Современная кабельная арматура для кабелей с изоляцией из СПЭ

Page 1
background image

Page 2
background image

«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


Page 3
background image

«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


Page 4
background image

«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


Page 5
background image

«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


Page 6
background image

«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


Читать онлайн

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.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»