, что выгодно отличает его от других полимеров (ПВХ, полипропилен), температурный диапазон эксплуатации которых начинается лишь с -15 C.

Преимущества использования

Использование СПЭ для изоляции силовых кабелей дало возможность как расширения эксплуатационных свойств электропроводки, так и более удобного ее монтажа:

Высокие диэлектрические показатели полиэтилена при минимальных диэлектрических потерях разрешили проблему изоляции высоковольтных линий,
Увеличение максимально допустимой температуры позволило увеличить пропускную способность провода на 20-30% по сравнению с бумажно-масляными аналогами,
Стойкость к быстрому повышению температуры с рабочей до максимальной величины обезопасила ситуации коротких замыканий,
Влагонепроницаемость PEX-изоляции исключила необходимость гидрозащиты,
Устойчивость к механическим повреждениям отменила обязательную металлическую оболочку для провода небольшого сечения, тем самым облегчив его вес и уменьшив нагрузку на опорные конструкции при монтажных работах,
Эластичность сшитого полиэтилена сделала кабель очень гибким, что позволило свободно менять направление прокладки и делать ее разноуровневой,
Стойкость к отрицательным температурам до -50 C без изменения пластичности сделала возможным монтаж электросетей в зимних условиях без предварительного подогрева кабеля.

Недостатки

Изоляция из сшитого полиэтилена, при всех положительных качествах, имеет следующие недостатки, ограничивающие ее использование:

Полиэтилен, даже «сшитых» образцов, плохо переносит длительное воздействие ультрафиолетового излучения, поэтому его использование на открытых для солнечного света местах нежелательно,
На PEX-материалы оказывает разрушающее воздействие проникающий в их структуру свободный кислород воздуха, в связи с чем изделия нуждаются в специальном защитном покрытии.

ВАЖНО! Из-за уменьшения срока службы СПЭ при использовании в открытых местах одновременно с идеальными изоляционными свойствами в защищенных зонах его используют для изготовления изоляции, которая непосредственно соприкасается с проводящей ток металлической жилой. Внешние же оболочки кабеля делаются из других материалов

Область применения

Применяются для стационарной прокладки в земле (в траншеях) независимо от степени коррозионной активности грунтов и вод.

Кабели герметизированы от проникновения влаги, что позволяет эксплуатировать кабели в грунтах с повышенной влажностью и сырых, частично затапливаемых сооружениях, а также, по согласованию с предприятием-изготовителем, в судоходных и несудоходных водоемах – при соблюдении мер, исключающих механические повреждения кабеля.

Допускается прокладка на воздухе без защиты от солнечной радиации, в том числе в кабельных сооружениях, при условии обеспечения дополнительных мер противопожарной защиты, например, нанесения огнезащитных покрытий.

Кабели прокладываются на трассах без ограничения разности уровней.

Кабели марок ПвПу2г предназначены для прокладки на сложных участках кабельных трасс.

ПУТИ СНИЖЕНИЯ СЕБЕСТОИМОСТИ КАБЕЛЕЙ С ИЗОЛЯЦИЕЙ ИЗ СПЭ

Хотя стоимость кабеля и арматуры обычно не превышает 30% от всех затрат на кабельную систему с учётом прокладки, её снижение всегда остаётся актуальным. Для большинства европейских стран вопрос перехода от кабелей с БПИ к кабелям с изоляцией из СПЭ вообще не стоял, поскольку стоимость производства кабелей с БПИ там выше, чем изготовление кабелей с изоляцией из СПЭ. В России же ситуация кардинально отличается: кабели с БПИ дешевле кабелей с изоляцией из СПЭ. Чтобы как-то сократить эту разницу, ведутся поиски путей снижения себестоимости кабелей с изоляцией из СПЭ.

Одним из возможных решений является применение секторной конструкции, аналогичной кабелям с БПИ. Преимущества данной конструкции заключаются в отсутствии необходимости использования заполнения (снижение стоимости и веса кабеля), а также в уменьшении диаметра кабеля (большая длина на барабане). При этом данные кабели обладают существенным недостатком: для монтажа арматуры требуется очень квалифицированный персонал, так как малейшая неточность при сборке приводит к отказу кабельной системы. Именно по этой причине, например, электросетевые компании Германии, а также большинства других европейских стран отказались от применения подобной конструкции, поскольку вероятность отказа кабельной системы в течение короткого срока эксплуатации очень велика.

