Требования к трубам для прокладки силовых кабельных линий

Page 1

Page 2

«КАБЕЛЬ-news», № 6, 2014, www.kabel-news.ru

Тема номера

ÌÎÍÒÀÆ ÊÀÁÅËÜÍÛÕ ËÈÍÈÉ

Требования к трубам
для прокладки силовых
кабельных линий

Почти год назад на страницах журнала «КАБЕЛЬ-news» была опубликована
статья [1], в которой был поднят вопрос о тех первоочередных требованиях,
которые следует предъявлять к трубам для прокладки силовых кабельных
линий 6—500 кВ. В новом материале хотелось бы продолжить поднятую в ста-
тье тему.

Михаил ДМИТРИЕВ, ПКБ «Росэнергомонтаж», доцент, к.т.н.,

Санкт-Петербург

статье [1] отмечалось, что в последнее вре-
мя кабели размещают в трубах холодного
водоснабжения, выполненных из полиэти-
лена низкого давления ПНД, предназна-

ченного для работы в температурном диапазоне до
40

С [2]. Допустимость такого технического решения

никем не проверялась, соответствующих испытаний
не проводилось, опыт эксплуатации не анализиро-
вался.

Вместе с тем есть основания считать, что про-

кладка кабельных линий в ПНД-трубах является не-
желательной. Дело в том, что современные кабели
с изоляцией из сшитого полиэтилена в нормальном
режиме имеют температуру до 90

С, а с учётом воз-

можных перегрузок и коротких замыканий — ещё
больше. Столь существенное различие в рабочих
температурах кабелей (90

С) и труб (до 40

С), в ко-

торых они прокладываются, может привести к неже-
лательным последствиям, например, к слипанию ка-
беля и трубы или к деформации трубы, в результате
чего кабель нельзя будет извлечь из трубы в случае
такой необходимости.

Несоответствие характеристик ПНД-труб холод-

ного водоснабжения условиям совместной работы с
силовыми кабельными линиями 6—500 кВ подтвер-
дили и участники заседания Ассоциации электро-
снабжения городов России «ПРОГРЕССЭЛЕКТРО»,
которое проходило в начале июня 2014 года в Ниж-
нем Новгороде. Тогда же один из специалистов об-
ратил внимание на то, что, например, в Московской

кабельной сети для прокладки кабелей применяют
так называемые двустенные гофрированные трубы,
которые, по его мнению, больше подходят для этих
целей, нежели ПНД.

Какими характеристиками всё же должны обла-

дать полимерные трубы для прокладки кабельных
линий? Попробуем разобраться, для чего последо-
вательно рассмотрим все те трубы, которые про-
изводители систем водоснабжения и систем водо-
отведения (канализации) вот уже не первый год
пытаются «приладить» для нужд электроэнергетики:
дренажные (гофрированные), холодного и горячего
водоснабжения.

ДРЕНАЖНЫЕ ТРУБЫ

Всем имеющим дачные участки известны со-

временные дренажные трубы (рис. 1). Они предна-
значены для сбора и отведения воды с участков в
дренажные колодцы, в пруды и канавы. Дренажные
трубы диаметром 50—200 мм можно найти в любом
строительном магазине. Такие трубы выполняются
гофрированными, что придаёт им гибкость, необхо-
димую при монтаже и позволяющую продавать их
удобными для покупателей бухтами. Трубы более
высокого диаметра в бухту смотать сложнее, и они
продаются прямыми кусками определённой длины.

Дренажные трубы в большинстве своём име-

ют перфорацию — небольшие отверстия или над-
резы, благодаря которым вода из грунта попадает
внутрь трубы и далее уже в систему водоотведения.

Page 3

«КАБЕЛЬ-news», № 6, 2014, www.kabel-news.ru

Тема номера

ÌÎÍÒÀÆ ÊÀÁÅËÜÍÛÕ ËÈÍÈÉ

С целью предотвращения попадания мелких частиц
грунта внутрь трубы снаружи она оборачивается
геотекстилем (на рис. 1 это светло-серая ткань).

Чаще всего дренажные трубы выполняются чёр-

ного цвета, но изготовить можно и любые другие.
Также на рынке в ассортименте представлены раз-
личные соединители для труб, тройники и переход-
ники, заглушки и воронки, смотровые колодцы.

