126
Сборник докладов XIX заседания Ассоциации электроснабжения городов России «ПРОГРЕССЭЛЕКТРО»
ШАМАНОВ Д.Г.,
директор по продажам в России и странах СНГ Ensto Utility Networks
ПРИМЕНЕНИЕ МУФТ ХОЛОДНОЙ УСАДКИ
ДЛЯ КАБЕЛЕЙ С ИЗОЛЯЦИЕЙ ИЗ СШИТОГО
ПОЛИЭТИЛЕНА НА СРЕДНЕЕ НАПРЯЖЕНИЕ
И
стория развития аксессуаров для кабель-
ных линий (концевые, соединительные
муфты) началась после внедрения новых
изоляционных материалов. Ещё некоторое время
назад в наших сетях применялись свинцовые и
эпоксидные муфты и использовался кабель с
маслопропитанной бумажной изоляцией. Теперь
это уходит в историю. Сейчас активно применя-
ются муфты, в которых используется технология
термической усадки изоляционных труб из
полиэтилена, сшитого радиационным способом.
Производство термоусаживаемых труб налаже-
но, существует во многих странах и состоит из
трёх основных этапов.
1. Экструзия полиэтиленовой трубы.
2. Сшивка линейной молекулы полиэтилена до
состояния объёмной молекулы под воздей-
ствием радиации.
3. Раздувка трубы до максимально допустимого
размера под воздействием высокой темпера-
туры с растягиванием молекулярных связей.
И, соответственно, фиксация в растянутом
состоянии после охлаждения трубы.
Следовательно, в последующем при терми-
ческом воздействии на такую трубу молекулы
полиэтилена стремятся вернуться к исходному
размеру, и если такую трубу надеть, например,
на кабель перед усадкой, то она будет стремить-
ся принять форму объекта, на который усажива-
ется.
Термоусаживаемые трубы
изготавливаются методом
непрерывной экструзии, и
поэтому в продольном на-
правлении строение тру-
бы — это концентрические
слои, не изменяющиеся по
длине. Количество слоёв
зависит от вида и числа
экструдеров. Самые распро-
странённые — однослойные
и двухслойные трубы, суще-
ственно реже — трёхслойные.
Трубы могут иметь различ-
ные диэлектрические свой-
ства, в том числе и по слоям.
Именно на этом и построены
127
6–8 февраля 2013 г. Ханты-Мансийск
конструкции аксессуаров для кабеля. Конечно
же, можно было бы рассмотреть конструкцию
простого усиления (увеличение толщины) изоля-
ции, но более компактный и надёжный способ —
это использование различных диэлектрических
свойств слоёв изоляции для выравнивания элек-
трического поля в разделках кабеля.
Наиболее опасное место в разделке кабеля —
это край среза электропроводящего слоя по
изоляции кабеля. Кольцо среза является концен-
тратором напряжённости электрического поля,
усугубляющим фактором является также и то,
что оно располагается на границе раздела сред
(рис. 1).
Диэлектрическая проницаемость изоляции
кабеля
r
= 2,3. Конструкция муфты такова, что
на срез электропроводящего слоя наносят слои
мастики, имеющей более высокую диэлектриче-
скую проницаемость (в сравнении с изоля-
цией кабеля)
r
= 15, и далее поверх масти-
ки усаживается полиэтиленовая труба (или
слой трубы) с ещё большей диэлектриче-
ской проницаемостью
r
= 35, и уже оконча-
тельно усаживается трекингостойкая труба
с диэлектрической проницаемостью
r
= 3.
Электромагнитное поле, проходя сквозь
слои с различной диэлектрической прони-
цаемостью, преломляется подобно лучам
света, проходящим через стеклянную
призму. Таким образом, поле оттягивается
от среза электропроводящего слоя, умень-
шая напряжённость в этой области кабеля.
Надёжность таких аксессуаров достаточно
высока, но она во много зависит от качества
материалов (мастик), и
особенно от квалифика-
ции монтажного персо-
нала.
Мастики должны быть
достаточно эластичны-
ми, и при наложении их
на кабель между слоями
не должно оставаться
никаких включений, в
том числе и воздушных
пузырей. Монтажный
персонал также должен
иметь высокую квали-
фикацию, в частности,
усаживая полиэтилено-
вые трубы, не допускать
возникновения воздушных полостей между слоя-
ми труб и кабелем. Любые оплошности подоб-
ного плана приводят к возникновению очагов
высокой напряжённости поля с последующими
перекрытиями электрического разряда в них.