Другое решение — это использование конструкции с круглыми жилами, но также без заполнения. Эти кабели производит, например, компания Ericsson, кабельное подразделение которой недавно стало частью NKT Cables. В данном случае также снижаются вес и стоимость за счёт неиспользования заполнения, но отсутствуют проблемы, связанные с монтажом. Хотя стоит отметить, что размеры кабеля всё-таки больше по сравнению с кабелем с секторными жилами.

За последние годы в России и странах СНГ кабельными предприятиями было установлено более 15 самых современных линий для производства кабелей с полимерной изоляцией. Данные мощности полностью удовлетворяют потребность в кабелях среднего напряжения. К сожалению, при строительстве новых кабельных линий, замене либо капитальном ремонте старых многие энергетические компании России, за исключением Москвы (с 2004 года) и Санкт-Петербурга, не рассматривают затраты на кабельную систему на весь срок службы, с учётом расходов на её обслуживание, а делают выбор в сторону минимальных единовременных затрат. Тем не менее ввиду существенных преимуществ кабелей с полимерной изоляцией, меньших затрат на их эксплуатацию и растущих потребностей в надёжных и бесперебойных поставках электроэнергии, а также повышающихся требований к экологии переход распределительных сетей России на данный тип кабелей представляется неизбежным и целесообразным.

Диэлектрическая и магнитная проницаемость диэлектрического материала кабеля

Абсолютная диэлектрическая проницаемость используемого в коаксиальном кабеле диэлектрика определяет скорость распространения сигнала в кабеле. Обычно эта величина обозначается греческой буквой ε

(эпсилон) и представляет собой меру сопротивления электрическому полю в данном материале. В диэлектрике электрическое поле уменьшается. В системе СИ диэлектрическая проницаемость измеряется в фарадах на метр (Ф/м). Вакуум имеет наименьшую диэлектрическую проницаемость. В связи с этим диэлектрическая проницаемость вакуума была выбрана в качестве константы — электрической постояннойε0 = 8,854187817…×10−12 Ф/м. Ранее она носила название диэлектрической постоянной или диэлектрической проницаемости вакуума. Эта постоянная не имеет какого-либо физического смысла, это просторазмерный коэффициент и именно поэтому он теперь называется электрической постоянной.

Для конкретного диэлектрического материала диэлектрическая проницаемость обычно выражается в виде отношения его диэлектрической проницаемости к диэлектрической проницаемости вакуума, то есть

Скорость света в вакууме c0

связана с магнитной постояннойμ0 и электрической постоянной следующей формулой:

или

Магнитная проницаемость — мера способности материала поддерживать в нем магнитное поле. Обычно она обозначается греческой буквой μ

и измеряется в СИ. Относительная магнитная проницаемость, обычно обозначаемая какμr (от англ. relative — относительный), представляет собой отношение магнитной проницаемости данного материала к магнитной проницаемости вакуума (магнитной постоянной). Относительная магнитная проницаемость абсолютного большинства используемых в коаксиальных кабелях диэлектриков равнаμr = 1.

Магнитная постоянная, ранее называемая магнитной проницаемостью вакуума, численное значение которой вытекает из определения силы тока ампера с учетом образования магнитного поля при протекании тока по проводнику или при движении электрического заряда. Она равна

μ0

= 4π × 10−7 ≈ 1,256637806 × 10–6 Гн/м

Магнитная проницаемость μ

и диэлектрическая проницаемостьε определяют фазовую скорость распространения электромагнитного излучения в диэлектрике

В вакууме эта формула изменяется на

Для немагнитных материалов (то есть для диэлектриков, используемых в коаксиальных кабелях), формула для фазовой скорости упрощается:

Как мы видим, чем выше диэлектрическая и магнитная проницаемость, тем ниже фазовая скорость распространения электромагнитного излучения в диэлектриках.

