«КАБЕЛЬ-news», № 4, 2011, www.kabel-news.ru
40
Актуально
ÊÀÁÅËÜÍÀß ÀÐÌÀÒÓÐÀ
С
оединительные и оконечные устройства
(кабельная арматура) должны быть выпол-
нены таким образом, чтобы кабели были
защищены от проникновения в них из окру-
жающей среды влаги и других вредных веществ вне
зависимости от материала изоляции. При этом ка-
бельная арматура должна выдерживать испытатель-
ные напряжения, соответствовать техническим па-
раметрам электрических сетей, иметь достаточную
термическую и динамическую стойкость и соответ-
ствовать требованиям стандартов [1]. Для обеспече-
ния длительной работы указанных элементов элек-
трической сети всегда приходится решать задачи,
касающиеся условий их работы и технического об-
служивания.
Правильный выбор кабельной арматуры и соблю-
дение технологии прокладки и монтажа кабелей [2]
являются основой безотказной длительной эксплуа-
тации линий электропередачи. Конструкция и тип ка-
бельной арматуры выбираются в зависимости от типа
изоляции кабеля, рода тока, номинального напряже-
ния, токов КЗ, числа и сечения токопроводящих жил,
условий окружающей среды и прокладки.
Современная сертифицированная кабельная ар-
матура не представляет риска для здоровья персо-
нала и безопасна для окружающей среды. Более
того, благодаря исключению пайки, битумного или
двухкомпонентного наполнения и работ со свинцом
удалось уйти от экологически вредных операций, ко-
торые всегда ассоциировались с монтажом кабель-
ной арматуры. После монтажа современной муфты
не остаётся никаких вредных и особо грязных остат-
ков, которые потребовали бы специальных и доро-
гих методов утилизации.
РАЗВИТИЕ ТЕХНОЛОГИИ КАБЕЛЬНОЙ
АРМАТУРЫ
Конструкции соединительных и концевых муфт
для кабелей с бумажно-масляной пропитанной изо-
ляцией (БМПИ) до 35 кВ за весь период их примене-
ния изменялись только за счёт совершенствования
технологии изготовления и применения современ-
ных материалов. До настоящего времени использу-
ются муфты, заливаемые битумной мастикой марок
МБМ или МК. Внутренняя изоляция в них выполня-
ется при помощи неконденсаторной подмотки роли-
ками и рулонами из предварительно пропитанной и
проваренной кабельной бумаги.
Для оконцевания кабелей до 10 кВ включительно
в помещениях использовались сухие или заливные
битумные разделки, в зависимости от влажности и
пожароопасности помещений. На открытом возду-
хе применялись металлические заливные муфты с
фарфоровыми изоляторами типа КН, а в местах пе-
рехода с воздушной линии на кабельную — так на-
зываемые мачтовые муфты типа КМ.
В 60-х годах ХХ века ряд фирм разработал серию
новых полимеров для применения в качестве изо-
ляции на напряжение выше 1 кВ. Полученные ма-
териалы характеризуются исключительной стойко-
Современная кабельная
арматура для кабелей
с изоляцией из СПЭ
Кабельная линия — это средство для передачи электроэнергии, отдельных им-
пульсов, информации и т.п., состоящее из одного или нескольких параллель-
ных и/или последовательных участков кабелей с соединительными и оконеч-
ными устройствами (кабельной арматурой), стопорными и другими вспомога-
тельными средствами и крепёжными деталями. С момента изобретения кабе-
ля и широкого применения кабельных линий электропередачи актуальными
и серьёзными вопросами являются их надёжность и долговечность в процес-
се эксплуатации.
