Так кто же должен обновлять ПУЭ?

Page 1

Page 2

«КАБЕЛЬ-news», № 6, 2013, www.kabel-news.ru

Актуально

ÏÓÝ

— Фирудин Халилович,

Вы — один из крупнейших
учёных в энергетике, уче-
ник и соратник академика

Николая Николаевича Тиходеева, знаток элек-
трических, магнитных и других процессов, про-
исходящих в сетях, проводах, кабелях. Скажите,
что Вас беспокоит сейчас в эксплуатации кабе-
лей?

— Есть вещи, которые грозят катастрофами.

А начало этих катастроф — в нашем пренебрежении
довольно простыми вещами. Порядком в документах
и регламентах! Всем известно, что ПУЭ — основной
наш документ. А многие ли знают, что ПУЭ седьмой
редакции, которые вышли частично кусками в 2003,
2004, 2005 годах, общая редакция вышла в 2005 или
2006 году, — это вчерашний день? Я свою часть, как
один из составителей ПУЭ, написал в 1986 году, а
вышли они в 2006 году, значит, двадцатилетней дав-
ности. За это время коренным образом изменилась

энергетика, в основном элементная база, а это всё
абсолютно не отразилось в редакции новых ПУЭ.
Например, кабель с изоляцией из сшитого полиэти-
лена. Это современные кабели, всюду с ними рабо-
тают, организации приобретают, монтируют. Но как
с ними работать, как уложить, как эксплуатировать,
какие у них плюсы и минусы? Об этом многие не
знают, потому что в ПУЭ вообще ничего не написа-
но о кабелях с изоляцией из сшитого полиэтилена!
В ПУЭ ещё старые кабели: маслонаполненные, ре-
зиновые, бумажно-масляные, в общем, что угодно
есть, но о кабелях с изоляцией из сшитого полиэти-
лена — ни слова!

— Не может быть!

— Я впервые столкнулся с этим лет 15 назад,

когда принимал участие в проектировании системы
электроснабжения морского терминала в Усть-Луге.
Учитывая наши не очень устойчивые отношения с
белорусскими коллегами и литовцами, этот терми-
нал снабжает жидкими и сухими грузами и военной

Так кто же должен
обновлять ПУЭ?

Приводим эксклюзивное интервью доктора технических наук, профессо-

ра Санкт-Петербургского государственного политехнического университета

Фирудина ХАЛИЛОВА, который высказывает своё мнение от-
носительно необходимости обновления Правил устройства
электроустановок (ПУЭ).

последние годы резко выросло использова-
ние высоковольтного кабеля с изоляцией из
сшитого полиэтилена. Российские заводы
прочно освоили производство кабелей до

110 кВ, многие выпускают, пока ещё не в массовом
порядке, кабель напряжением 220 и даже 300 кВ.
Отечественные заводы производят или, во всяком
случае, работают над выпуском соединительных
муфт. В обозримо близком будущем использование
кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена суще-
ственно увеличится — это веление времени. У мно-
гих уже вызывают удивление высоковольтные воз-
душные линии в городах, требующие соблюдения
зон отчуждения, «съедающие» дорогую городскую
землю.

Но вместе с широким использованием совре-

менных кабелей появились и новые типы аварий на
них. Основными причинами аварий на современных
кабельных линиях привычно считают дефекты в ка-
белях, муфтах, ошибки и небрежность в прокладке
кабелей, механические повреждения в процессе
эксплуатации и т.д. В это время учёные обеспокоены
глубоким незнанием технического персонала, зача-
стую высокого ранга, тех электрических, магнитных,
тепловых процессов, которые объективно происхо-
дят в кабелях и при их высоковольтных испытаниях
и эксплуатации. Отсюда — необоснованные претен-
зии к изготовителям кабельной продукции (которые
тоже не знают этих процессов!) и взаимные обвине-
ния при аварийных ситуациях.

Page 3

«КАБЕЛЬ-news», № 6, 2013, www.kabel-news.ru

Актуально

ÏÓÝ

техникой Калининградскую
область.

— Но в перспективе это

будет основной терминал?

— Уже стал, терминал по-

строен. Пятнадцать лет на-
зад мы впервые столкнулись
с этими кабелями и решили
ряд сложных и основопола-
гающих для дальнейшей экс-
плуатации проблем. Результа-
ты решения этих проблем, к
сожалению, никуда не вошли,
нигде не отражены. Я имею
в виду ПУЭ новой редакции.
Только сейчас у меня выйдет
книга в «Энергоатомиздате»,
написанная совместно с про-
фессором В. Гольдштейном
из Самарского технического
университета. Это всё там от-
разилось, правда, до класса
напряжения 110 киловольт.
А вот более высокие классы,
хотя мы решали эти проблемы тоже, ждут научного
изучения и регламентирования, размещения в ПУЭ!

