Кабельные линии высокого напряжения классов от 6 кВ до 500 кВ играют ключевую роль при построении схем электроснабжения городов и предприятий. Поскольку значительная часть кабельных линий стала прокладываться и эксплуатироваться в полимерных трубах, то данные трубы стали рассматриваться как полноценный элемент кабельной системы, в результате чего в 2019 году трубы для прокладки и защиты кабелей были включены в список оборудования и материалов, подлежащих аттестации ПАО «Россети». Компания Энерготэк стала первой среди производителей труб для кабелей, кто успешно прошел аттестацию ПАО «Россети».
АТТЕСТАЦИЯ ТРУБ
Аттестация полимерных термостойких труб для защиты кабельных линий (КЛ) предполагает изучение технической документации на изделия и на сырье, инспекцию производственной площадки предприятия-изготовителя, многочисленные испытания труб на их соответствие требованиям специально разработанного для аттестации труб стандарта ПАО «Россети» СТО 34.01-2.3.3-038-2021 «Трубы для прокладки кабельных линий напряжением свыше 1 кВ. Общие технические требования».
В рамках комплексной процедуры аттестации труб ключевыми являются проводимые во ВНИИКП в течение 12 месяцев ресурсные испытания полимерной трубы с проложенным в ней кабелем. При выполнении этих ресурсных испытаний образцы трубы размещаются в специальных коробах, засыпанных песком и накрытых сверху железобетонными плитами, имитирующими механическое воздействие грунта и транспорта (рисунок 1, слева). В каждую из таких труб укладывается отрезок однофазного кабеля 110 кВ, по токоведущей жиле которого в течение одного года пропускают переменный электрический ток, обеспечивающий температуру оболочки кабеля на уровне (105±5)°С, контролируемую при помощи термопар (рисунок 1, справа).
Критерием успешности прохождения ресурсных испытаний трубы, подвергавшейся в течение года непрерывному совместному воздействию внешней механической нагрузки и повышенной температуры кабеля, является отсутствие критичного изменения основных характеристик трубы по отношению к исходным, зафиксированным до испытаний.
Сложные и дорогостоящие ресурсные испытания позволяют выявить, действительно ли трубы подходят для прокладки кабельных линий. Успешно завершить такие испытания не получится, если, например, при изготовлении трубы использован обычный полиэтилен или вторичное сырье. Поэтому перед аттестацией своих труб компания должна выполнить значительную многолетнюю подготовительную работу: продумать конструкцию трубы, подобрать все необходимые термостойкие полимерные материалы, наладить стабильный процесс производства и контроля качества продукции, провести собственные лабораторные исследования и получить опыт эксплуатации в действующих кабельных сетях.
Первой компанией, успешно прошедшей аттестацию ПАО «Россети» и, в том числе, длительные ресурсные испытания во ВНИИКП, стала компания Энерготэк, выпускающая трубы марки ПротекторФлекс®. Положительное заключение аттестационной комиссии было выдано 07.07.2022 и распространяется, в том числе, на трубы с возможностью определения места повреждения (ОМП) кабеля.
ПРИЧИНЫ РАЗРАБОТКИ СТАНДАРТОВ НА ТРУБЫ
Изначально прокладка КЛ в трубах использовалась, в основном, для защиты кабелей в местах пересечения с автодорогами и различными коммуникациями. Для этих целей использовались, прежде всего, асбестовые трубы, и длина трубных участков составляла не более нескольких метров. Ситуация существенно изменилась, когда промышленность освоила производство труб из полимерных материалов, а строительные компании — метод горизонтально-направленного бурения грунта (ГНБ). Оба обстоятельства привели к тому, что длина единичных трубных участков стала достигать 300–500 м, и начали появляться КЛ, у которых почти вся трасса целиком проходит в трубах. Разумеется, в таких условиях сетевым компаниям пришлось разрабатывать технические требования к подобным трубам, контролировать качество труб, поставляемых на объекты, а также переосмыслить вопросы испытаний кабелей и поиска мест их повреждения вдоль трассы линии.