Байонетные коаксиальные радиочастотные соединители (разъемы, коннекторы) типа BNC широко используются для присоединения кабелей для передачи цифровых и аналоговых аудио и видеосигналов к испытательному оборудованию, электронным устройствам, антеннам и авиационным приборам. Обычно на кабелях устанавливают вилки (на жаргоне — «папы»), а на панелях оборудования — розетки (на жаргоне — «мамы»).

Виды кабеля

Кабель разных марок хоть и выглядят похоже, на деле имеют массу различий. Для производства жил и оболочек используются разнообразные материалы. Кроме того, изделия могут иметь дополнительные конструкционные элементы. В зависимости от металла, из которого изготовлены жилы различают алюминиевые имедные проводники.

Алюминий

– недорогой материал, отличающийся малым весом. Тем не менее использование алюминиевых изделий в качестве проводки в жилом помещении запрещено, что связано с недостатками металла: текучестью; окислением, ведущим к образованию ухудшающей проводимость оксидной пленки и хрупкостью.

Электропроводимость у медных

жил в 1,7 раза лучше, чем у алюминиевых. Эластичность и гибкость материала позволяет выдерживать множество деформаций при прокладке и использовании. Впрочем, и медь – не идеал: вес медного кабеля в три раза превышает вес алюминиевого аналога. Стоимость материала также говорит не в его пользу. Кроме того, жилы и контакты окисляются на воздухе.

Продвигаясь изнутри конструкции проводников наружу, рассмотрим изоляционные материалы. От их типа зависит способность кабельно-проводниковой продукции выдерживать различное напряжение, воздействие высоких и низких температур, ультрафиолета, сопротивляться механическим повреждениям и другим внешним факторам. Наибольшей популярностью пользуются такие материалы, как поливинилхлорид (ПВХ)

,полиэтилен ,резина ибумага с пропиткой .

Изделия в ПВХ-изоляции

прокладываются внутри помещений, что связано с чувствительностью материала к низким температурам и ультрафиолету. Проблемы могут быть решены применением специальных добавок, а также прокладкой в трубах. В целом, материал неплохо сопротивляется повреждениям и износу.

Проводники в полиэтиленовых оболочках

, не подверженные разрушению кислотами и щелочами, эксплуатируются при широком диапазоне температур. Для улучшения характеристик применяются добавки, а также вулканизация. Технология позволяет лучше противостоять растрескиванию, а также повысить температуру плавления.

Кабель, покрытый резиной

, хорошо гнется, практически не поглощает влагу. Использование материала повышает стоимость готовой продукции. Кроме того, со временем резиновая оболочка теряет эластичность.

Проводники в пропитанной бумаге

на основе сульфатной целлюлозы выдерживают напряжение до 35 кВ. Для защиты от влаги применяются дополнительные оболочки.

Конструкция кабеля может содержать дополнительные элементы. Существуют экранированные

,бронированные изделия, моделив хлопчатобумажной и стальной оплетке . Экранирование применяется для защиты от помех и выравнивания электромагнитного поля внутри проводников. Бронирование предохраняет кабельно-проводниковую продукцию от значительных механических воздействий. Оплетки помогают предотвратить нарушение изоляции, а также противостоять растяжению.

Модель

Была разработана простая модель расходов на жизненный цикл13,14, включающая следующие факторы:

Стоимость кабеля
Стоимость монтажа кабельной линии
Прогнозируемый срок службы кабеля
Условия окончания срока службы – время до потери надежности, количество отказов кабеля до его замены
Расходы на восстановление кабеля после повреждения
Расходы на техническое обслуживание
Расходы, связанные с потерями в кабеле (потери в проводнике, диэлектрике и оболочке)

Для более эффективного сравнения кабельных технологий, использующих кабели с различным прогнозируемым сроком службы (которые будут рассмотрены в этом документе), результат модели рассчитывается для нескольких жизненных циклов: за более длительный период времени в кабеле с более коротким жизненным циклом происходит больше событий отказа, чем в кабеле с более длинным жизненным циклом. На рис. 2 показаны жизненные циклы кабелей с 25-летним жизненным циклом (кабель A) и 40-летним жизненным циклом (кабель B) за 80 лет. Предполагается, что оба типа кабеля прокладываются в год 1 и отказы кабелей обоих типов начинают появляться за 5 лет до окончания жизненного цикла (т. е. в данном случае через 20 и 35 лет службы кабеля). По завершению жизненного цикла кабели заменяются на кабели такого же типа; так кабель A первый раз заменяется через 25 лет службы, а кабель кабель B — через 40 лет. За 80 лет линия, содержащая кабель A, заменялась чаще (три раза) и испытывала больше отказов, чем линия, содержащая кабель B (дважды).

