Почему материалы и стандарты на кабели имеют большое значение для мировых энергетических систем

«КАБЕЛЬ-news», № 2, 2013, www.kabel-news.ru

40

Н

екоторые из нас живут в таких странах, где 
доступ к надёжным источникам электро-
энергии считается само собой разумею-
щимся. Однако аварии в силовых сетях, 

непостоянство напряжения и локальные аварии 
усложняют эксплуатацию этих сетей. Стареющая 
инфраструктура, возрастающие потребности в 
электроэнергии, природные катастрофы, ввод в экс-
плуатацию новых типов источников возобновляемой 
электроэнергии и их интеграция в существующие си-
ловые сети вносят свой вклад в перечень проблем, 
стоящих перед развивающейся электроэнергетикой. 

Для каждой страны обеспечение надёжного 

электроснабжения представляет первоочередной 
интерес, по этой причине вышеуказанные проблемы 
необходимо принимать во внимание. На последнем 
Всемирном  экономическом форуме взаимосвязь 
между состоянием энергетики и ростом экономики 
рассматривалась как ключевой аспект развития со-
временного общества. Исполнительный директор 
компании Royal Dutch Shell и председатель органи-
зации 2011 Energy Community Питер Возер (Peter 
Voser) обратились к участникам форума: «Без теп-
ла, света и энергии вы не можете управлять работой 
предприятий и больших городов, где производятся 
товары, создаются рабочие места, строятся дома, 
не можете наслаждаться различными удобствами, 
которые делают жизнь более комфортной и радост-
ной. Энергия является кислородом экономики и ис-
точником жизненной силы развития, в особенности 
в фазе массовой индустриализации, когда гиганты 
развивающихся экономик обеспечивают сегодня 
ВВП на душу населения в диапазоне от 5 до 15 тыс. 
долларов». 

В большие города, где электроэнергия обе-

спечивает развитие экономики, и в отдалённые 
деревни, где освещение школы зависит от одной-
единственной ветровой турбины, электроэнергия 
из различных источников поступает в электри-
ческие сети, которые должны обеспечивать по-
требителей электричеством в соответствии с их 
запросами и ожиданиями. Причём доступ к элек-
троэнергии осуществляется поворотом выключа-
теля, нажатием кнопки или подключением кабеля 
питания в доме, на рабочем месте, на ферме, на 
промышленном предприятии, в школе, в медицин-
ском учреждении. 

В связи с тем, что старые силовые сети постоян-

но обновляются и вводятся в эксплуатацию новые, 
рассмотрим роль силового кабеля в этих процессах 
и ответим на вопрос: почему строгое соблюдение 
требований промышленных стандартов к качеству 
и конструкции кабеля является критически важным 
условием для того, чтобы энергосистема была на-
дёжной и имела продолжительный срок службы? 
Энергокомпании и независимые энергопровайдеры 
(IPPs) должны уделять больше внимания рассмо-
трению вопроса: насколько кабели, которые они 
приобретают и устанавливают, соответствуют стан-
дартам, определяющим требования к их качеству и 
характеристикам? Для того чтобы быть уверенным в 
том, что обновляемые и строящиеся вновь системы 
будут работать в течение нескольких десятилетий, 
необходимо соблюдение требований к качеству, пе-
речень которых начинается с требований к материа-
лам, которые используются в конструкции кабелей, 
а также следует принимать во внимание, что не все 
кабели одинаковы.

Производство

ÌÀÒÅÐÈÀËÛ

Почему материалы и 
стандарты на кабели 
имеют большое 
значение для мировых 
энергетических систем

Дамьен ПОЛАНСКИ, Dow Electrical & Telecommunications

«КАБЕЛЬ-news», № 2, 2013, www.kabel-news.ru

41

TR-XLPE
EPR
Кривая для XLPE
Кривая для TR-XLPE
Кривая для EPR

Производство

ÌÀÒÅÐÈÀËÛ

ПРОБЛЕМА ВЫБОРА МАТЕРИАЛА 

С НЕОБХОДИМЫМ КАЧЕСТВОМ

На отрасль электроэнергетики работает множе-

ство поставщиков, и выбор материалов от опреде-
лённого поставщика осуществляется на основе 
анализа требований к конструкции кабеля, к его ха-
рактеристикам, условиям его прокладки и монтажа. 
Изготовителям кабеля необходимы материалы, кото-
рые легко перерабатываются в процессе производ-
ства, в результате чего минимизируются связанные 
с материалом изоляции механические напряжения 
в кабеле. При монтаже прежде всего оцениваются 
гибкость, сопротивление возникновению поврежде-
ний при механических нагрузках, лёгкость снятия 
оболочки, что снижает вероятность возникновения 
проблем  при соединении отрезков кабеля и при его 
оконцовывании в процессе прокладки и монтажа ка-
бельной линии. Инженеры генерирующих предприя-
тий обеспокоены обеспечением большой электриче-
ской прочности, которая гарантирует безаварийную 
работу, и небольших величин электрических потерь 
на протяжении всего срока эксплуатации кабеля.