Это — веление времени. Я верю, что в нашем

прекрасном Санкт-Петербурге уберут воздушные
линии, перейдут на кабельное исполнение. Конечно,
это не дело, когда, например, рядом с моим домом
проходят две двухцепные линии 330 кВ. И зона от-
чуждения 400 метров. Это в нашем городе, где даже
для парков нет места. Сейчас я принимаю участие в
работах «Роспроекта», который убирает воздушные
линии и переходит к кабельным. В этом проекте мы
тоже решаем ряд проблем.

— В чём же проблема? Надеюсь, небольшая

лекция нашим читателям не повредит.

— Самое главное преимущество трёхфазного пе-

ременного тока состоит в том, что векторная сумма
трёх токов и трёх напряжений равна нулю. В трёхфаз-
ных кабелях, которые были в одной оболочке, всё в
порядке: все три фазы и сумма равна нулю. И маг-
нитное поле равно нулю, и электрическое, тем более
что внутри клетки Фарадея оболочка-то металличе-
ская. А кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена
в однофазном исполнении. Такая же конструкция
была у финнов, французов, шведов, американцев,
и, наконец, теперь её выпускают пять-шесть заводов
в России, в частности, «Севкабель», «Таткабель»,
«Камкабель» и другие. Все они производят кабели
однофазного исполнения. Это значит, что преиму-
щество трёхфазного переменного тока мы потеряли.
Каждый кабель рассматривается как самостоятель-
ная величина. Имеет свою жилу и свою оболочку, то
есть они взаимосвязаны могут быть только магнитным

путём, а электрическим —
нет, потому что каждая фаза
имеет свою клетку Фарадея
и поля не пересекаются. Это
приводит к тому, что ток те-
чёт по жиле к потребителю,
а обратно должен вернуться
по экрану, но не полностью.
Были измерения в Санкт-
Петербурге, которые пока-
зали, что часть тока замы-
кается через другие кабели,
рельсы, трубопроводы, тро-
сы линий электропередачи.
По нашим данным, 70—80%
возвращается по экрану,
остальные 20—30% — по
другим объектам. Любой ка-
бель до перехода на сши-
тый полиэтилен испытывал
тепло от трёх источников:
это потери в жиле I

диэлектрика изоляции и
окружающей среды. Если

делать жилу такого же сечения, как и экран, кабель
будет нетранспортабельный и очень тяжёлый. Я дер-
жал в руках 30 см кабеля 330 кВ. Еле-еле поднял
его — он весит около 50 килограммов. Так что экран
делают сечением в 6—8 раз меньше, чем жилы. Это
значит, что при одинаковом удельном сопротивлении
материалов — и там медь, и здесь медь — сопротив-
ление экрана в 6—8 раз больше, чем жилы.

— И соответственно…

— Тепло, выделяемое экраном, больше, чем сум-

ма трёх первоисточников. То есть у этих кабелей по-
является четвёртый источник тепла. Если ничего не
предпринимать, они должны гореть. Так и бывает.
Меня неоднократно приглашали на аварии. Приез-
жаешь: металл есть, а изоляции нет — все сгорело.
Когда по жиле течёт ток, он наводит в экране ЭДС.
Поэтому по экрану, если заземлить, как требует
ПУЭ (!), с обеих сторон, течёт ток, который будет вы-
делять тепло, нарушит тепловой баланс и приведёт
к пробою изоляции. У кабелей с изоляцией из сши-
того полиэтилена преимущество состоит в том, что
допустимая рабочая температура 90

С, а кратковре-

менно до 3 часов эти кабели могут работать и при
120

С. И получается, что если всё делать по ПУЭ,

то все кабели должны сгореть. Виновным является
продольный ток в экране. Поэтому понятно: надо
каким-то образом убрать этот ток, но как? Простей-
ший способ — разорвать цепь тока. На это не пой-
дёт Энергонадзор. Если разорвать кабель хотя бы в
одной точке, на его экране будет потенциал. Значит,
люди, которые входят в кабельный канал либо на
кабельный этаж на подстанциях, могут попасть под

Page 4

«КАБЕЛЬ-news», № 6, 2013, www.kabel-news.ru

напряжение. Поэтому Энергонадзор это запрещает.
Получается полная неопределённость: с одной сто-
роны, опасность, с другой — кабель горит, если за-
землить по ПУЭ. Что делать? Для того чтобы убрать
этот продольный ток, рекомендуется независимо от
класса напряжения — и это применяется уже многи-
ми энергетиками — делать транспозицию не жил, а
экранов. То есть экран «фазы А» переходит в экран
«фазы B», экран «фазы B» — в экран «фазы C» и
потом возвращается «С» к « А». Причём это дела-
ется неоднократно в зависимости от длины кабеля.

— Каким образом это делается?

