Cовременные технологии кабельной арматуры на средний класс напряжения

Page 1
background image

Page 2
background image

108

Сборник докладов XIX заседания Ассоциации электроснабжения городов России «ПРОГРЕССЭЛЕКТРО»

МАРКЕЛОВ А.И.,

региональный директор TE Connectivity Raychem

CОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ КАБЕЛЬНОЙ 
АРМАТУРЫ НА СРЕДНИЙ КЛАСС НАПРЯЖЕНИЯ

В 

 России в 90-е годы начала применяться 
термоусаживаемая (т/у) кабельная арма-
тура (КА) для кабелей на средний класс 

напряжения. Универсальность, надёжность и 
долговечность сделали эту технологию популяр-
ной. Новая КА стала постепенно вытеснять клас-
сическую свинцовую технологию, которая тради-
ционно применялась по всей России. В настоящее 
время можно сказать, что свинцовая технология 
в России полностью вытеснена т/у технологией. 
Успех т/у КА кабелей с бумажно-пропитанной 
изоляцией, помимо её вышеперечисленных 
свойств, был обеспечен также более техноло-
гичным, простым и быстрым монтажом. Для КА 
кабелей с бумажно-пропитанной изоляцией были 
разработаны и внедрены новые маслостойкие 
материалы, эффективная маслостойкая систе-
ма выравнивания электрического поля в месте 

среза экрана кабеля (в корешке кабеля), новые 
контактные соединения: механические болтовые 
соединители/наконечники, система непаянного 
заземления металлической оболочки. Т/у КА 
на средний класс напряжения применяется в 
России уже почти 20 лет и является на сегодняш-
ний день основной. Эластомерная технология 
в виде адаптеров для подключения кабелей к 
компактным элегазовым распредустройствам 
появилась в России примерно в это же время. По 
всему миру эти две наиболее распространённые 
технологии применяются на среднем напряже-
нии уже более 40 лет. Применение конкретной 
технологии обуславливается условиями монта-
жа, эксплуатации, а также желанием и опытом 
заказчика. Например, во Франции применяется 
в основном эластомерная КА, которая монтиру-
ется на распространённые здесь пластмассовые 

кабели с экраном 
из алюминиевой 
фольги, склеенной с 
наружной оболочкой 
кабеля. Такой экран 
не рассчитан на боль-
шие токи к.з. и непри-
меним, например, 
для сетей с изолиро-
ванной нейтралью с 
большими токами в 
экране. В Германии 
больше применяется 
т/у КА по сравнению 
с эластомерной КА. 
Как видно из графика 
(рис.1), применение в 
Европе т/у КА превы-
шает применение 
эластомерной КА. 

Рис. 1. Сравнение применения т/у и эластомерной технологий 

в некоторых странах Европы


Page 3
background image

109

6–8 февраля 2013 г. Ханты-Мансийск

Одновременно с разработкой и бурным внедре-
нием конструкций кабелей с пластмассовой 
изоляцией в 70-х годах (рис. 2) создавались и 
муфты для них. Это было время рождения т/у и 
эластомерной КА на средний класс напряжения 
для кабелей с полимерной изоляцией.

Целью данной работы является описание 

различных технологий, применяемых в совре-
менной КА, с упором на эластомерную техно-
логию, которая применяется в России намного 
реже и поэтому менее известна.

ТЕХНОЛОГИЯ ЭЛАСТОМЕРНЫХ 

НАТЯЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Эластомерные муфты, изготовленные по 

натяжной технологии, хранятся и поставля-
ются заказчику в нерастянутом состоянии. 
При монтаже муфты должны надвигаться на 
разделанный кабель, причём для этого могут 
потребоваться специальные приспособления 
(рис. 3, 4). После монтажа муфты остаются в 
растянутом состоянии. Для этой технологии 
характерно применение эластичных силиконо-
вых и более жёстких EPDM-материалов (напри-
мер, адаптеры, рис. 5). При использовании 
эластичных материалов монтаж выполняется 
проще, обеспечивается больший рабочий диапа-
зон. Однако такие материалы чувствительны к 

A — бумажные кабели с медной жилой
B — бумажные кабели с алюминиевой жилой
C — одножильные бумажные кабели
D — три одножильных кабеля в отдельных оболочках
E — трёхжильные кабели с бумажной изоляцией в 
общей оболочке
F — полимерные кабели