Достижение всех этих целей возможно лишь при 

использовании  высококачественных материалов, 
которые прошли испытания на соответствие техниче-
ским требованиям отрасли. Изготовители кабелей, 
разработчики систем, представители генерирующих 
компаний и IPPs должны интересоваться, какие тех-
нологии, методы чистого производства и упаковки, 
испытаний и проверки используются при производ-
стве материалов для изготовления кабелей. Необхо-
димо оценить выгоду, которую высококачественные 
материалы обеспечивают при их использовании в 
конструкции кабеля и при строительно-монтажных 
работах. 

Рассмотрим растущее доминирование сшитого 

полиэтилена, устойчивого к образованию водных 
триингов (TR-XLPE), используемого при изготовле-
нии кабелей на средние напряжения (MV) для под-
земной прокладки. Сшитый полиэтилен появился в 
1970-х годах как наиболее предпочтительный тип 

изоляции силовых кабелей на средние напряжения 
в связи с его хорошим качеством, конкурентоспо-
собной стоимостью и пониженными затратами на 
длительную эксплуатацию.

Тщательные исследования поведения XLPE во 

влажной почве привели к созданию сшитого по-
лиэтилена TR-XLPE, устойчивого к образованию 
водных триингов (дендритов), используемого в ка-
честве изоляции в кабелях, прокладываемых в под-
земных распределительных кабельных силовых 
сетях. Таким кабелям в настоящее время отдаётся 
предпочтение по сравнению с кабелями с изоляци-
ей из сшитого полиэтилена и этиленпропиленового 
каучука. Исследования выявили реальную карти-
ну старения кабелей, проложенных в грунте 17 лет 
назад (рис.). Эти исследования показали, что элек-
трическая прочность диэлектрика прекрасно сохра-
нилась. Анализ результатов вместе с результатами 
испытаний на ускоренное старение в условиях повы-
шенной влажности показал, что срок службы кабе-
лей, изготовленных с применением TR-XLPE, может 
составлять не менее 40 лет. 

РОЛЬ СТАНДАРТОВ НА КАБЕЛЬНУЮ 

ПРОДУКЦИЮ

Поставщики материалов и производители кабе-

лей в течение многих лет руководствовались сле-
дующим — кабели часто рассматриваются как то-
варная продукция, и многие люди предполагают, что 
стандартные кабели могут прекрасно работать в лю-
бых системах. Такая точка зрения иногда позволяет 
ограничиваться краткосрочным финансированием, 
а не долгосрочными инвестициями, направленны-
ми на реализацию надёжных, ориентированных на 
длительный срок службы проектов, которые могут 
снизить общие затраты инвестора в течение всего 

Диэ

лек

трическая про

чнос

ть на 

переменном ток

е, кВ/мм

Время эксплуатации (годы)

Рис. Сравнение диэлектрической прочности 

кабелей с изоляцией из TR-XLPE, XLPE и EPR

0

5

10

15

20

25

30

35

40

40

35

30

25

20

15

10

5

0

«КАБЕЛЬ-news», № 2, 2013, www.kabel-news.ru

42

Производство

ÌÀÒÅÐÈÀËÛ

срока эксплуатации системы.  Прочное финансовое 
положение провайдеров электроэнергии зависит 
от того, как долго подземные, подводные или воз-
душные линии передачи могут работать без аварий. 
Кабели, изготовленные с применением материалов, 
характеристики которых превосходят требования 
промышленности, обеспечивают надёжность экс-
плуатации для конечных пользователей и финансо-
вую устойчивость для всей стоимостной цепочки.

Основываясь на вышеизложенном, компания Dow 

Electrical & Telecommunications (Dow E&T) в 2009 г. 
начала реализовывать свою внутреннюю программу 
Dow Inside initiative по разработке совместно с про-
изводителями технологии, позволяющей изготавли-
вать кабели с характеристиками, превосходящими 
требования мировых промышленных стандартов. 
В соответствии с этой программой определённые 
производители кабелей получат возможность стать 
обладателями лицензий на изготовление кабелей, 
характеристики которых превышают требования ми-
ровых промышленных стандартов. Со своей сторо-
ны, компания Dow E&T оказывает поддержку произ-
водителям кабелей в вопросах развития технологий, 
обеспечения хорошо зарекомендовавшими себя 
продуктами, расширенными услугами технического 
сервиса в качестве креативного и ответственного 
партнёра. К настоящему времени компания подпи-
сала соглашения с 11 партнёрами из разных стран в 
Северной Америке, Европе, Индии и Азии. Эти про-
изводители кабелей используют продукты компании 
ряда DOW ENDURANCE™ для изготовления сило-
вых кабелей на средние (MV), высокие (HV) и сверх-
высокие напряжения (EXV).

