КАБЕЛЬ−news / № 11 / ноябрь 2009
34
Производство
Практика эксплуатации кабельных линий (КЛ)
свидетельствует о том, что основными причинами
возникновения аварийных ситуаций являются при-
чины, указанные в таблице.
Причины отказа КЛ
Количество
отказов КЛ
количе-
ство
%
Недостатки эксплуатации
113
2,9
Дефекты монтажа муфт
994
25,3
Дефекты прокладки кабелей
411
10,3
Недостатки проектирования
1
0,1
Дефекты конструкции и
изготовления
92
2,3
Изменение свойств материалов
в процессе эксплуатации муфт
600
15
Изменение свойств материалов
в процессе эксплуатации кабеля
603
15,6
Влияние климатических
и атмосферных условий
128
3,3
Нерасчетные режимы
в электросети
31
0,8
Посторонние воздействия
760
19,3
Причина не установлена
204
5,1
ИТОГО
3937
100
Из таблицы видно, что надежность кабельных
линий в значительной степени определяется уста-
новленной арматурой. Большинство аварий на
кабельных линиях происходит в местах установок
муфт, поэтому при проектировании требуется уде-
лять большое внимание не только выбору кабеля,
но и арматуры к нему. Надежность зависит не толь-
ко от качества производства и материалов, но также
от качества проведенных монтажных работ. Поэто-
му производитель должен предложить технические
решения, упрощающие монтаж муфт на объекте и
обеспечить запас прочности, позволяющий сгла-
дить возможные ошибки монтажа.
Не касаясь технических решений по обеспечению
электрической и механической прочности, способов
присоединения экранов и тд., рассмотрим только те
системы, применяемые в кабельной арматуре «Про-
гресс», которые напрямую влияют на обеспечение
работоспособности кабельных муфт во времени.
Система выравнивания напряженности
электрического поля, используемая в муфтах
«Прогресс»
Как известно, в кабелях с непрерывным экраном
по всей длине жилы электрическое поле одно-
родно вдоль оси кабеля, напряженность электри-
ческого поля изменяется только в радиальном
направлении. При концевой заделке кабеля или же
при сращивании кабелей часть экрана приходит-
ся удалять, что влечет за собой резкое повышение
плотности силовых линий электрического поля на
срезе экрана. Появляется уровень напряженности
электрического поля достаточный для ионизации
воздуха на поверхности кабеля и появления раз-
рядов. С течением времени побочные продукты
ионизации, повышенная температура, малейшие
неровности или надрезы в месте среза экрана при-
ведут к разрушению изолирующей поверхности
и пробою.
Для обеспечения выравнивания электрического
поля широко применяются два метода:
- выравнивание за счет изменения геометрии,
сглаживание силовых линий за счет формирования
«конуса».
- выравнивание за счет изменения электрической
емкости.
Второй метод предусматривает применение
в месте среза экрана материала с высокой диэ-
лектрической проницаемостью. Значение диэ-
лектрической проницаемости вещества, ε можно
определить как отношение емкости конденсатора
с данным материалом (диэлектриком) к емкости
конденсатора тех же размеров, диэлектриком ко-
торого является вакуум.
Для примера:
ε воздуха = 1
ε изоляции кабеля = 3
ε материала с высокой диэлектрической прони-
цаемостью = 30
ε воды = 80
Компания «Трансэнерго» первая из Российских
производителей стала использовать в кабельных
муфтах «Прогресс» для выравнивания напряжен-
ности электрического поля специальные термо-
усаживаемые трубки распределения напряженности
(ТРН) с высокой диэлектрической проницаемостью,
Кабельные муфты «Прогресс»
Современные решения для кабельных сетей
КАБЕЛЬ−news / № 11 / ноябрь 2009
35
Производство
а также двухслойные трубы (ТРН2), имеющие пер-
вый внутренний изоляционный и внешний прово-
дящий слой для восстановления экрана.
Вышеупомянутые трубы имеют следующие харак-
теристики:
ТРН
•
Удельное объемное сопротивление = 1x10 10 Ω см
•
Диэлектрическая проницаемость ε = 35.
ТРН2
Внутренний (изоляционный слой)
•
Электрическая прочность >= 20 кВ/мм
•
Удельное объемное сопротивление = 1x10 15 Ω см
•
Диэлектрическая проницаемость ε = 3
Верхний (проводящий слой)
•
Удельное объемное сопротивление = 1x10 4 Ω см
Материалы, входящие в состав труб ТРН позво-
ляют получать на срезе экрана уровень напря-
женности электрического поля, обеспечивающий
длительную и надежную работу муфты. Применение
двухслойных труб ТРН2 позволяет избежать меж-
поверхностных разрядов, попадания инородных
частиц и образования пузырьков воздуха между
изолирующими и проводящими слоями муфты, что
позволяет максимально надежно и технологично
восстановить экран.