Рис. 2. Эволюция конструкций кабеля, %

Рис. 5. Натяжные концевые муфты 

с адаптерами

Рис. 3. Принцип натяжной технологии

Рис. 4. Натяжные соединительные муфты

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

55

60

70

75

80

65


Page 4
background image

110

Сборник докладов XIX заседания Ассоциации электроснабжения городов России «ПРОГРЕССЭЛЕКТРО»

механическим повреждениям, причём появив-
шиеся в них трещины могут самопроизвольно 
развиваться. Также следует учитывать возмож-
ность обратного сползания в процессе монтажа 
и после него. Эластомерные материалы должны 
обеспечить сочетание эластичности, электри-
ческой прочности, стойкости к механическим 
воздействиям и воздействиям окружающей 
среды. Как правило, на среднее напряжение 
не требуется применение специального инстру-
мента для натяжения корпусов муфт. Монтаж 
должен выполняться при температурах выше 
0°С. Муфта надвигается на разделанный кабель 
на строго определённую длину. После монта-
жа трубка обеспечивает давление с силой, 
необходимой для герметизации. Конструкция 
муфт должна исключать обратное сползание 
и обеспечивать необходимые электрические 
характеристики.

МУФТЫ КОНЦЕВЫЕ ЭЛАСТОМЕРНЫЕ 

НАТЯЖНЫЕ НА НАПРЯЖЕНИЕ 10—35 КВ

Концевые муфты с нелинейной системой 

выравнивания напряжённости электрическо-
го поля (ВНЭП)

Конструкция муфты (рис. 6) включает в себя 

эластомерный трекингостойкий изоляционный 
корпус; мастичную пластину системы ВНЭП, 
основанную на нелинейной характеристике 
материала; самослипающиеся ленты для герме-
тизации проволок экрана и наконечника.

Основные преимущества:

• компактная конструкция;
• эффективная нелинейная система ВНЭП 

(рис. 7);

•  большой диапазон применения (рис. 8);
•  длительное хранение на складе.

Рис. 8. Типоразмерная линейка концевых 

муфт внутренней и наружной установки на 

напряжение 10—35 кВ

Рис. 6. Монтаж концевой муфты

Рис. 7. Нелинейная система ВНЭП

Рис. 9. Комплект материалов на 3 фазы


Page 5
background image

111

6–8 февраля 2013 г. Ханты-Мансийск

экрана и наконечника; комплектацию для болто-
вых наконечников и под опрессовку (рис. 11).

Основные преимущества:

• компактная конструкция;
•  негорючесть и самозатухание;
• химостойкость;
•  быстрый и лёгкий монтаж;
•  большой диапазон применения;
•  длительное хранение на складе.

ТЕХНОЛОГИЯ ЭЛАСТОМЕРНЫХ 

ПРЕДРАСТЯНУТЫХ МАТЕРИАЛОВ

Технология эластомерных предварительно 

растянутых материалов похожа на технологию 
натяжных материалов. Отличие заключается в 
том, что эластомерная трубка (рис. 12) предвари-
тельно растягивается и помещается на прочное 
удерживающее основание (рис.13). Материал 
при этом требуется растянуть с достаточно 
большой силой, поэтому для такой технологии 

Концевые муфты с системой геометриче-

ского ВНЭП

Конструкция (рис. 9) включает в себя эласто-

мерный корпус, стойкий к погодным воздействи-
ям, UV-cтойкий, химостойкий, со свойствами 
негорючести и самозатухания, со встроенной 
системой геометрического ВНЭП (рис.10); само-
слипающиеся ленты герметизации проволок 

Рис. 10. Встроенная геометрическая 

система ВНЭП

Рис. 11. Натяжные концевые муфты для 

болтовых наконечников и под опрессовку

Рис. 12. Эластомерный корпус, включающий:

Рис. 13. Монтаж предрастянутого корпуса

•  встроенную геометрическую систему ВНЭП;
•  «клетку Фарадея» над соединителем;
•  внешний эластомерный экран


Page 6
background image

112

Сборник докладов XIX заседания Ассоциации электроснабжения городов России «ПРОГРЕССЭЛЕКТРО»

предпочтительно использование более эластич-
ных силиконов и EPDM-материалов, чем для 
технологии натяжных материалов. Но при этом 
следует учитывать возможность обратного спол-
зания и самопроизвольного развития трещин, 
которые могут образовываться на поверхности 
при механическом воздействии. Также для всех 
эластомерных материалов со временем харак-
терно ухудшение упругих свойств. Невозмож-
ность вернуться в своё первоначальное состояние 
(рис. 14) из-за остаточной деформации ограни-
чивает срок хранения и диапазон применения 

предрастянутых материалов 
(рис.15). Сила усадки эласто-
мерного метериала должна 
быть достаточной для надёж-
ной герметизации, механи-
ческой защиты и требуемых 
электрических характеристик 
даже при потере упругости 
во время гарантийного срока 
хранения. Качественную 
предрастянутую КА отли-
чает сочетание требуемой 
эластичности, электрической 

прочности, механической прочности и стойкости 
к воздействиям окружающей среды.