Все кабели, изготовленные с использованием 

продуктов компании группы MV, прошли жёсткие 
испытания, и они либо соответствуют требованиям 
международных стандартов, либо их характеристи-
ки превосходят эти требования:  
•  Северная Америка — ANSI/ICEA  S-94-649, ANSI/

ICEA S-97-682;

•  Европа — CENELEC HD620, IEC 60502, 60840, 

German DIN VDE 0207, 0276;

•  Китай — требования энергетической отрасли 

DL/T 1070.
Характеристики кабелей на высокое или сверх-

высокое напряжение, изготовленных с применением 
материалов компании,  соответствуют всем при-
знанным в мире требованиям или превосходят их, 
включая требования IEC 60840/62067 и других экви-
валентных международных стандартов. 

Кроме того, многие организации сотрудничают 

с такими компаниями, как Dow E&T, и их заказчи-
ками — производителями кабелей, чтобы получить 
материалы с гарантированным качеством, приме-
нение которых при изготовлении кабелей позволяет 
производить продукцию, соответствующую признан-
ным национальным и международным стандартам. 
К таким организациям относятся Национальный 
электроэнергетический центр  испытаний, разрабо-
ток и применения (NEETRAC) и Исследовательский 
институт высоких напряжений (WHVRI), г. Ухань; 
а также фирмы, разрабатывающие стандарты, — 
Association of Edison Illuminating Companies (AEIC) и 
Insulated Cable Engineers Association (ICEA).

ИНВЕСТИЦИИ

Подумаем о том, что жизнь коротка и каждый 

день происходят важные события, и о роли электри-
чества в этих событиях: неотложная хирургическая 
помощь тем, кого мы любим, освещение стадионов 
во время футбольных матчей, приготовление за-
втрака для ваших детей, подготовка к следующему 
шагу в большом бизнесе, общение через Skype с 
другом, который находится на огромном расстоянии 
от вас, накачивание насосом чистой питьевой воды 
в деревню из локального источника. Эффектив-
ность чего из перечисленного мы хотели бы повы-
сить, пересмотрев тенденцию рассматривать мате-
риалы и кабели для электрических сетей только на 
ближайшую перспективу?   

Стоимость кабелей составляет несколько про-

центов от общей стоимости энергетической систе-
мы, а уровень стоимости материалов, из которых 
производятся изоляция и оболочки кабелей, ещё 
меньше. Возникает вопрос: нет ли смысла рискнуть 
пойти на компромисс между надёжностью системы 
в долговременном плане и её общей стоимостью, 
не вкладывая средства в использование лучших 
кабелей, изготовленных с применением лучших 
материалов, ориентируясь только на ближайшее 
будущее? 

Потребность в надёжном энергообеспечении бу-

дет продолжать расти в мировом масштабе. Незави-
симо от того, будут ли использоваться традиционные 
энергоресурсы или ресурсы возобновляемой энер-
гетики, во всех силовых системах необходимы кабе-
ли для передачи и распределения электроэнергии. 
Кабель должен быть надёжным в течение длитель-

«КАБЕЛЬ-news», № 2, 2013, www.kabel-news.ru

43

Производство

ÌÀÒÅÐÈÀËÛ

ного периода времени для того, чтобы обеспечить 
положительный финансовый результат от вложения 
средств каждой энергетической компанией, для ре-
гулирования стоимости электроэнергии и укрепле-
ния доверия со стороны конечных потребителей. 
Сотрудничество поставщиков материалов, произво-
дителей кабелей и энергетических компаний имеет 
первостепенное значение для устойчивой работы 
энергетической системы и её развития. Поставщики 
материалов должны взаимодействовать с произво-
дителями кабелей и совместно убеждать энергети-
ческие компании в том, что именно использование 
высококачественных материалов и наиболее со-
вершенных технологических процессов является 
важнейшим фактором в производстве высококаче-
ственных кабелей.

Энергетические компании должны быть в курсе 

состояния разработок новых материалов для того, 
чтобы обоснованно требовать соответствия харак-
теристик кабелей самым жёстким стандартам для 
обеспечения устойчивой и надёжной работы систем 
передачи и распределения электроэнергии в долго-
временной перспективе. Все заинтересованные сто-
роны должны принимать во внимание внешние фак-
торы, которые влияют на экономические показатели 
так, чтобы вся стоимостная цепочка непрерывно 

оставалась финансово устойчивой для продолже-
ния процесса внедрения инноваций. Применение в 
кабелях лучших материалов, соответствующих тре-
бованиям мировых стандартов, является эффектив-
ным способом долговременных инвестиций любой 
энергетической компании. Качество материалов и 
кабельные стандарты имеют огромное значение.

Источник: D. Polansky. Why Matrials, Cable 

Standards Matter in Reliable Global Power Systems. 

PowerGrid International, Nov. 2012.

Перевод Святослава ЮРЬЕВА