Учет качественных показателей при оценке целесообразности применения силовых электрических кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена




Page 1


background image







Page 2


background image

76

КАБЕЛЬНЫЕ

ЛИНИИ

Учет качественных показателей при 
оценке целесообразности применения 
силовых электрических кабелей 
с изоляцией из сшитого полиэтилена

Разработана

 

методика

 

учета

 

показателей

 

надежности

 

работы

удобства

 

монтажа

про

пускной

 

способности

 

и

 

влияния

 

на

 

окружающую

 

среду

 

при

 

оценке

 

целесообразности

 

применения

 

силовых

 

электрических

 

кабелей

 

напряжением

 6–10 

кВ

 

с

 

изоляцией

 

из

 

сши

того

 

полиэтилена

Показано

что

 

использование

 

критерия

 

приведенных

 

затрат

 

не

 

позво

ляет

 

учесть

 

такие

 

характеристики

 

силовых

 

электрических

 

кабелей

как

 

удобство

 

монта

жа

их

 

пропускную

 

способность

надежность

 

работы

влияние

 

на

 

окружающую

 

среду

.

Подгайский

 

С

.

И

.,

председатель Совета директоров ООО ПО «Энергокомплект», Заслуженный энергетик Республики Беларусь

К 

важнейшему  показателю,

характеризующему надеж-

ность  работы  кабельной 

линии,  относится  пара-

метр  потока  отказов  (или  удель-

ная повреждаемость под рабочим 

напряжением  в  течение  года,  от-

носящаяся к единичной длине ли-

нии), значение которого стремятся 

иметь наименьшим.

Меньшее  влияние  на  окру-

жающую  среду  обеспечат  элек-

трические  кабели  без  свинцовых 

оболочек,  с  изоляцией  без  про-

питочного состава или нефтяного 

масла  в  канале,  с  более  низкой 

температурой нагрева токопрово-

дящих  жил,  с  менее  токсичными 

материалами наружной оболочки.

Более  удобными  при  монтаже 

считаются кабели, имеющие мень-

ший наружный диаметр, меньший 

допустимый  радиус  изгиба,  воз-

можность  прокладки  без  их  подо-

грева  при  отрицательных  темпе-

ратурах  воздуха,  меньшую  массу 

барабанов  с  кабелем,  вывозимых 

на  трассу  для  сооружения  линии 

одной  и  той  же  длины,  меньшее 

количество соединительных муфт, 

большую  допустимую  разность 

уровней прокладки кабеля.

Рассмотрим возможность оцен-

ки показателя «удобство монтажа» 

применительно  к  силовым  кабе-

лям  с  бумажной  и  искусственной 

изоляцией.

Соотношение наружных диаме-

тров и допустимых радиусов изги-

ба силовых электрических кабелей 

с различной изоляцией по данным 

[1, 2] приведены в таб лице 1.

Соотношения, указанные в таб-

лице  1,  получены  исходя  из  того, 

что  допустимый  радиус  изгиба 

силовых  электрических  кабелей 

с  изоляцией  из  сшитого  полиэти-

лена  (то  есть  кратность  радиуса 

внутренней  кривой  изгиба  кабеля 

по  отношению  к  наружному  диа-

метру  кабеля)  равен:  15  и  12  на-

ружных диаметров соответственно 

для  одножильных  (напряжением 

6–110  кВ)  и  трехжильных  (напря-

жением 6–35 кВ). Допустимый ра-

диус изгиба трехжильных силовых 

электрических кабелей с бумажно-

масляной изоляцией напряжением 

6–35  кВ  равен  15  наружным  диа-

метрам для кабелей со свинцовой 

оболочкой; 25 — для трехжильных 

кабелей  напряжением  6–35  кВ 

с алюминиевой оболочкой и одно-

жильных бронированных и небро-

нированных  кабелей  в  свинцовой 

или алюминиевой оболочке напря-

жением 110 кВ.

Нами  установлено,  что  масса 

барабанов с трехжильным кабелем 

с  бумажно-масляной  изоляцией 

(в том числе пропитанной нестека-

ющим составом) с алюминиевыми 

или  медными  жилами  со  свинцо-

вой  или  алюминиевой  оболочкой 

на  напряжение  6–35  кВ  больше 

массы  барабанов  с  трехжильным 

кабелем  с  изоляцией  из  сшитого 

полиэтилена в 1,06÷1,93 раза. Ис-

Табл. 1. Соотношение наружных диаметров и допустимых радиусов изгиба кабелей с различной изоляцией

Номинальное

напряжение,

кВ

Наружный диаметр кабеля (о.е.)