Надёжность и долговечность такой муфты 

(рис. 16) зависит от того, как точно она была 
установлена на кабеле во время монтажа, поэто-
му от кабельщика требуется чёткое исполнение 
монтажной инструкции. Качественная кабельная 
арматура отличается заданными электриче-
скими характеристиками, обладает стойкостью 
к воздействию окружающей среды, явлениям 
трекинга и эрозии.

Основные преимущества:

• простота монтажа без специальных инстру-

ментов;

•  сокращение количества монтажных операций;
• расчётное распределение поля в корпусе 

муфты;

•  герметизация самослипающимися лентами.

Предрастянутая соединительная муфта 

«всё-в-одном»

Жилы соединяются механическими соеди-

нителями, поставляемыми в комплекте. Все 
компоненты муфты — корпус, экран из медной 
сетки и внешняя трубка — поставляются пред-
варительно растянутыми на одном спиральном 
корде (рис. 17). В корпус муфты, как это было 
описано выше, интегрированы «стресс-конусы», 
имеющие точно рассчитанную геометрическую 
форму, при помощи которых выполняется 
выравнивание электрического поля в местах 
среза экрана кабеля. Монтаж производится 
путём вытягивания спирального корда из корпу-
са (рис.18). Интегрированный экран из медной 
сетки отгибается на проволоки экранов кабелей 
и фиксируется роликовыми пружинами (рис. 19). 
Такая система непаянного заземления также 
применима для кабелей с алюминиевым лами-
нированным экраном типа AHXAMK-W (кабели 

Рис. 14. Принцип предрастянутой технологии

Рис. 16. Конструкция предрастянутой 

муфты со встроенной геометрической 

системой ВНЭП

Рис. 15. Типоразмерная линейка 

предрастянутых корпусов от 25 до 630 мм

2


Page 7
background image

113

6–8 февраля 2013 г. Ханты-Мансийск

типа NK). Герметизация осуществляется само-
слипающимися мастичными лентами.

Контроль качества предрастянутого корпуса 

на заводе:
•  100%-й визуальный осмотр каждого из корпу-

сов муфт;

•  механические испытания корпуса;
•  замеры проводимости экранного слоя.

Предрастянутая соединительная муфта с 

накатной оболочкой (рис. 20)

Жилы соединяются механическими соедини-

телями, поставляемыми в комплекте. Силиконо-
вый корпус муфты поставляется предварительно 

растянутым и установленным на спиральный 
корд. По мере удаления спирального корда 
корпус муфты усаживается на разделанный 
кабель (рис. 21). Медная сетка оборачивается 
вокруг места соединения и восстанавливает 
металлический экран. Для кабелей с проволоч-
ным экраном при соединении экранов приме-
няется механический болтовой соединитель 
(рис. 22). Для кабелей с ленточным экраном в 
комплект муфты входит система непаянного 
заземления, которая также применима для кабе-
лей с алюминиевым ламинированным экраном 
типа AHXAMK-W. Таким образом, возможно 
соединение экранов различных типов. Внешняя 
герметизация и защита обеспечиваются труб-
кой накатного типа (рис. 23). Трубки накатного 
типа разработаны для обеспечения изоляции и 
восстановления наружного покрова кабельных 

Рис. 17. Соединительная муфта 

«всё-в-одном»

Рис. 18. Монтаж предрастянутого корпуса 

 

Рис. 19. Соединение экранов кабелей

Рис. 20. Эластомерная соединительная муфта с 

наружной накатной оболочкой 

Рис. 21. Монтаж основного эластомерного 

корпуса

Рис. 22. Соединение экранов кабелей


Page 8
background image

114

Сборник докладов XIX заседания Ассоциации электроснабжения городов России «ПРОГРЕССЭЛЕКТРО»

муфт. Конструкция трубки накатного типа пред-
ставляет собой двухслойную эластомерную труб-
ку, внутреннее пространство которой заполнено 
смазкой. Трубка поставляется на основании и 
при монтаже сдвигается с основания на один из 
соединяемых кабелей. После соединения кабе-
лей трубка накатывается на место соединения. 
Рабочий диапазон трубки позволяет применять 
её на диаметрах в два раза больше исходного. 
Характерная особенность монтажа двухслойной 
эластомерной трубки — точность установки. 
Трубку можно использовать как для временной 
изоляции соединения, так и для постоянной уста-
новки на кабеле. В последнем случае края трубки 
дополнительно герметизируются и фиксируются 
на кабеле при помощи мастики.

