«КАБЕЛЬ-news», № 2, 2011, www.kabel-news.ru
48
Актуально
ÊÀÁÅËÜÍÛÅ ÌÓÔÒÛ
Проблема течей масла из-под
оболочки кабелей с БПИ-
изоляцией и её устранение
с применением материалов
компании 3М
Константин ЮРОВ,
старший технический специалист отдела
Электротехнического оборудования ЗАО «3М Россия»
П
роблема течи масла из-под оболочки и кон-
цевой заделки сопровождает всю исто-
рию существования кабелей с бумажно-
пропитанной изоляцией. Во многом сложно-
стью устранения течи обусловлен переход на исполь-
зование кабелей со сплошной экструдированной изо-
ляцией, например, из сшитого полиэтилена. Тем не
менее именно кабели с бумажно-пропитанной изоля-
цией (БПИ) сегодня наиболее часто применяются, по
крайней мере, в сетях среднего напряжения.
Течь масла приводит к резкому обеднению изо-
ляции, падению как диэлектрических характери-
стик, так и способности к теплоотводу. В конечном
результате образование течей выводит кабельную
линию из строя. Поэтому решение проблемы течей
масла — главное условие продления срока службы
такого типа кабеля.
Типовая конструкция кабеля с БПИ-изоляцией на
среднее напряжение представлена на рис. 1 на при-
мере кабеля СБГ-6 производства завода «Камка-
бель».
Течь масла из-под оболочки и концевой заделки
обусловлена несколькими факторами:
• перепадом высот при прокладке;
• температурным расширением металла, вызван-
ным изменениями режимов эксплуатации, в том
числе наличием аварийных режимов;
• степенью пропитки бумажной изоляции мине-
ральным маслом или нестекающим составом;
• внешним механическим воздействием на кабель
и пр.
Однако неизменным условием отсутствия течей
является полная герметизация кабеля по всей его
Рис. 1. Элементы конструкции кабеля типа
СБГ-6 производства завода «Камкабель»
1 — медная токопроводящая жила; 2 — фазная
бумажная изоляция, пропитанная минеральным
маслом, вязким или нестекающим изоляционным
пропиточным составом; 3 — заполнение из
бумажных жгутов; 4 — поясная бумажная изоляция,
пропитанная минеральным маслом, вязким
или нестекающим изоляционным пропиточным
составом; 5 — экран из электропроводящей бумаги
для кабелей на напряжение от 6 кВ и более; 6 —
свинцовая оболочка; 7 — подушка из битума и
крепированной бумаги, 8 — броня из стальных лент.
длине, включая соединительные муфты и осо-
бенно концевые заделки, пожалуй, самые уязви-
мые места кабеля с бумажно-пропитенной изоля-
цией.
В советские времена концевая заделка на кабеле
с БПИ-изоляцией выполнялась с применением двух
следующих технологий.
Первая технология.
Концевые заделки внутрен-
ней установки со самосклеивающимися лентами
типа ЛЭТСАР для кабелей напряжением до 10 кВ с
бумажной изоляцией (рис. 2).
«КАБЕЛЬ-news», № 2, 2011, www.kabel-news.ru
49
Вторая технология.
Концевые заделки напря-
жением до 10 кВ внутренней установки в стальных
воронках (рис. 3).
Первая технология являлась не самой надёжной,
а вторая — не самой дешёвой. Однако за неимени-
ем третьей технологии обходились первыми двумя.
Многое изменилось после широкого внедрения на
рынок технологии термической усадки.
Рассмотрим типовую концевую кабельную муфту
производства компании 3М типа 92-EH для кабеля
с БПИ-изоляцией напряжением 10 кВ, выполняемую
по технологии термической усадки. Внешний вид и
чертёж муфты представлены на рис. 4 (а и б).
Технология монтажа этой муфты мало чем отли-
чается от монтажа концевых термоусаживаемых
муфт других производителей. Она состоит в том, что
после разделки кабеля согласно инструкции следу-
ет последовательно установить на кабель термоуса-
живаемые изолирующие элементы.