Георгий НЕВАР, начальник службы контроля монтажа кабельных линий
ПО «Энергокомплект», г. Витебск, Республика Беларусь
«КАБЕЛЬ-news», № 4, 2011, www.kabel-news.ru
41
Актуально
ÊÀÁÅËÜÍÀß ÀÐÌÀÒÓÐÀ
стью к длительному воздействию электромагнитно-
го поля высокой напряжённости, а также окружаю-
щей среды (температуры, влажности, механическо-
го воздействия и т.д.). Некоторые из них, кроме ука-
занных свойств, обладают памятью исходной фор-
мы, т.е., изменяя под воздействием высокой темпе-
ратуры первоначальную форму, при повторном на-
греве возвращаются к исходной, повторяя размеры
и профиль любого предмета, обеспечивая при этом
достаточно высокий уровень герметизации. Были
разработаны так называемые термоусаживаемые
трубки (ТУТ) и самоспекающиеся ленты, с использо-
ванием которых созданы конструктивно новые кон-
цевые и соединительные муфты сначала для кабе-
лей с БМПИ, а затем и с полимерной изоляцией для
одно- и многожильных кабелей с круглыми и сектор-
ными жилами.
За последние 20 лет требования к арматуре зна-
чительно изменились и регламентируются стандар-
тами: белорусскими СТБ, российскими ГОСТ Р и
международными МЭК. Для изготовления термоуса-
живаемой арматуры, отличающейся низким дымо- и
газовыделением, не поддерживающей горение, не
содержащей галогенов и отвечающей современным
требованиям безопасности, выполнен большой объ-
ём конструкторско-технологических и изыскатель-
ских работ.
В 90-х годах ХХ века в кабельных сетях крупных
городов СНГ произошёл фактически переворот в
применении кабельной арматуры — от привычной
традиционной заливной к новой технологичной тер-
моусаживаемой полимерной. Практически с 2000
года кабельная арматура на основе термоусаживае-
мых материалов заменила традиционные заливные
битумные муфты. Основными изготовителями такой
кабельной арматуры стали Подольский завод элек-
тромонтажных изделий (ПЗЭМИ) в России и фирма
Raychem в Германии. Эти предприятия поставляют
кабельную арматуру, комплектующие и инструмент
только собственного производства, прошедшие обя-
зательную проверку и испытания в сертифициро-
ванных лабораториях.
Современная кабельная арматура выше 1000 В
имеет систему выравнивания напряжённости элек-
трического поля, которая может быть выполнена в
виде отдельных элементов набора или уже нанесена
на внутреннюю поверхность изоляционных трубок.
В концевых муфтах внешние изоляционные трубки
обладают поверхностной эрозионной стойкостью и
трекингостойкостью и обеспечивают герметизацию
кабельных наконечников и наружных покровов кабе-
ля. Область соединения жил закрывается трёхслой-
ными термоусаживаемыми трубками, которые обе-
спечивают беспустотное поверхностное соединение
внутренних изоляционных и внешнего полупроводя-
щего слоёв.
Термоусаживаемые элементы поставляются в
растянутом состоянии, что позволяет легко наде-
вать их на разделанные концы кабелей. При нагре-
вании происходит их усадка и плотный водонепрони-
цаемый обхват кабеля, причём термоплавкий клей
и наполнитель заполняют все пустоты. Конструкция
кабельной арматуры повторяет кабель и может, как
и он сам, изгибаться по трассе.
Кабельная арматура сконструирована и полно-
стью испытана в соответствии с фирменными стан-
дартами, которые соответствуют национальным и
международным. В распоряжении ведущих произ-
водителей кабельной арматуры имеются протоколы
испытаний, выполненных в различных независимых
институтах и лабораториях, на длительное воздей-
ствие электрических нагрузок и окружающей сре-
ды, продолжительной работы в нормальных и ава-
рийных режимах.
ВНИИКП совместно с ведущими заводами, изго-
тавливающими кабельную арматуру, разработаны
оригинальные конструкции кабельной арматуры, не
имеющие мировых аналогов. В их число входит за-
патентованная конструкция соединительной кабель-
ной муфты для кабелей с БМПИ и СПЭ-изоляцией
напряжением 10 кВ. Эта конструкция предусматри-
вает наличие межфазного заполнителя и элемен-
та в виде листов, вставленных в трубу восстановле-
ния оболочки, изготовленных из термоплавкого ком-
позиционного материала, подшивающегося после
монтажа. При усадке трубы межфазная распорка и
листовой заполнитель расплавляются, но не стека-
ют, а наполняют равномерно межфазное простран-
ство и обеспечивают монолитное заполнение без
присутствия воздуха [4, 5].