Простота производства привела к высокой кон-

куренции на рынке дренажных и канализационных
труб, и с течением времени предприниматели стали
искать новые возможности для сбыта гофрирован-
ных труб. Например, гофрированные трубы оказа-
лись удобны для выполнения скрытой электропро-
водки в сетях низкого напряжения 0,4 кВ (рис. 2).
Так, в настоящее время почти в любом магазине
электротоваров в наличии имеется гофрированная
труба серого цвета диаметром от одного до несколь-
ких сантиметров, упакованная в бухты по 50 или 100
метров. Разумеется, такая труба уже не имеет пер-
форации и не обмотана геотекстилем, а для удоб-
ства протяжки кабеля внутри трубы предусмотрена
специальная тонкая стальная проволочка, которая
получила название «кондуктор».

Идея применения гофрированных труб при мон-

таже кабельно-проводниковой продукции, успешно
реализованная в сетях 0,4 кВ, привела к тому, что
появились фирмы, предлагающие такие трубы уже
не только для сетей 0,4 кВ, но и для 6 кВ и выше.
Разумеется, перед выходом на рынок силовых ка-
бельных линий 6—500 кВ обычные гофрированные
трубы потребовали «доработки». Её необходимость
была связана с тем, что в отличие от сетей 0,4 кВ в
сетях 6—500 кВ рабочая температура кабелей зна-
чительна: для бумажно-пропитанной изоляции —

С, для изоляции из сшитого полиэтилена — 90

С.

Таким образом, «доработка» гофрированных труб
должна была заключаться в придании им термостой-
ких свойств. Итогом работы стал выход на кабель-
ный рынок двустенных гофрированных труб (рис. 3).

В сети Интернет и в каталогах на подобную дву-

стенную гофрированную трубу указывается, что она
имеет два слоя:
• внешний, выполненный из ПНД (полиэтилен низ-

кого давления);

• внутренний, выполненный из ПВД (полиэтилен

высокого давления).
Также указывается, что эта труба предназначена

для работы в диапазоне температур до 90

С. Именно

прямое указание в каталогах на рабочую температу-
ру до 90

С вроде бы и позволяет применять трубу

для прокладки силовых кабельных линий с изоляци-
ей из сшитого полиэтилена, если бы не одно важное
«но».

Как известно, температура плавления полиэти-

лена низкого давления ПНД по ГОСТ 16338 состав-
ляет 135

С. Температура же плавления полиэтилена

высокого давления ПВД по ГОСТ 16337 составляет
всего 103

С, т.е. ПВД ещё меньше подходит для ра-

боты вместе с силовыми кабельными линиями, чем
ПНД, которому посвящена статья [1].

На самом деле появление у гофрированной тру-

бы внутреннего слоя из ПВД не имеет никакого от-
ношения к решению задачи придания трубе термо-
стойкости, необходимой для использования трубы
совместно с силовыми кабелями 6—500 кВ.

Внутренний слой из ПВД — это всего лишь свое-

образная основа, на которую наклеивается внешний
слой из ПНД, что позволяет увеличить кольцевую
жёсткость трубы, не теряя её гибкости. Однако при
этом применение мягкого и вязкого ПВД-слоя соз-
даёт дополнительное сопротивление при протяжке

Рис. 1. Дренажная гофрированная труба с

перфорацией, обмотанная геотекстилем

Рис. 2. Электропроводка 0,4 кВ, выполненная

гофрированными трубами

Page 4

«КАБЕЛЬ-news», № 6, 2014, www.kabel-news.ru

Тема номера

ÌÎÍÒÀÆ ÊÀÁÅËÜÍÛÕ ËÈÍÈÉ

кабеля внутри трубы, что может привести к нежела-
тельным последствиям. Поэтому попытка ряда фирм
выдать наличие ПВД-слоя за специальное преиму-
щество двустенных труб, важное при прокладке си-
ловых кабелей, на самом деле является нечестным,
а указание в каталогах температуры эксплуатации
90

С — откровенным вводом в заблуждение.

Предлагаемая на рынке двустенная гофриро-

ванная труба, материал которой плавится уже при
103

С, никак не может использоваться совместно

с кабельными линиями, имеющими длительно до-
пустимую температуру 90

С (при перегрузках и ко-

ротких замыканиях температура ещё больше). По-
этому применение двустенных гофрированных труб
для прокладки кабельных линий 6—500 кВ является
ошибочным техническим решением, причина кото-
рого кроется в неверно указанной в каталоге рабо-
чей температуре 90

С.

Единственная технически обоснованная область

применения гофрированных двустенных труб в
электроэнергетике — это выполнение электропро-
водки в сетях до 1 кВ (рис. 4, 5). Только в сетях до
1 кВ температурный режим кабелей отвечает реаль-
ным характеристикам ПНД/ПВД-труб.