— С помощью специальных транспозиционных

муфт, которые раньше использовались только не-
мецкого производства, но, слава Богу, наша про-
мышленность развивается, и сейчас мы изготавли-
ваем эти муфты в России. Муфты не очень дороги
по сравнению со стоимостью основного кабеля и
нужны примерно через каждые полкилометра. По-
меняв местами экраны, возвращается основное
преимущество трёхфазного переменного тока — три
тока суммируются и в итоге дают ноль. Это основной
способ — транспозиция экранов кабелей.

Есть и второй возможный путь, но не оптималь-

ный. К экранам однофазных кабелей подключают
трансформаторы нулевой последовательности —
обыкновенный силовой трансформатор, первичная
обмотка которого рассчитывается на напряжение,
наведённое на экране, и на ток экрана. Правда, эти
трансформаторы должны быть изготовлены по спец-
заказу. Так вот, первичная обмотка собирается в
звезду и заземляется, а вторичная обмотка образу-
ет треугольник. То есть треугольник суммирует все
три тока и опять всё равно нулю. Но это обыкновен-
ные силовые трансформаторы, по мощности может
быть несколько десятков и даже сотен кВА. Все за-
висит от класса напряжения. А куда их ставить? Вы
их в кабельном лотке не устроите. В городе, на ули-
це, нужно соблюдать при их установке мероприятия
по технике безопасности.

— И потом они требуют обслуживания.

— В том-то и дело. А поставить их только по кон-

цам — это проблему не решит. Ведь трансформато-
ры тоже надо устанавливать на определённых рас-
стояниях друг от друга. Поэтому всюду в проектах, в
которых я принимал участие, рекомендую в первую
очередь транспозицию, а во вторую, если линия не
очень большой длины, — установку трансформато-
ров в концах линии.

— Что дешевле получается?

— Дешевле получается транспозиция.

— Тогда какой смысл заниматься трансфор-

маторами?

— Видите ли, всегда должна быть альтернатива.

Есть ещё серьёзная проблема у кабеля с изоляцией
из сшитого полиэтилена. Обыкновенные кабели ис-

пытывают постоянным током, постоянным напряже-
нием. А если на кабель с изоляцией из СПЭ подать
постоянное напряжение, мы повлияем на структуру
сшитого полиэтилена. Это повлечёт за собой сниже-
ние электрической прочности изоляции и приведёт к
авариям. Например, главный инженер Кубаньэнер-
го рассказывал: «В Сочи проложили пять кабелей
110 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена. Пять
умножаем на три, получаем 15 кабелей, три фазы.
Девять испытали, то есть три кабеля трёхфазных,
а два не испытали. Испытанные кабели в течение
месяца вышли из строя, а неиспытанные живут и
здравствуют до сих пор».

Так чем же их испытывать? Постоянным то-

ком нельзя, переменным с частотой 50 Гц — очень
сложно. Поэтому коллеги из Германии испытывают
частотой 0,1 Гц. Это специальные испытательные
установки. Ток и не постоянный и не переменный,
это что-то среднее, но зато можно испытать кабели
таким напряжением. Раньше мы покупали эти ис-
пытательные стенды в Германии. Одна установка —
пять миллионов рублей. Конечно, по сравнению со
стоимостью кабеля это копейки, но всё-таки, как бы
ни было, я сторонник того, что в России должно быть
своё электротехническое оборудование. И сегод-
ня наши заводы уже выпускают такие испытатель-
ные установки — и «Севкабель», и «Таткабель», и
«Москабель». А вот то, что всё это не отразилось в
ПУЭ, заводы не знают либо не хотят знать. И не вы-
пускают специальных инструкций, чтобы все знали,
о чём идёт речь. Поэтому сплошь и рядом эти кабе-
ли горят, если всё делать согласно ПУЭ. А в резуль-
тате обвиняют производителей в низком качестве
кабелей!

— От кого зависит обновление ПУЭ и издание

соответствующих требований?

— Раньше за это отвечало РАО ЕЭС, потом ФСК

ЕЭС, сейчас ОАО «Россети». Я у себя в Санкт-
Петербургском политехническом университете года
два тому назад собрал семинар, на котором рас-
сматривались другие вопросы, такие, как молниеза-
щита, защита от коммутационных перенапряжений.
Решение этих вопросов устарело, и мы написали
письмо в Академию электротехнических наук РФ,
членом которой я являюсь...

— Вы связывались с генеральным директо-

ром ОАО «Россети» Олегом Бударгиным?

— Нет, мы пытались это всё делать через Акаде-

мию электротехнических наук РФ.

— Хорошо, давайте будем считать, что этот

материал есть ваше официальное обращение к
руководству «Россетей».

— Было бы замечательно, если бы там нас вы-

слушали.

Беседовал Алексей ИВАНОВ

Актуально

ÏÓÝ

Оригинал статьи: Так кто же должен обновлять ПУЭ?