с изоляцией

Допустимый радиус изгиба кабелей (о.е.) с изоляцией

бумажно-

масляной

из сшитого

полиэтилена

бумажно-масляной с оболочкой

из сшитого

полиэтилена*

Трехжильные кабели

свинцовой

алюминиевой

6–10

1,0

1,2

1,0

1,0

0,8 / 0,48

20–35

1,0

0,9

1,0

1,0

0,8 / 0,48

Трехжильные

Трехжильные

Трехжильные кабели

Одножильные

числитель

 — 

по

 

сравнению

 

с

 

кабелем

 

со

 

свинцовой

 

оболочкой

знаменатель

 — 

по

 

сравнению

 

с

 

кабелем

 

с

 

алюминиевой

 

оболочкой

.







Page 3


background image

77

ключение  составляет  трехжиль-

ный кабель с бумажной изоляцией 

типа ААШв (с алюминиевыми жи-

лами  и  алюминиевой  оболочкой 

с  наружным  выпрессованным  по-

ливинилхлоридным  шлангом)  на 

напряжение  6  и  10  кВ,  масса  ко-

торого  не  превышает  0,87  массы 

кабеля с изоляцией из сшитого по-

лиэтилена.

Масса  барабанов  с  одножиль-

ными  кабелями  на  напряжение 

6 и 10 кВ с изоляцией из сшитого 

полиэтилена  меньше  массы  ба-

рабанов  с  трехжильным  кабелем 

с бумажно-масляной изоляцией на 

это же напряжение в 1,17÷1,5 раза.

Это  указывает  на  меньшую 

массу  перемещаемого  груза  при 

сооружении кабельной линии.

Возможный диапазон темпера-

тур,  при  которых  может  произво-

диться  прокладка  кабеля  без  его 

предварительного подогрева [2, 3]:

 

– кабели  с  бумажно-масляной 

изоляцией  —  41°С  (от  0°  до 

40°С);

 

– кабели  с  полиэтиленовой  изо-

ляцией — от –15°С или –20°С 

до  +40°С,  включая  и  0°С  (то 

есть 56°С (кабели с по ли ви нил-

хло рид ной  оболочкой)  и  61°С 

(кабели с полиэтиленовой обо-

лочкой)).

Следовательно,  диапазон  тем-

ператур, при которых может произ-

водиться прокладка кабеля без его 

предварительного  подогрева,  для 

кабелей  с  изоляцией  из  сшитого 

полиэтилена примерно в 1,4 раза 

больший,  чем  для  кабелей  с  бу-

мажно-масляной изоляцией.

Кабели с изоляцией из сшитого 

полиэтилена допускают неограни-

ченную  разность  высот  проклад-

ки, в то время как допустимая раз-

ность  высот  прокладки  кабелей 

с  бумажно-масляной  изоляцией 

составляет  15  м,  что  численно 

может  быть  описано  следующим 

образом:
 

h

 = 

lg

(

h

/

 

h

), 

(1)

где 

h

 — оценка увеличения раз-

ности  высот  прокладки  кабелей 

с  изоляцией  из  сшитого  полиэти-

лена; 

h

n

h

 — допустимая разность 

высот прокладки кабелей с изоля-

цией из сшитого полиэтилена (для 

условий  Республики  Беларусь 

больше  1000–1500  м  не  требует-

ся)  и  допустимая  разность  высот 

прокладки  кабелей  с  бумажно-

масляной изоляцией (равна 15 м); 

A

 — коэффициент.

При  указанных  крайних  зна-

чениях 

h

n

 

и 

h

  их  отношение  рав-

но  100,  и  значение 

h

  =  2

A

.  При

A

 = 1, 

h

 = 2,0.

Интегральное 

соотношение 

удобства  монтажа  дадим  на  ос-

нове  метода  многоцелевой  опти-

мизации  применительно  к  рас-

смотренным  кабельным  линиям 

напряжением  6–110  кВ  с  различ-

ной изоляцией.

Задачу сформулируем в следу-

ющем  виде.  Необходимо  оценить 

степень удобства монтажа кабель-

ных линий напряжением 6–110 кВ 

с  различной  изоляцией  при  обес-

печении:  минимальной  массы  ба-

рабанов  с  кабелем,  вывозимых 

на  трассу  линии;  минимального 

наружного диаметра кабеля; мини-

мального допустимого радиуса его 

изгиба;  максимального  диапазона 

температур при прокладке кабеля 

без  его  предварительного  подо-

грева;  максимальной  допустимой 

разности высот прокладки кабеля.

