Кабели среднего напряжения: сшитый полиэтилен или бумага?

«КАБЕЛЬ-news», № 4, 2013, www.kabel-news.ru

40

В 

 настоящее время в России возрос интерес 
потребителей к новым кабелям с изоляцией 
из сшитого полиэтилена (СПЭ, XLPE), кото-
рые в недалёком будущем заменят кабели с 

бумажно-пропитанной (БПИ) и поливинилхлоридной 
(ПВХ) изоляцией. Предприятия, имеющие такие ка-
бельные линии, высоко оценили эксплуатационные 
преимущества кабелей с изоляцией из сшитого по-
лиэтилена. Многие российские производители уже 
модернизировали свои технологии и наладили про-
изводство подобных кабелей для отечественных по-
требителей.

Это объясняется такими важными преимуще-

ствами кабелей с изоляцией из СПЭ, как:
•  существенно меньшая повреждаемость при про-

кладке, что в настоящее время является основ-
ной причиной отказов кабельных линий (КЛ);

•  большая пропускная способность кабеля, достиг-

нутая за счёт увеличения допустимой температу-
ры жилы (в зависимости от условий прокладки 
допустимые нагрузочные токи на 15—25% выше, 
чем у кабелей с бумажной изоляцией):
¤ 

длительная нагрузка — 90 вместо 70°С;

¤ 

при перегрузке — 130 вместо 90°С;

•  при коротком замыкании обеспечивается боль-

ший ток термической устойчивости (250 вместо 
200°С);

•  высокая устойчивость к влаге, при этом отпадает 

необходимость в металлической оболочке;

• изоляционные электрические характеристики 

выше, а диэлектрические потери ниже (коэффи-
циент диэлектрических потерь равен 0,001 вме-
сто 0,008);

•  меньше допустимый радиус изгиба кабеля;

Производство

ÌÀÒÅÐÈÀËÛ

Кабели среднего 
напряжения: сшитый 
полиэтилен или бумага?

Айдар САИТГАЛЕЕВ,

 инженер по техническому сервису компании Borealis AG

«КАБЕЛЬ-news», № 4, 2013, www.kabel-news.ru

41

•  поскольку для изоляции и оболочки приме-

няются полимерные материалы, то для про-
кладки кабелей при температуре -20°С его 
предварительный подогрев не требуется 
(допустимая температура прокладки кабе-
ля -20

о

С вместо 0°С);

•  неограниченные возможности по проклад-

ке кабелей на трассах с любой разностью 
уровней;

•  кабель с изоляцией из СПЭ имеет меньшие 

габариты и массу — в результате его про-
кладка, как в кабельных сооружениях, так 
и в грунте на сложных трассах, становится 
легче; 

•  более экологичный монтаж и эксплуатация 

(отсутствие свинца, масла, битума);

•  более дешёвая эксплуатация кабеля (ниже 

затраты на персонал, обслуживающий 
сеть).

Кабели с бумажно-пропитанной изоляцией

, 

несмотря на достаточно высокие и стабильные элек-
трические характеристики, имеют ряд недостатков:
•  технология изготовления кабеля сложна и трудо-

ёмка;

•  кабель имеет ограничения при вертикальной про-

кладке, так как наблюдается стекание пропиточ-
ного состава;

•  конструкция кабеля довольно тяжёлая, так как её 

обязательным элементом является металличе-
ская оболочка, которая защищает пропитанную 
бумагу, теряющую изоляционные свойства при 
попадании влаги;

•  в случае использования алюминиевой оболочки 

присутствует проблема её коррозии, что в даль-
нейшем приводит к отказу кабеля.
Проблема с вытеканием масла из-под обо-

лочки и концевой заделки остаётся актуальной 
на протяжении всего существования кабелей с 
бумажно-пропитанной изоляцией. Именно сложно-
стью её устранения во многом обусловлен пере-
ход на использование кабелей со сплошной экс-
трудированной изоляцией, например, из сшитого 
полиэтилена. Тем не менее именно кабели с БПИ 
применяются сейчас наиболее широко, по крайней 
мере, в сетях среднего напряжения. Течь масла 
приводит к резкому обеднению изоляции, падению 
как диэлектрических характеристик, так и способ-
ности к теплоотводу. В конечном счёте образова-
ние течи приводит к отказу в работе кабельной 
линии.

Все вышеперечисленные недостатки не присущи 

кабелям с изоляцией из сшитого полиэтилена.