Срок службы муфт значительно сокращается, и
после пробоя муфты электроснабжение по такой
кабельной линии прекращается.
Некоторые конструкции муфт «холодной
усадки» построены на тех же принципах. На
разделку кабеля наносятся те же слои мастики
или отдельные силиконовые трубки, несущие те
же функции, что и в термоусаживаемых муфтах.
Внешняя силиконовая трубка несёт лишь изоля-
ционные и трекингостойкие функции. Надёж-
ность таких муфт выше, чем термоусаживаемых,
так как силиконовые трубки плотнее облегают
тело кабеля.
Рис. 1. Распределение электрического поля на разделке кабеля
128
Сборник докладов XIX заседания Ассоциации электроснабжения городов России «ПРОГРЕССЭЛЕКТРО»
Но наиболее надёжной конструкцией является
конструкция, используемая в высоковольтных
кабельных муфтах. Выравнивание электрическо-
го поля осуществляется геометрическим стресс-
конусом, интегрированным в тело изоляционного
силиконового корпуса муфты (рис. 2).
Геометрический стресс-конус плавно выводит
электрическое поле, сглаживая срез электропро-
водящего слоя кабеля (рис. 3).
Комплектация подобных конструкций мини-
мальна по количеству наименований частей
муфт, основной элемент — это изоляционный
корпус муфты с интегрированными в неё
электродами геометрического стресс-конуса,
герметизирующие мастики, а также гильзы-
соединители или кабельные наконечники,
защитный корпус соединительной муфты,
элементы заземления. Корпус
муфты и оболочка соединитель-
ной муфты растянуты на спираль-
ном корде и легко усаживаются на
кабель после выдёргивания корда.
Кабель всегда находится под
давлением внешней и внутрен-
ней поверхностей тела муфты.
За счёт этого давления корпус
муфты отлично и плотно облегает
разделку кабеля. Нет необходи-
мости использовать какой-либо
специальный инструмент (за
исключением ножей для снятия
электропроводящего слоя кабеля,
как и для любой другой муфты).
Нет необходимости использовать
пламя для усадки муфты и, соот-
ветственно, нет субъективного
фактора влияния мастерства
Рис. 3. Распределение электрического поля, сглаженного
геометрическим стресс-конусом
монтёра на качество усадки. Мало
того, корпус муфты всегда усажива-
ется с необходимой длиной и толщи-
ной изоляции.
Муфты холодной усадки ввиду их
эластичности двигаются вместе с
кабелем при изменении нагрузки
и всё время имеют отличные элек-
трические характеристики, плотно
облегая кабель, что обеспечивает
длительный срок службы и высокую
надёжность. Компактная конструк-
ция и, соответственно, компактные
монтажные габариты. Геометриче-
ский стресс-конус не меняется в размере, не
греется и поэтому более надёжен. Прочный
силикон абсолютно водонепроницаем, стоек к
химическим воздействиям, к высоким темпера-
турам, а также её резким перепадам.
В корпуса муфты интегрированы как изоля-
ционные материалы, так и элементы стресс-
конуса. Таким образом, комплектация муфт
имеет меньшее количество элементов и позво-
ляет значительно ускорить процесс монтажа.
Использование новых материалов даёт возмож-
ность монтировать такие аксессуары при низких
температурах (до -25
о
С). Внедрение технологии
холодной усадки — следующий шаг развития
аксессуаров кабельных линий, повышающий их
надёжность при одновременном уменьшении
влияния персонала на качество монтажа.
Рис. 2. Корпус концевой муфты с интегрированным
геометрическим стресс-конусом выравнивания
электрического поля
Оригинал статьи: Применение муфт холодной усадки для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на среднее напряжение
История развития аксессуаров для кабельных линий (концевые, соединительные муфты) началась после внедрения новых изоляционных материалов. Ещё некоторое время назад в наших сетях применялись свинцовые и эпоксидные муфты и использовался кабель с маслопропитанной бумажной изоляцией. Теперь это уходит в историю. Сейчас активно применяются муфты, в которых используется технология термической усадки изоляционных труб из полиэтилена, сшитого радиационным способом.