Созданный ЗАО «ПЗЭМИ» полиолефиновый тер-
моусаживаемый безгалогенный материал марки
Н-1 пониженной пожароопасности, радиационно-
сшиваемый, перерабатываемый методами экструзии
и литья под давлением и подобранный силиконовый
самослипающийся противопожарный герметик мар-
ки CP601S фирмы Hilti дали движение в развитии ар-
матуры и материалов, не поддерживающих горение.
Современная кабельная муфта
1 — изоляция кабеля,
2 — многослойная восстановленная изоляция,
3 — защитный экран,
4 — клеевой состав.
1
3
4
2
«КАБЕЛЬ-news», № 4, 2011, www.kabel-news.ru
42
Разработаны и сертифицированы муфты, пред-
назначенные для применения на АЭС вне гермозо-
ны в системах классов 3, 4 по классификации ОПБ
88/97, а также общепромышленного использования.
При поставках на рынок СНГ и на экспорт выпуска-
ются муфты марок 3,4Стпнг; Стпнг-10; 3,4КВтпнг;
КВтпнг-10.
Применение современных технологичных мате-
риалов, новой технологии позволило значительно
снизить влияние человеческого фактора на техно-
логический процесс. Результат использования но-
вой технологии привёл к значительному снижению
повреждаемости в кабельных сетях 6—10 кВ России
и Республики Беларусь, так как основной причиной
повреждений кабельных линий являются поврежде-
ния концевых и соединительных муфт.
Законченная система универсальных муфт ста-
ла распространяться в 90-х годах. Сюда вошли пе-
реходные муфты для соединения кабелей с пласт-
массовой изоляцией с кабелями с бумажной изоля-
цией, переходные муфты для соединения кабелей,
разных по сечению, с различной конструкцией и ма-
териалом жил.
Муфты монтировались и эксплуатировались в
экстремальных климатических и погодных услови-
ях, на практике подтверждая верность самой кон-
цепции универсальной муфты, отвечающей новым
тенденциям в технологии монтажа и эксплуатации,
соответствие требованиям к данному виду кабель-
ной арматуры и надёжность конструкции, пока-
занную в ходе интенсивных многолетних испыта-
ний.
ВЛИЯНИЕ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ФАКТОРА
НА ПОВРЕЖДЕНИЯ КАБЕЛЕЙ
В это же время в России, Республике Беларусь
и Польше появился ряд предприятий, выпускающих
аналогичную продукцию. Качество изолирующих и
«выравнивающих» трубок, подмоточного материа-
ла для выравнивания электромагнитного поля и кле-
евых составов не имеет сертификата происхожде-
ния. Протоколы сертификационных испытаний вы-
зывают сомнения в их достоверности. Ярким при-
мером тому является ситуация, возникшая в Ленин-
градских Кабельных Сетях в 1999—2000 годах, ког-
да при протекании сквозных трёхфазных токов КЗ
повреждались 2, 3, а иногда и более концевых и со-
единительных муфт, смонтированных в разное вре-
мя на одном кабеле и на транзитной цепочке кабель-
ных линий.
Заявления ряда поставщиков об изготовлении ча-
сти комплектующих кабельной арматуры на местах
не выдерживают никакой критики, так как внешние
признаки и отсутствие сертификатов происхожде-
Дефект при разделке под муфту
Повреждение шейки муфты из-за залома
Залом наконечника при присоединении
фаз кабеля
Актуально
ÊÀÁÅËÜÍÀß ÀÐÌÀÒÓÐÀ
«КАБЕЛЬ-news», № 4, 2011, www.kabel-news.ru
43
ния материалов демонстрируют низкое качество из-
делий. У всех местных изготовителей отсутствует
производственная база по полимерным комплекту-
ющим, соединители и наконечники изготавливают-
ся из отходов алюминия. Термоусаживаемые трубки
(ТУТ), подмоточные и клеевые ленты не имеют сер-
тификатов происхождения, не маркированы, не име-
ют отличий у кабельной арматуры до 1 и 10 кВ, не
пластичны, требуют дополнительного подогрева при
монтаже, коэффициент усадки ТУТ едва превыша-
ет 2, когда для гарантированной герметизации тре-
буется не менее 4.