Даже если представить, что производителям дву-

стенных гофрированных ПНД/ПВД-труб действи-
тельно удалось бы довести рабочую температуру
труб до рекламируемых значений в 90

С (с примене-

нием ПВД-слоя это невозможно), то и в этом случае
такие трубы всё равно не могли бы применяться в
кабельных сетях 6—500 кВ.

Причина очень проста — эти гофрированные

трубы не могут быть проложены методом горизон-
тально направленного бурения (ГНБ), ставшего не-
заменимым при прокладке кабелей 6—500 кВ, ведь
для использования ГНБ труба должна быть стойкой
к растяжению (важно при затяжке трубы в грунт) и

Рис. 4. Кабельная линия 0,4 кВ, уложенная в

двустенную гофрированную трубу

Рис. 5. Кабельные линии 0,4 кВ, уложенные в

двустенную гофрированную трубу

и располагаемые в траншее

Рис. 3. Двустенная гофрированная труба,

предлагаемая для силовых кабелей

Page 5

«КАБЕЛЬ-news», № 6, 2014, www.kabel-news.ru

Тема номера

ÌÎÍÒÀÆ ÊÀÁÅËÜÍÛÕ ËÈÍÈÉ

обладать достаточной кольцевой жёсткостью (чтобы
её не сдавил грунт).

ТРУБЫ ХОЛОДНОГО И ГОРЯЧЕГО

ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Согласно п. 6.11.4 Стандарта СТО «Силовые ка-

бельные линии напряжением 110—500 кВ. Условия
создания. Нормы и требования» [3] при прокладке
кабельных линий в трубах рекомендуется использо-
вать полиэтиленовые трубы низкого давления, вы-
полненные по ГОСТам 18599-2001 «Трубы напорные
из полиэтилена» [2]. В настоящее время применение
таких труб является массовым.

В соответствии с этим ГОСТом полиэтиленовые

трубы низкого давления (ПНД) предназначены для
длительной эксплуатации в диапазоне температур
до 40

С, поскольку являются трубами холодного во-

доснабжения. Вместе с тем у кабелей с изоляцией
из сшитого полиэтилена рабочая температура до-
стигает 90

С, а с учётом перегрузок и того выше. По-

чему же ПНД-трубы активно применяются вопреки
явному несоответствию их характеристик условиям
работы кабельных линий?

ПНД-трубы (рис. 6) обладают рядом свойств, ко-

торые оказались востребованы в кабельном сетевом
строительстве: они относительно недорогие, имеют
хорошую кольцевую жёсткость (при правильном вы-
боре толщины стенки), без особого труда могут быть
спаяны друг с другом для образования протяжённо-
го участка. Из всех труб, которые были на рынке на
момент разработки стандарта [3], лишь ПНД-трубы
по совокупности характеристик могли быть исполь-
зованы для прокладки кабельных линий методом го-
ризонтально направленного бурения.

Также следует отметить, что при создании стан-

дарта [3] прокладка кабелей в трубах подразумева-
лась на относительно небольших участках, таких,
как проколы под дорогами, железнодорожными
путями, водоёмами. Разработчики [3] вряд ли мог-
ли предполагать, что столь популярной станет про-
кладка кабелей в проколах длиной вплоть до 1000
метров и даже больше, где условия охлаждения ка-
белей уже совсем не такие благоприятные, как на
небольших участках.

В условиях дорогостоящих протяжённых про-

колов несоответствие рабочей температуры ПНД-
трубы и кабельной линии не может быть оставлено
без внимания. Поэтому разработка и внедрение в
сетях специальных термостойких кабельных труб —
это актуальная задача, решив которую удастся за-
вершить период вынужденного применения ПНД-
труб водоснабжения, долгие годы не имевших аль-
тернативы в электросетевом строительстве.

Если труба холодного водоснабжения не являет-

ся термостойкой, то труба горячего водоснабжения
уже лишена такого недостатка. Так, например, ко-

рейские и китайские компании предлагают для про-
кладки силовых кабелей трубы из поливинилхлорида
(ПВХ), хлорированного поливинилхлорида (Х-ПВХ)
или полипропилена, называя их в каталогах Power
Cable Protection Pipe (трубы для защиты силовых
кабелей) (рис. 7), где справедливо указывают ра-
бочие температуры вплоть до 90

С. Другой пример:

крупнейший производитель пластиковых труб —
американская компания Eagle — для кабельных ли-
ний производит трубы только из термостойких по-
лимеров с рабочей температурой 90

С, называя их

Electrical conduit (рис. 8).