В примере, показанном на рис. 2, увеличение количества отказов в конце жизненного цикла кабеля приближено к точке поворота на U-образной кривой надежности. Также в этом случае не учитывались отказы в начале жизненного цикла кабеля (в период приработки) и повреждения по вине третьей стороны в течение его жизненного цикла . Другой метод моделирования отказов кабеля в течение всего его жизненного цикла — сбор распределительными сетевыми компаниями статистических данных об отказов (например, количество отказов на 100 километрах линии за год) и преобразование их в среднюю стоимость восстановления одного метра линии за каждый год использования кабеля до окончания его жизненного цикла). В этой работе используется именно этот метод, причем расчет всех расходов основан на данных, предоставленных ОАО «Ленэнерго».

В этой модели также учитывались расходы на монтаж новой линии после окончания жизненного цикла существующей линии. Например, при расчете расходов на жизненный цикл кабелей, проложенных в трубопроводах за первый год необходимо учитывать расходы на монтаж как кабелей, так и трубопроводов, однако в конце жизненного цикла кабеля необходимо заменить только кабели, поскольку трубопроводы можно использовать повторно.
В этой модели не учитывались косвенные финансовые последствия отказов кабеля (например, потеря репутации компании, штрафы контрольно-надзорных органов или снижение доходов). Дополнительные сведения о модели можно найти в13.

Выводы

На основе подробного обсуждения и детальных данных, предоставленных ОАО «Ленэнерго», был проведен анализ расходов на жизненный цикл кабеля с БПИ и кабеля с изоляцией из триингостойкого СПЭ. Результаты проведенного анализа показали следующее:

Если рассматривать только первоначальные расходы на жизненный цикл кабелей обоих типов, прокладываемых в городе, при условии, что жизненный цикл кабелей обоих типов составляет 30 лет, то расходы на жизненный цикл кабеля с изоляцией из СПЭ на 3,6% меньше, чем на жизненный цикл кабеля с БПИ.
Если предположить, что кабели с изоляцией из СПЭ будут служить 40 лет (что соответствует жизненному циклу кабелей такого типа, используемых в странах Западной Европы и США), то экономия увеличивается почти до 12%.
Кабель с изоляцией из СПЭ имеет более высокую максимально допустимую температуру токопроводящей жилы по сравнению с кабелем с БПИ, и поэтому по нему можно передавать больше электроэнергии. Если расходы на жизненный цикл корректируются с учетом повышения пропускной способности, то экономия увеличивается до 25% даже при самых консервативных предположениях.

Трехфазные кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена

В основной массе производятся именно однофазные кабеля СПЭ. Однако кроме них, также выпускают и 3-х фазные виды.

Правда следует учитывать, что трехфазные делают только на напряжение до 35кв. От 110кв и выше, уже идут только однофазные варианты.

Преимущественная форма жилы – круг. Такие виды более эффективны, чем секторные.

Электромагнитное поле распространяется наиболее далеко именно от выступающих мест на токоведущих частях. А круглые жилы таких выступов практически не имеют.

Кроме того, при расположении круглых жил в равностороннем треугольнике образуется симметричное магнитное поле, потери в котором достаточно низкие.

Трехфазные кабеля СПЭ с заполнением могут прокладываться в условиях любой влажности.

Разве что, при монтаже в воде, применяют дополнительные защитные слои, герметизирующие внутреннюю поверхность.

Трехфазные кабеля без полноценного заполнения внутренних полостей, имеют несколько недостатков:

затрудняется их эксплуатация на протяженных трассах

При установке манжет и муфт возникают полости на сторонах треугольника жил. Отсюда вытекает риск недостаточной герметизации. Поэтому такие кабеля, без заполнения внутренних полостей, не предназначены для прокладки в земле.