Установлены  относительные 

значения  показателей  указанных 

целей.  При  этом  показатели,  от-

носящиеся к кабелям с бумажно-

масляной  изоляцией,  приняты  за 

единицу. 

Оказалось,  что  трехжильный 

и одножильный кабели с изоляци-

ей из сшитого полиэтилена более 

удобны  при  монтаже  кабельных 

линий  электропередачи  напряже-

нием 6–110 кВ.

Монтаж  трехжильных  кабе-

лей  с  изоляцией  из  сшитого  по-

лиэтилена  напряжением  6–10  кВ 

и  20–35  кВ  отличается  большим 

удобством  примерно  в  1,1  раза 

по  сравнению  с  монтажом  трех-

жильных кабелей с бумажно-мас-

ляной  изоляцией  типов  АСБ,  СБ 

и в 1,35 раза по сравнению с мон-

тажом трехжильных кабелей типа 

ААБ.

Так как значения критерия оп-

тимизации  при  сопоставлении 

удобства монтажа кабелей с изо-

ляцией  из  сшитого  полиэтилена 

и  кабелей  с  бумажной  изоляци-

ей  напряжением  6  и  10  кВ  типов 

ААШв,  ЦАСБ,  ЦСБ  отличается 

менее,  чем  на  20%,  то,  следова-

тельно,  предпочтение  не  может 

быть  отдано  какому-либо  из  рас-

сматриваемых вариантов, то есть 

значение  показателя  «удобство 

монтажа» в данном случае разли-

чается не существенно.

Монтаж  одножильного  кабе-

ля  с  изоляцией  из  сшитого  поли-

этилена  на  напряжение  6–35  кВ 

отличается  большим  удобством 

в  1,3  раза  по  сравнению  с  мон-

тажом трехжильного кабеля с бу-

мажно-масляной изоляцией. 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Метод многоцелевой оптимизации 

позволил дать комплексную оцен-

ку  удобства  монтажа  кабельной 

линии,  включающую  оценку  мас-

сы барабанов с кабелем, необхо-

димых для монтажа одного кило-

метра линии, значений наружного 

диаметра  и  допустимого  радиуса 

изгиба,  диапазона  допустимых 

температур при прокладке кабеля 

без  его  предварительного  подо-

грева, допустимой разности уров-

ней прокладки кабеля.

В результате установлено, что

монтаж  трехжильного  кабеля 

с  изоляцией  из  сшитого  полиэти-

лена  отличается  большим  удоб-

ством  по  сравнению  с  монтажом 

трехжильных кабелей с бумажной 

изоляцией.

Монтаж  одножильного  кабе-

ля  с  изоляцией  из  сшитого  по-

лиэтилена  отличается  большим 

в 1,3 и в 1,4 раза удобством мон-

тажа  по  сравнению  с  монтажом 

трехжильного  кабеля  напряжени-

ем  6–35  кВ  или  монтажом  одно-

жильного 

маслонаполненного 

кабеля напряжением 110 кВ с бу-

мажной  изоляцией  соответствен-

но.  

ЛИТЕРАТУРА
1.  Кабели и провода. Каталог продук-

ции.  Витебск:  Производственное 

объединение  «Энергокомплект», 

2017. 117 с.

2.  Пантелеев  Е.Г.  Монтаж  и  ремонт 

кабельных  линий.  Справочник 

электромонтажника.  М.:  Энерго-

атомиздат, 1990. 288 с.

3.  ТКП 611-217. Силовые кабельные 

линии  напряжением  6–110  кВ. 

Нормы  проектирования  по  про-

кладке  кабелей  с  изоляцией  из 

сшитого  полиэтилена  пероксид-

ной сшивки. Минск: Министерство 

энергетики  Республики  Беларусь, 

2017. 103 с.

 3 (66) 2021



Читать онлайн

Разработана методика учета показателей надежности работы, удобства монтажа, пропускной способности и влияния на окружающую среду при оценке целесообразности применения силовых электрических кабелей напряжением 6–10 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена. Показано, что использование критерия приведенных затрат не позволяет учесть такие характеристики силовых электрических кабелей, как удобство монтажа, их пропускную способность, надежность работы, влияние на окружающую среду.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»