Конечно, такая муфта смотрится привлекатель-
нее, технологичнее и, что самое главное, надёж-
нее своих предтечей. Тем не менее нередкими
Рис. 2. Концевая заделка внутренней установки
КВсл для кабелей напряжением до 10 кВ
с бумажной изоляцией
а)
б)
h=30
10
9
6
А-А
А
А
1
2
3
4
5
6
7
8
2
а — заделка; б — конусный уплотнительный
вкладыш; 1 — наконечник; 2, 3 — подмотки из
лент — ПВХ и ЛЭТСАР или ЛЭТСАР и ЛЭТСАР ЛПТ;
4 — бумажная изоляция жилы; 5 — крестообразная
уплотнительная подмотка; 6, 9 — центральный и
боковой вкладыши; 7 — бандаж из ленты ЛЭТСАР;
8 — герметизирующая подмотка; 10 — линия среза
при изготовлении вкладыша.
Рис. 3. Концевые заделки КВБ со стальной
воронкой для кабелей напряжением до 10 кВ
с бумажной изоляцией
10
a)
б)
в)
6
7
8
9
1
3
2
4
5
11
11
а — заделка КВБо с овальной воронкой; б — заделка
КВБк с круглой воронкой, в — малогабаритная
заделка КВБм до 1 кВ; 1, 8 — нижний и верхний
полухомутики; 2 — жила кабеля; 3 — фарфоровые
втулки; 4 — крышка; 5 — воронка; 6 — болт; 7 — гайка;
9 — провод заземления; 10 — крышка заливочного
отверстия; 11 — смоляная лента.
Рис. 4. Концевая муфта 3М типа 92-EH
5
7
6
15
5
14
16
13
12
11
10
9
2
8
1
К
L
4
130
20
50
а) внешний вид
б) схема
1 — кабельный наконечник; 2 — токопроводящая
жила; 3 — фазная изоляция; 4 — поясная изоляция;
5 — металлическая оболочка; 6 — броня; 7 — на-
ружный покров; 8 — герметизирующая лента; 9 — проз-
рачная маслостойкая изоляционная трубка; 10 — тре-
кингостойкая и всепогодная трубка; 11 — трубка
для регулирования электрического поля; 12 — клин
для регулирования электрического поля; 13 — изо-
ляционная мастика; 14 — термоусаживаемая перчатка;
15 — поясная манжета; 16 — проводящая бумага.
Актуально
ÊÀÁÅËÜÍÛÅ ÌÓÔÒÛ
являются случаи, когда укладываемая в корешок
кабеля изоляционная мастика — важнейший эле-
мент герметизации — со временем размывается,
«КАБЕЛЬ-news», № 2, 2011, www.kabel-news.ru
50
под перчаткой образуются пустоты, в которые
устремляется масло. Учитывая тот факт, что давле-
ние масла в кабеле с БПИ-изоляцией может дости-
гать 8 атмосфер, со временем оно находит путь
наружу и течёт из-под перчатки. С этого момента
начинается процесс обеднения и ускоренного старе-
ния изоляции, который становится тем сильнее, чем
больше перепад между верхним и нижним концами
кабеля.
Причин тому, что технология даёт сбой, несколь-
ко. Бытует обоснованное мнение, что одна из
них — слишком молодая технология применения
термоусадки на кабелях с БПИ-изоляцией. Герме-
тики не рассчитаны на столь длительный контакт с
маслом. Со временем масло разъедает герметик,
находит пути выхода и начинает течь из-под пер-
чатки. Еще одна из версий заключается в том, что
на Западе, откуда пришла к нам эта технология,
используются кабели с обедненной БПИ-изоляцией,
и эта проблема там не такая явная. Известны приме-
ры и весьма мудрёных конструкций концевых муфт,
в которых предусмотрено отверстие для доливки
масла, что повышает срок службы кабеля. Не сто-
ит забывать и о проблеме качества монтажа армату-
ры, с которой мы сталкиваемся повсеместно. Нека-
чественный монтаж концевых заделок резко повы-
шает возможность появления утечек масла из-под
муфты. Считается, что течь масла из-под кабельных
муфт обуславливается совокупностью вышеизло-
женных факторов, к которым можно добавить ещё
такие, как брак при производстве материалов для
монтажа, коррозия металлических оболочек, меха-
нические повреждения муфт при монтаже и эксплу-
атации и пр.
В данный момент по проблеме устранения течей
масла из-под концевых кабельных заделок спе-
циалистами ЗАО «3М Россия» ведётся серьёзная
работа. В частности, использование маслостойко-
го уплотнителя типа силиконовой мастики (рис. 5)
позволяет решить главную задачу — уменьшить
интенсивность течей.