В нашей стране крупнейшей сетевой компанией является ПАО «Россети», и именно ее специалисты, при поддержке испытательных центров и ведущих производителей, взяли на себя координацию усилий по наведению порядка в области кабельных труб. В частности, все вопросы применения труб для КЛ 6–500 кВ нашли отражение в следующих нормативных документах, подготовленных и утвержденных за последние три года:
- Положение ПАО «Россети» «О единой технической политике в электросетевом комплексе» (утверждено Протоколом № 378 от 08.11.2019);
- СТО 34.01-2.3.3-037-2020 «Трубы для прокладки кабельных линий напряжением выше 1 кВ. Методика входного контроля на объектах электросетевого строительства»;
- СТО 34.01-2.3.3-038-2021 «Трубы для прокладки кабельных линий напряжением свыше 1 кВ. Общие технические требования».
РЕЗУЛЬТАТЫ СТАНДАРТИЗАЦИИ
При строительстве КЛ трубы могут укладываться в грунт как открытым способом (на дно траншеи), так и закрытым способом (метод ГНБ). В обоих случаях трубы должны иметь целый набор важных свойств, среди которых: способность сохранять свои характеристики в условиях длительного воздействия температуры не менее 90°С (для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена), категория ПВ-0 стойкости внутреннего слоя к воздействию пламени (на случай короткого замыкания в кабеле), достаточная механическая прочность и гибкость, подверженность стыковой сварке, возможность извлечения кабеля с целью его ремонта или замены на новый.
Результатом внесения этих и других требований к трубам в нормативные документы стало существенное повышение в России качества строительства КЛ. Если 7–10 лет назад в целях экономии монтажные организации использовали для прокладки кабелей негодные для этих целей (но никем не запрещенные) ПНД-трубы или трубы из вторичного сырья (рисунок 2, слева), а торцы труб заделывали простой пеной (рисунок 2, справа), то теперь, после утверждения целого перечня СТО, подобные решения оказались вне закона.
Современные КЛ классов 6–500 кВ прокладываются только в специализированных термостойких кабельных трубах из первичных материалов, обладающих полным набором характеристик, о которых говорится в стандартах. По концам данные трубы оснащаются воронками, которые защищают оболочку кабеля от воздействия кромки трубы, а затем герметизируются силиконовыми уплотнителями заводского изготовления (рисунок 3).
Сопоставляя рисунки 2 и 3, несложно сделать вывод о том, насколько существенно удалось продвинуться за последние годы в вопросах трубной прокладки кабелей благодаря совместным усилиям специалистов отрасли.
КАБЕЛЬНАЯ СИСТЕМА И ОМП-ТРУБЫ
При проектировании и строительстве российских кабельных сетей всегда исходили из того, что основные элементы КЛ должны четко подходить друг другу, то есть образовывать единую кабельную систему. В это понятие традиционно включается как сам кабель, так и кабельные муфты (концевые, соединительные), а испытания кабелей и муфт проводятся не только по отдельности, но и совместно друг с другом как единого целого.
В настоящее время для многих прокладываемых КЛ 6–500 кВ число и протяженность трубных участков трассы стали столь значительны, роль труб так возросла, что они рассматриваются как полноценный элемент кабельной системы. Разработка стандартов ПАО «Россети» в области кабельных труб стала одним из ключевых шагов на этом пути, однако начатую работу следует продолжить — ведь кабельные полимерные трубы не могут образовывать с кабелем по-настоящему единую кабельную систему до тех пор, пока данные трубы препятствуют проведению испытаний наружной оболочки кабелей и поиску мест ее повреждения вдоль трассы линии.
Распространенные в нашей стране кабельные полимерные трубы изолируют кабель от окружающего грунта и в случае повреждения наружной оболочки кабеля не позволяют испытательному току выйти из кабеля наружу в грунт, где ток мог бы быть зафиксирован стандартными приборами и методами. Поэтому, даже при наличии повреждения оболочки, приемо-сдаточные и периодические испытания не способны их обнаружить, что создает риск постепенного проникновения воды через оболочку в изоляцию кабеля, вызывая тем самым снижение срока службы изоляции и короткие замыкания под рабочим напряжением сети.
Очевидно, что весьма важен наметившийся постепенный переход от классических кабельных полимерных труб к их новому поколению — полимерным трубам с возможностью определения места повреждения кабеля (ОМП). Поскольку ОМП-трубы выпускаются с 2018 года и уже успели доказать свою эффективность, то они были включены в упомянутые выше нормативные документы ПАО «Россети». В частности, успешно прошедшие аттестацию полимерные ОМП-трубы демонстрировались на VII конференции «Развитие и повышение надежности распределительных сетей», состоявшейся в июле 2022 года (рисунок 4). 