Монтаж концевых и соединительных муфт при
строительстве кабельных линий — наиболее слож-
ная операция в кабельных работах. При этом они
выполняются чаще всего в полевых условиях и при
различной погоде. Организация рабочего места,
разделка кабеля, монтаж концевых и соединитель-
ных муфт должны производиться специально под-
готовленным персоналом, имеющим представле-
ние о технологиях изготовления кабеля и доско-
нально знающим процесс монтажа кабельной ар-
матуры. Так как технология монтажа у разных типов
муфт может отличаться, электромонтёр-кабельщик
должен быть обучен под каждый тип кабельной ар-
матуры [7]. Заводы-изготовители кабельной арма-
туры организуют обучение кабельщиков с выдачей
сертификата на право монтажа кабельной армату-
ры собственного производства, как платное, так и
бесплатное. Кабельная арматура разных заводов
имеет некоторые особенности и отличия, поэтому
наличие сертификата одного завода не даёт права
проводить монтаж муфт другого предприятия. При
нарушении этого правила чаще всего и происходят
нарушения технологии монтажа кабельной армату-
ры, которые приводят к повреждениям кабеля.
Во времена Минэнерго СССР электромонтёр-
кабельщик допускался к самостоятельной работе в
лучшем случае через год работы на кабелях при на-
личии специального образования (ПТУ), практиче-
ского опыта работы по прокладке кабеля и монтажу
кабельной арматуры и после сдачи квалификацион-
ного теоретического и практического экзамена [3, 4].
Эти требования были обязательны как для персона-
ла предприятий электросетей, так и для персонала
СМО, который выполнял работы по строительству
новых кабельных линий.
Заказчики для снижения стоимости СМР в нару-
шение СНиП 3.05.06-85 для строительства кабель-
ных линий привлекают организации, не имеющие
практического опыта монтажа кабеля, у персона-
ла которых нет достаточного опыта работы и сер-
тификатов на монтаж кабельной арматуры [6]. Дан-
ные статистического анализа повреждений кабелей
и кабельной арматуры говорят о том, что основными
причинами повреждений являются:
• нарушение технологии монтажа (40%);
• внешние механические воздействия при монтаже
и эксплуатации (30%);
• применение кабельной арматуры, не соответ-
ствующей параметрам сетей (15%);
• нарушение технологии испытаний (10%);
• дефекты кабеля (5%).
НОВЫЕ КОНСТРУКЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ
КАБЕЛЬНОЙ АРМАТУРЫ
Многие компании при разработке и изготовлении
кабельной арматуры среднего класса напряжения
Пробой соединительной муфты
при испытании после ремонта из-за
«затягивания» проволоки экрана
под изолирующую трубку
Повреждение муфты из-за развития ЧР
по загрязнённой (опилки, грязь)
поверхности основной изоляции
(нарушения технологии монтажа)
Актуально
ÊÀÁÅËÜÍÀß ÀÐÌÀÒÓÐÀ
«КАБЕЛЬ-news», № 4, 2011, www.kabel-news.ru
44
всё чаще применяют различные типы силиконовой
резины, несмотря на её более высокую цену по срав-
нению с другими полимерными материалами. В чём
причина такого предпочтения?
Арматура для определённого сечения кабеля со-
стоит из изоляционных материалов и контактных за-
жимов разного диаметра. Именно поэтому уже со-
рок лет в кабельной арматуре применяются эластич-
ные изоляционные материалы. При этом резиновая
изоляция конструируется таким образом, чтобы в
установленном состоянии она всегда оказывала ра-
диальное давление на слой изоляции кабеля. А тер-
моусаживаемая изоляция (трубки, капы, юбки, пер-
чатки) под воздействием тепла должна усаживаться
на концевые и соединительные кабельные раздел-
ки, принимая их форму.
Изготовленные на заводе изоляторы и стресс-
конусы предназначены для выравнивания электри-
ческого поля и снижения напряжённости поля на
срезе экструдированного электропроводящего экра-
на по изоляции кабеля.