Рис. 5. Применение силиконовой мастики 3М
тм
в концевой заделке кабеля с БПИ-изоляцией
При этом специалистами компании 3М и ее партнё-
рами предложен и опробован метод монтажа сое-
динительных и концевых кабельных муфт без при-
менения огневых технологий. Это метод монтажа
муфт с принудительным нагнетанием электроизоля-
ционного компаунда (RPM — resin pressure method).
Изначально метод RPM использовался для монтажа
кабельных муфт в угольных шахтах, где применение
огня категорически запрещено.
Способ принудительного нагнетания компаунда
представляет собой особую технологию сращива-
ния и оконцевания кабеля. Этот способ разработан
компанией ЗМ специально для выполнения работ
в труднодоступных местах, например, при верти-
кальном кабельном вводе, в углах и высоко распо-
ложенных местах, т.е. там, где нельзя установить
муфту обычным способом. С помощью технологии
принудительного нагнетания компаунда, напри-
мер, можно восстановить повреждённую оболоч-
ку кабеля, изготовить соединительную, концевую,
защитную муфту-кожух на кабеле среднего напря-
жения.
Суть метода состоит в том, что корпус муф-
ты представляет собой комбинацию самослипа-
ющихся изолирующих, губчатых и герметизиру-
ющих лент, образующих некое подобие кокона,
внутрь которого при помощи специального шприца
закачивается электроизоляционный хим- и влаго-
стойкий компаунд (рис. 6, 7).
Актуально
ÊÀÁÅËÜÍÛÅ ÌÓÔÒÛ
Рис. 6. Схема нагнетания компаунда
под давлением (RPM-технология)
Пистолет-шприц
для нагнетания
компаунда
Копус муфты в виде кокона
Рис. 7. Монтаж соединительной муфты
по RPM-технологии
«КАБЕЛЬ-news», № 2, 2011, www.kabel-news.ru
51
У этого метода существует ряд следующих преи-
муществ:
• технология особенно эффективна при верти-
кальном монтаже;
• применяется для кабеля любого сечения;
• отсутствует ограничение по длине муфты;
• универсальна в применении;
• отсутствие огня при монтаже;
• технология имеет разрешение Ростехнадзора на
использование в горнодобывающей промышлен-
ности.
При более детальном рассмотрении оказалось,
что муфты, выполненные по RPM-технологии, отли-
чаются не только высокими электроизоляционны-
ми, но и прочностными характеристиками как при
радиальном, так и при осевом внешнем воздей-
ствии. Застывший хим- и влагостойкий компаунд
даёт отличный контакт с оболочкой, препятствуя
как попаданию влаги внутрь муфты, так и образо-
ванию течей из-под нее. Это касается как соедини-
тельных, так и концевых муфт.
Этапы монтажа концевой муфты представлены
на рис. 8.
За годы успешного применения в горном деле
этот метод настолько понравился энергетикам
предприятий, что ему было найдено весьма нео-
жиданное применение — ремонт уже существую-
щих соединительных муфт и концевых заделок,
а также повреждённых оболочек, из-под которых
осуществляется течь масла. В мае 2010 года был
осуществлён опытный монтаж ремонтной муфты-
кожуха поверх эпоксидной соединительной муф-
ты на кабеле с бумажно-пропитанной изоляцией в
цехе коксо-химического производства Череповец-
кого металлургического комбината ОАО «Север-
сталь». Течь масла была устранена. Технология
получила положительный отзыв от энергетиков
цеха, и сейчас ведутся работы по её внедрению на
производстве.
Применение RPM-технологии на практике позво-
ляет забыть о традиционных проблемах кабелей с
БПИ-изоляцией.
Рис. 8. Концевая заделка на кабеле с БПИ-изоляцией, выполненная по технологии принудительного
нагнетания компаунда: а—з — этапы монтажа
а)
б)
в)
г)
д)
з)
е)
ж)
Актуально
ÊÀÁÅËÜÍÛÅ ÌÓÔÒÛ
Оригинал статьи: Проблема течей масла из-под оболочки кабелей с БПИ-изоляцией и её устранение с применением материалов компании 3М
Проблема течи масла из-под оболочки и концевой заделки сопровождает всю историю существования кабелей с бумажно-пропитанной изоляцией. Во многом сложностью устранения течи обусловлен переход на использование кабелей со сплошной экструдированной изоляцией, например, из сшитого полиэтилена. Тем не менее именно кабели с бумажно-пропитанной изоляцией (БПИ) сегодня наиболее часто применяются, по крайней мере, в сетях среднего напряжения.