Как показывает практика, использование кабе-

лей с изоляцией из СПЭ на напряжение 10—35 кВ 
позволяет повысить надёжность электроснабжения 
потребителей путём оптимизации и реконструкции 

схем электрических сетей. Кабели с изоляцией из 
сшитого полиэтилена призваны заменить морально 
устаревшие кабели с пропитанной бумажной изо-
ляцией. Этот процесс в промышленно развитых 
странах начался в 60-х годах прошлого века. В на-
стоящее время многие страны практически полно-
стью перешли на использование силовых кабелей 
среднего напряжения с изоляцией из сшитого поли-
этилена и имеют положительный опыт их эксплуата-
ции. Так, в США и Канаде они занимают 85% всего 
рынка силовых кабелей, в Германии и Дании — 
95%, а в Японии, Франции, Финляндии и Швеции — 
100%, тогда как в России  только 25%.

В частности, в Германии было проведено об-

ширное исследование по сбору статистики отказов 
для оценки эксплуатационных показателей распре-
делительных кабельных систем (РКС). На графике 

Производство

ÌÀÒÅÐÈÀËÛ

Статистика отказов кабелей, находящихся 

в эксплуатации в Германии, в зависимости 

от года установки

1,000

0,500

0,100

0,050

0,010

0,005

Внедрение сополимерной 
СПЭ-изоляции с 1980 года

К

о

личес

тво отказов на 100 км кабеля в год

Год установки кабеля

1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

Гранулы сшиваемого изоляционного  полиэтилена

«КАБЕЛЬ-news», № 4, 2013, www.kabel-news.ru

42

показано количество отказов по причине пробоя 
изоляции кабелей, находящихся в эксплуатации, 
в зависимости от года их установки [1]. Начиная с 
середины 80-х годов прошлого века Германия пере-
шла на применение триингостойкой изоляции из 
СПЭ, модифицированной сополимерами акрилата. 

Полученные данные свидетельствуют о повыше-

нии надёжности, которая обеспечивается главным 
образом использованием данного типа изоляции. 
Как видно на графике, количество отказов в РКС 
для кабелей с изоляцией из триингостойкого СПЭ в 
среднем составляет 0,005—0,01 случая на каждые 
100 км кабеля в год. Для сравнения: при применении 
кабелей с БПИ данный показатель на порядок или 
два выше.

Например, по данным на 2010 год, для Москвы 

количество отказов всех кабельных линий 6—20 кВ 
находилось на уровне 11,7 случая на 100 км кабеля в 
год. Конечно, нужно отметить общий значительный 
износ кабельных линий, что, естественно, влияет на 
данные показатели [2].

В настоящее время в российской электроэнерге-

тике физический износ кабельного парка находится 
на уровне 70—80%, а удельная повреждаемость КЛ 
в среднем составляет от 4,5 до 12 случаев на 100 км 
в год [3]. Относительно высокая повреждаемость ка-
бельных линий и значительная протяжённость рас-
пределительных кабельных сетей, которая для таких 
мегаполисов, как Москва, Санкт-Петербург и Ново-
сибирск, составляет соответственно около 57, 44 
и 3 тыс. км, заставляют обслуживающий персонал 
работать в аварийно-восстановительном режиме 
эксплуатации КЛ. Это практически исключает воз-
можность проведения плановых профилактических 
работ по своевременному выявлению электрически 
ослабленных мест в изоляции кабельной системы. 
Вместо плановых испытаний и своевременной диа-

гностики технического состояния КЛ материальные 
и людские ресурсы задействуются на трудоёмких 
аварийно-восстановительных работах (в основном в 
неудобный зимне-весенний период) по ликвидации 
повреждений КЛ.

По данным ОАО «Россети», приведённым в «По-

ложении о единой технической политике в электро-
сетевом комплексе», кабельные линии в классах 
напряжения 0,4—110 (220) кВ в основном поврежда-
ются по следующим причинам: 
•  дефекты прокладки — 20%; 
•  естественное старение силовых кабелей — 31%; 
•  механические повреждения — 30%; 
•  заводские дефекты — 10%; 
•  коррозия — 9%. 

В этой связи небольшая повреждаемость при 

прокладке, ввиду значительно меньшего веса, а 
также отсутствие коррозии оболочки кабелей с изо-

ляцией из СПЭ существенно повышают 
надёжность кабельных линий и снижают 
затраты на их обслуживание.