Применение комбинированной конструкции из
двухслойной трубы и трубы распределения напря-
женности поля, позволяет не только существенно
повысить надежность и срок эксплуатации муфты,
но и существенно упростить ее монтаж.
Системы обеспечения герметичности
В процессе эксплуатации кабельных линий тем-
пература оболочки меняется от –20 до 100 °С, при
этом в несколько раз меняется ее наружный диа-
метр, плюс к этому — воздействие влаги, вибрации,
подвижек грунта и разрушение изоляции. Поэто-
му очень важно для использовать долговечности
кабельных муфт обеспечивать такие конструк-
тивные решения и применять такие материалы, ко-
торые позволяли бы нивелировать эти негативные
факторы.
В кабельной арматуре «Прогресс» применяют-
ся маслостойкие, легкоплавкие заполняющие и
выравнивающие мастики, которые даже при по-
грешностях монтажа гарантированно заполняют
пустоты и удаляют воздух из муфты. Причем состав
этих мастик позволяет оставаться эластичным
даже при –20 °С, обеспечивая хорошую адгезию
со всеми металлами и пластиками. Оставаясь эла-
стичными на весь срок службы муфты, они позво-
ляют избежать возникновения внутренних трещин,
сколов и разрывов, которые неизбежно возника-
ют в монолитно заполненных муфтах в процессе
эксплуатации.
Особое внимание уделено клеевым расплавам,
нанесенным на термоусаживаемые трубки и пер-
чатки. Нанесение клея производится методом
экструзии по всей длине термоусаживаемых эле-
ментов, что позволяет гарантированно обеспечить
качество склейки во всех диапазонах температур,
и устранить дополнительные операции по наложе-
нию герметиков.
Для обеспечения дополнительной герметизации
при возможном повреждении оболочки или бро-
ни кабеля вне муфты и попадании влаги в муфту
под оболочкой или броней, во всех муфтах на все
типы кабеля применяется система дополнительной
герметизации на месте среза оболочки, что позво-
ляет полностью исключить попадание влаги внутрь
муфты. По результатам тестов на герметичность ка-
бельные муфты «Прогресс» выдерживают давление
392 кПа при норме 294 кПа.
Рис. 1. Место среза без выравнивания напряженности
Рис. 2. Место среза с выравниванием напряженности
КАБЕЛЬ−news / № 11 / ноябрь 2009
36
Производство
Стойкость к старению и погодным условиям
Помимо процессов разрушения твердой изо-
ляции под действием электрического разряда
(пробоя) сквозь материал или под воздействи-
ем частичных разрядов (внутренней ионизации),
возможно также серьезное ухудшение поверх-
ностных свойств изоляции, препятствующих даль-
нейшему использованию кабельных муфт. Эти
явления могут развиваться в виде трекинга или
короны.
Явление трекинга можно представить себе сле-
дующим образом. При наличии загрязнений на
поверхности материала (пыль, зола, растворен-
ные соли и др.) во влажной атмосфере пленка,
оседающая на поверхность влаги, имеет высокую
электропроводность.
Возникающий под действием напряжения зна-
чительный ток утечки распределяется неравно-
мерно, в отдельных местах появляются большие
плотности тока.
Вследствие этого пленка влаги на поверхности
материала местами бурно испаряется, и на этом
месте происходит разрыв проводящей пленки с
образованием довольно мощной искры. После ее
погасания происходит образование новой искры и
тд. Все это сопровождается местным разрушением
изоляции и появлением токопроводящих низко-
омных путей или каналов (треков).
Применение одних только юбок не гарантирует
прекращение явления трекинга, а только незначи-
тельно увеличивает время возникновения поверх-
ностного пробоя. Для предотвращения развития
таких процессов в кабельной арматуре «Прогресс»
применятся защитная (трекингостойкая) термоуса-
живаемая трубка.
Материалы, входящие в состав этой трубки,
препятствуют образованию пленки и обладают
свойствами самоочищения, чем обеспечивают со-
хранность своих изоляционных свойств в течении
всего срока службы.
Использование данных систем в кабельной
арматуре «Прогресс», выпускаемой компанией
«Трансэнерго», позволяет существенно повысить
качество и надежность кабельных муфт и кабельных
линий в целом, что подтверждено многочисленны-
ми тестами и испытаниями, а также отзывами наших
клиентов.
Р.В. Насретдинов, генеральный директор
ООО «Трансэнерго ТД»
Мастика, выравнивающая напряженность электрического поля,
на месте среза полупроводящего слоя
Оригинал статьи: Кабельные муфты «Прогресс». Современные решения для кабельных сетей
Большинство аварий на кабельных линиях происходит в местах установок муфт, поэтому при проектировании требуется уделять большое внимание не только выбору кабеля, но и арматуры к нему.