Предрастянутая соединительная муфта с 

термоусаживаемой оболочкой (рис. 24).

Конструкция муфты повторяет предыдущую 

конструкцию муфты с накатной оболочкой, за 

Рис. 23. Наружная двухслойная трубка 

с мастичной герметизацией

Рис. 24. Гибридная муфта

Рис. 25. Монтаж гибридной муфты

исключением наружной оболочки, выполненной 
из термоусаживаемой трубки. Термоусаживаемая 
трубка придаёт конструкции муфты жёсткость и 
большую механическую прочность. Муфту можно 
применять для подземной установки (рис. 25).

Предрастянутая соединительная муфта в 

пластмассовом каркасе 

Конструкция муфты повторяет муфту с 

накатной оболочкой. Вместо внешней оболочки 
используется пластмассовый корпус, который 
заливается компаундом. Муфта предназначена 
для подземной установки (рис. 26).

Рис. 26. Соединительная муфта в 

пластмассовом каркасе

Предрастянутая ответвительная муфта

Интересное с технической и коммер-

ческой точек зрения решение, позволя-
ющее ответвлять одножильные кабели 
с пластмассовой изоляцией (рис. 27). 
Специально разработанный механиче-
ский соединитель (рис. 28) в сочетании 

с конструкцией муфты обеспечивает быстрое, 
простое и надёжное ответвление от магистраль-
ного кабеля (рис. 29).

Предрастянутая «капа» под напряжением 

(рис. 30)

Герметичное оконцевание экранированного 

одножильного кабеля с пластмассовой изоляци-
ей под напряжением 10 и 20 кВ. Разделка кабеля 
аналогична разделке для монтажа соединитель-
ных муфт. В продолжение жилы устанавлива-
ется изоляционный стержень. Устанавливается 
предрастянутый эластомерный корпус; поверх 
него накладывается подмотка из медной сетки. 


Page 9
background image

115

6–8 февраля 2013 г. Ханты-Мансийск

Наружная защита обеспечивается накатной 
двухслойной трубкой с герметизацией самосли-
пающимися мастичными лентами.

Муфты концевые эластомерные предрас-

тянутые

Конструкция муфты (рис. 31) включает в себя 

эластомерный трекингостойкий изоляционный 
корпус, предварительно растянутый на жёсткую 
полимерную трубку (рис. 32); мастичную пласти-
ну системы ВНЭП, основанную на нелинейной 
характеристике (на базе оксида цинка (ZnO), 
рис. 33); самослипающиеся ленты для гермети-
зации проволок экрана и наконечника.

Рис. 27. Общий вид ответвительной муфты

Рис. 28. Ответвительный соединитель

Рис. 29. Монтаж ответвительной муфты

Рис. 30. «Капа» под напряжением

Рис. 31. Комплект материалов на одну фазу

 

Рис. 32. Монтаж концевой муфты


Page 10
background image

116

Сборник докладов XIX заседания Ассоциации электроснабжения городов России «ПРОГРЕССЭЛЕКТРО»

Основные преимущества:

• компактная конструкция;
•  эффективная нелинейная система ВНЭП;
•  большой диапазон применения;
•  длительное хранение на складе.

Переходная муфта

Муфты предназначены для соединения одно-

жильных кабелей с пластмассовой изоляцией с 
кабелями с бумажной изоляцией на напряжение 
до 35 кВ.

Рис. 34. Маслостойкая экранированная трубка 

Рис. 33. Нелинейная система ВНЭП

жёстким полимерным корпусом, который запол-
няется компаундом. Муфта предназначена для 
подземной установки. Комплект материалов 
показан на рис. 35. Основные этапы монтажа 
можно увидеть на рис. 36.