К сожалению, упомянутые зарубежные трубы не

являются гибкими и сложнее свариваются друг с
другом в сравнении с ПНД, что в отличие от ПНД не

Рис. 6. ПНД-трубы холодного водоснабжения

Рис. 7. Китайские трубы Power Cable Protection Pipe

для защиты силовых кабелей

Page 6

«КАБЕЛЬ-news», № 6, 2014, www.kabel-news.ru

Тема номера

ÌÎÍÒÀÆ ÊÀÁÅËÜÍÛÕ ËÈÍÈÉ

позволяет использовать их для нужд горизонтально
направленного бурения. Например, для соединения
труб Electrical conduit на одном из концов они имеют
раструб. Несмотря на названные преимущества и
недостатки зарубежных термостойких труб, совер-
шенно ясно другое — за границей признают необхо-
димость прокладки кабелей в термостойких трубах,
а о применении для этих целей ПНД речи не идёт!

ТРЕБОВАНИЯ К ТРУБАМ

К настоящему времени для прокладки силовых

кабельных линий 6—500 кВ в нашей стране и за
рубежом пытались использовать практически весь
ассортимент труб, выпускаемых для нужд водоснаб-
жения и канализации. Это были и дренажные гофри-

Рис. 8. Американские трубы Electrical conduit для

защиты силовых кабелей

рованные трубы, и трубы холодного водоснабжения
из полиэтилена низкого давления, и трубы горячего
водоснабжения из поливинилхлорида. Однако пол-
ностью удовлетворить требованиям прокладки сило-
вых кабелей так и не получилось, а ведь эти требо-
вания понятны любому кабельщику:
• термостойкость;
• возможность прокладки методом горизонтально

направленного бурения (труба должна быть гиб-
кой, прочной, подвергаться стыковой сварке);

• возможность извлечения кабеля из трубы с це-

лью его ремонта или замены.
Может быть, специалистам-энергетикам нужно

наконец чётко сформулировать эти три простых
требования и дать задание промышленности на
разработку труб, которые бы полностью им удов-
летворяли?

Ведь нельзя назвать нормальной ситуацию, когда

для прокладки кабельных линий, стоимость каждо-
го километра которых с учётом монтажа достигает
50—100 млн рублей, используются явно не подхо-
дящие для этих целей дренажные трубы или трубы
систем водоснабжения, не имеющие никакого отно-
шения к электротехнике ни по характеристикам, ни
по происхождению!

ЛИТЕРАТУРА

1. Дмитриев М.В. Термическая стойкость кабельных

линий 6—500 кВ. Требования к полиэтиленовым
трубам. «КАБЕЛЬ-news», 2014, № 1, с. 28—33.

2. ГОСТ 18599-2001 «Трубы напорные из полиэти-

лена. Технические условия».

3. СТО 56947007-29.060.20.072-2011 «Силовые ка-

бельные линии напряжением 110—500 кВ. Орга-
низация эксплуатации и технического обслужива-
ния. Нормы и требования» (Москва, ОАО «ФСК
ЕЭС», 2011).

В книге рассматриваются основные варианты конструктивных исполнений

токопроводящих жил (ТПЖ) и кабельных сердечников, которые применяются
в производстве силовых кабелей на напряжение переменного тока до 35 кВ и
постоянного тока до 75 кВ.

Теоретически обосновывается универсальный метод расчёта параметров

ТПЖ, технологической оснастки и кабельных сердечников, а также современ-
ная технология изготовления силовых кабелей. Практическое применение уни-
версального метода расчёта показано на примерах. Главная цель разработки
теоретических основ конструирования силовых кабелей — обеспечение каче-
ства, надёжности, безопасности и заданного срока службы кабельных линий.

Книга предназначена для инженерно-технических работников проектных,

заводских и эксплуатационных служб, а также для студентов энергетических
вузов.

Цена книги договорная, обращаться по e-mail: [email protected] или по телефону +7 916 616 3533.

Оригинал статьи: Требования к трубам для прокладки силовых кабельных линий

Читать онлайн

Почти год назад на страницах журнала «КАБЕЛЬ-news» была опубликована статья, в которой был поднят вопрос о тех первоочередных требованиях, которые следует предъявлять к трубам для прокладки силовых кабельных линий 6—500 кВ. В новом материале хотелось бы продолжить поднятую в статье тему.