Изолятор или стресс-конус для каждого класса
напряжения — одна деталь, представляющая собой
полностью полимерную сухую изоляционную систе-
му.
Особое внимание при разработке специальных
силиконовых компаундов уделялось стойкости к воз-
действию загрязнения в сочетании с влажностью, а
также с ультрафиолетовой радиацией. Превосход-
ная стойкость к воздействию ультрафиолетового из-
лучения обусловлена высокой энергией межатом-
ных связей силиконовых компаундов.
Результатом эрозии, вызванной солнечной
радиацией, являются микротрещины на поверхно-
сти, в которых может скапливаться грязь, что ухуд-
шает электрические свойства изоляции. Наиболее
опасными для поверхности изоляции являются тре-
кинги — углеродные дорожки, образование кото-
рых главным образом вызвано частичными разря-
дами при протекании по поверхности токов утеч-
ки. В силиконовых материалах не образовывается
углерод при разложении. Весь свободный углерод
выходит в газообразных соединениях. Вот почему
эрозионные дорожки образуются без электропро-
водных углеродов.
Интенсивность поверхностных разрядов так
или иначе зависит от токов утечки. Именно поэто-
му очень важно такое свойство силиконовых ма-
териалов, как гидрофобность, то есть способность
отталкивать от себя влагу. Капли воды на поверх-
ности силикона дискретны по форме и не создают
дорожек проводимости. Кроме того, силикон об-
ладает бесконечным числом коротких лёгких мо-
лекулярных цепей. Миграция этих молекул к по-
верхности восстанавливает гидрофобные свой-
ства силикона. Таким образом, гидрофобность си-
ликона сохраняется в течение длительного срока
эксплуатации в условиях открытой окружающей
среды.
Конструкция муфты с силиконовым изолятором
позволяет вывести и соединить экраны трёх фаз для
снижения и выравнивания в них уравнительных то-
ков.
ВЫВОДЫ
1. Прокладку и монтаж кабельных линий необходи-
мо проводить в соответствии с действующими
нормативно-техническими документами.
2. Строительно-монтажные работы должны выпол-
нять организации, имеющие практический опыт и
квалифицированных специалистов.
3. Применение новейших технологий производства
кабеля и кабельной арматуры обеспечивает на-
дёжное электроснабжение потребителей — это
основная задача энергосистемы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ларина Э.Т. Силовые кабели и высоковольтные
кабельные линии. — М.: Энергоатомиздат, 1996.
2. Пантелеев Е.Г. Монтаж и ремонт кабельных
линий. 2-е изд. — М.: Энергоатомиздат, 1990. —
288 с.
3. Кабели силовые для стационарной прокладки.
Общие технические условия. ГОСТ 24183-80.
4. Кабели силовые с изоляцией из сшитого поли-
этилена на напряжение 10, 20, 35 кВ. Техниче-
ские условия. ТУ 16.К71-335-2004. — М., ОАО
«ВНИИКП».
5. Муфты на основе термоусаживаемых изделий
для силовых кабелей на напряжение до 35 кВ
включительно. Общие технические условия СТО
00081866.001-2009. — М., ОАО «ВНИИКП».
6. Бородянский Ю.М. Повреждения кабелей с изоля-
цией из сшитого полиэтилена // Кабель-news. —
2009. — № 9. — С. 60—61.
7. Инструкция по прокладке кабелей силовых с
изоляцией из сшитого полиэтилена на напряже-
ние 6—35 кВ. — Витебск, ПО «Энергокомплект»,
2010. — 47 с.
Силиконовый изолятор с внутренним
и внешним полупроводящими слоями
Актуально
ÊÀÁÅËÜÍÀß ÀÐÌÀÒÓÐÀ
Оригинал статьи: Современная кабельная арматура для кабелей с изоляцией из СПЭ
Основными причинами повреждений кабельных линий являются повреждения концевых и соединительных муфт. Развитие технологии кабельной арматуры привело к снижению повреждаемости в кабельных сетях 6—10 кВ России и Республики Беларусь.