ПУТИ СНИЖЕНИЯ 

СЕБЕСТОИМОСТИ КАБЕЛЕЙ 

С ИЗОЛЯЦИЕЙ ИЗ СПЭ

Хотя стоимость кабеля и арматуры 

обычно не превышает 30% от всех за-
трат на кабельную систему с учётом про-
кладки, её снижение всегда остаётся ак-
туальным. Для большинства европейских 
стран вопрос перехода от кабелей с БПИ 
к кабелям с изоляцией из СПЭ вообще 
не стоял, поскольку стоимость производ-
ства кабелей с БПИ там выше, чем  из-
готовление кабелей с изоляцией из СПЭ. 
В России же ситуация кардинально отли-
чается: кабели с БПИ дешевле кабелей с 

Прокладка кабеля с СПЭ-изоляцией

Прокладка кабеля с СПЭ-изоляцией

При прокладке кабеля с изоляцией 

При прокладке кабеля с изоляцией 

из СПЭ и секторной жилой требуется 

из СПЭ и секторной жилой требуется 

высококвалифицированный персонал

высококвалифицированный персонал

Производство

ÌÀÒÅÐÈÀËÛ

«КАБЕЛЬ-news», № 4, 2013, www.kabel-news.ru

43

изоляцией из СПЭ. Чтобы как-то сократить 
эту разницу, ведутся поиски путей сниже-
ния себестоимости кабелей с изоляцией из 
СПЭ.

Одним из возможных решений является 

применение секторной конструкции, анало-
гичной кабелям с БПИ. Преимущества дан-
ной конструкции заключаются в отсутствии 
необходимости использования заполнения 
(снижение стоимости и веса кабеля), а так-
же в уменьшении диаметра кабеля (большая 
длина на барабане). При этом данные кабели 
обладают существенным недостатком: для 
монтажа арматуры требуется очень квали-
фицированный персонал, так как малейшая 
неточность при сборке приводит к отказу ка-
бельной системы. Именно по этой причине, 
например, электросетевые компании Германии, а 
также большинства других европейских стран от-
казались от применения подобной конструкции, 
поскольку вероятность отказа кабельной системы 
в течение короткого срока эксплуатации очень ве-
лика.

Другое решение — это использование конструк-

ции с круглыми жилами, но также без заполне-
ния. Эти кабели производит, например, компания 
Eriсsson, кабельное подразделение которой недав-
но 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 сектор-
ными жилами.

За последние годы в России и странах СНГ ка-

бельными предприятиями было установлено более 
15 самых современных линий для производства ка-
белей с полимерной изоляцией. Данные мощности 
полностью удовлетворяют потребность в кабелях 
среднего напряжения. К сожалению, при строитель-
стве новых кабельных линий, замене либо капиталь-
ном ремонте старых многие энергетические компа-
нии России, за исключением Москвы (c 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 сто-
рону минимальных единовременных затрат. Тем не 
менее ввиду существенных преимуществ кабелей с 
полимерной изоляцией, меньших затрат на их экс-
плуатацию и растущих потребностей в надёжных и 
бесперебойных поставках электроэнергии, а также 
повышающихся требований к экологии переход рас-
пределительных сетей России на данный тип кабе-
лей представляется неизбежным и целесообразным.

ЛИТЕРАТУРА

1. Nigel HAMPTON, NEETRAC, Georgia Tech, USA; 

Rick HARTLEIN, NEETRAC, Georgia Tech, USA; 
Hakan LENNARTSSON, Borouge Pty, Hong Kong; 
Harry ORTON, OCEI, Vancouver, BC, Canada; Ram 
RAMACHANDRAN, The Dow Chemical Company, 
NJ, USA. LONG-LIFE XLPE INSULATED POWER 
CABLE // JiCable, 2007.

2. Свистунов А.С., руководитель проектов ОАО 

«Газпром промгаз». Схема электроснабжения 
города Москвы на период до 2020 года (распре-
делительные кабельные сети 6—20 кВ) // Доклад 
на научно-практическом семинаре в рамках вы-
ставки CABEX 2011.

3.  Лавров Ю.А., к.т.н, заведующий кафедрой техни-

ки и электрофизики высоких напряжений НГТУ. 
Преимущества и недостатки изоляции из сшито-
го полиэтилена // ttp://www.newchemistry.ru

Подготовка к прокладке кабеля с изоляцией из СПЭ и 

Подготовка к прокладке кабеля с изоляцией из СПЭ и 
секторной жилой

секторной жилой

Кабель компании Ericsson

Кабель компании Ericsson

Производство

ÌÀÒÅÐÈÀËÛ