Рис. 35. Комплект материалов 

переходной муфты

Основным элементом конструкции является 

эластомерная трёхслойная трубка ОВТС, кото-
рая устанавливается на жилы кабеля с бумажной 
изоляцией (рис. 34). Первый слой эластомерной 
трубки — маслостойкий, он защищает всю 
конструкцию от проникновения масла, затем 
идёт изоляционный слой и сверху наложен 
эластомерный экран. Трубка поставляется пред-
варительно растянутой на жёсткой полимерной 
трубке, а не на корде, для того чтобы не повре-
дить бумажную изоляцию кабеля при её установ-
ке на жилу. Корешок кабеля с бумажной изоля-
цией надёжно герметизируется специальной 
маслостойкой вставкой и маслостойкой мастич-
ной лентой. На соединитель устанавливается 
предрастянутый эластомерный экранированный 
корпус со встроенной геометрической системой 
ВНЭП. Металлический экран восстанавливается 
медной сеткой. Внешняя защита осуществляется 

Рис. 36. Монтаж переходной 

эластомерной муфты

ЗАЛИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

Заливочный материал (рис. 37) состоит из 

двух компонентов, поставляемых в пакетах 
или банках. После смешивания компонентов 
материал заливается в корпус и застывает 
(рис. 38). Ранее для заливки часто применялись 
материалы на основе полиуретана или эпоксид-
ной смолы с затвердителем для процесса сшив-
ки. В процессе застывания таких материалов 
выделяется тепло, а сами материалы оказывают 
вредное воздействие на окружающую среду и 
здоровье людей из-за наличия в них изоциана-
тов. После застывания материал становился 
очень жёстким, неспособным к циклическим 


Page 11
background image

117

6–8 февраля 2013 г. Ханты-Мансийск

нагрузкам. Современные компаунды также 
состоят из двух компонентов, но не оказывают 
вредного воздействия на здоровье и позволяют 
производить монтаж при низких температурах. 
При смешивании компоненты вступают в реак-
цию и образуют поперечно-сшитую структуру. 
В процессе реакции выделения тепла не проис-
ходит. После застывания компаунд надёжно 
склеивается с материалами кабелей любого 
типа, оставаясь при этом эластичным, что 
практически исключает образование разрывов, 
трещин или сколов. Компаунд — превосходный 
изоляционный материал, адаптирующийся 
к тепловому расширению кабелей, надёжно 
приклеивающийся к металлам и защищающий 
их от коррозии. При необходимости демонтажа 

компаунд может быть легко удалён с металличе-
ских поверхностей. Состав может смешиваться 
при температурах до -10°C. Новый материал по 
сравнению с другими заливочными составами 
является экологически безопасным, нетоксич-
ным и удобным в монтаже, транспортировке и 
утилизации материалом. Заливочный состав 
может хранится в упаковке 24 месяца с момента 
производства.

ГЕЛЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

Гелевая технология применяется для низко-

вольтных кабелей. Гель заполняет две половинки 
корпуса муфт. Корпус устанавливается на место 
соединения или ответвления, крышки сводятся 
до щелчка — и монтаж завершён (рис. 39).

Рис. 37. Заливочный материал

Рис. 38. Заливные соединительные и 

ответвительные муфты

Рис. 39. Гелевые муфты с болтовыми 

соединителями и соединительными блоками

Гелевый наполнительный состав для приме-

нения на силовых кабелях имеет длительную 
рабочую температуру до 90°C. Гель пред-
ставляет собой матрицу из поперечно-сшитого 
силикона, заполненную силиконовым маслом. 
Таким образом, создаётся сочетание свойств 
твёрдого (эластичная память) и жидкого матери-
ала (смачивание и заполнение объёма). Гель — 
превосходный изоляционный материал, стойкий 
к тепловому и ультрафиолетовому воздействию, 
имеющий уникальную растяжимость, эластич-
ность и неограниченный срок хранения. Гель 
применяется в муфтах для кабелей с пластмас-
совой изоляцией малого сечения для внутренней, 
наружной и подземной установки. Этот материал 
экологически безопасен. При необходимости 
вскрытия муфты для демонтажа соединение 
легко освобождается от геля. 


Читать онлайн

В России в 90-е годы начала применяться термоусаживаемая (т/у) кабельная арматура (КА) для кабелей на средний класс напряжения. Универсальность, надёжность и долговечность сделали эту технологию популярной. Новая КА стала постепенно вытеснять классическую свинцовую технологию, которая традиционно применялась по всей России. В настоящее время можно сказать, что свинцовая технология в России полностью вытеснена т/у технологией.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»