116
XX заседание Ассоциации электроснабжения городов России «ПРОГРЕССЭЛЕКТРО»
БЕСКОРОВАЙНЫЙ А.Ю.,
главный технолог,
НОВОПОСЕЛЕНСКИХ Н.П.,
заместитель
директора по производству кабельной арматуры,
завод «ТАТКАБЕЛЬ»
ВЛИЯНИЕ ВНЕШНИХ ФАКТОРОВ НА
НАДЁЖНОСТЬ КАБЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
Н
е всегда проектировщик правильно выби-
рает тип кабеля. Работа кабеля в течение
40—50 лет зависит от множества факто-
ров.
Влияние факторов на надёжность кабельных
линий можно разделить на два типа: климатиче-
ский и человеческий.
Об этих двух очень связанных вещах пойдёт
речь в этом докладе.
Не секрет, что строительство кабельной
линии электропередачи обходится в несколько
раз дороже воздушной ЛЭП. Однако охрана
окружающей среды, урбанизация и плотная
застройка городов способствуют увеличению
числа прокладки подземных высоковольтных
кабельных систем.
В свою очередь сложность трасс, влияние
широкого спектра климатических факторов
и необходимость соблюдения норм и правил
строительства КЛ толкает производителя на
создание новых марок кабеля с уникальными
потребительскими свойствами.
В процессе решения данной задачи возникает
ряд вопросов:
• как правильно определить область примене-
ния элементов КЛ;
• как правильно подобрать марку кабеля;
• как обеспечить правильные условия прок-
ладки;
• можно ли применять новые современные мате-
риалы или внести дополнительные свойства
в кабель или кабельную линию, которые не
предусмотрены в ГОСТ и других действующих
НТД;
• необходимо ли техническое обслуживание и
диагностика?
Решив данную задачу, можно уверено гаран-
тировать надёжную и безопасную работу кабель-
ной системы в течение 40—50 лет.
Одним из подтверждений этому служит увели-
чение срока службы кабеля некоторыми евро-
пейскими заводами с «не менее 30 лет», на «не
менее 40 лет». Можно не сомневаться в том, что
они имеют на это основания.
Разберём реальный пример вновь строящейся
распределительной сети 20/0,4 кВ ИЦ «Сколко-
во», в котором завод «ТАТКАБЕЛЬ» содействует
в вопросах проектирования. Длина кабеля —
около 1000 км.
Основные особенности данной сети следую-
щие:
• прокладка кабеля как в коллекторе, так и в
земле;
• наличие обслуживаемых трансформаторных и
распределительных подстанций;
• кабели не должны поддерживать горение;
• требование к минимизации количества соеди-
нительных муфт в туннеле.
117
2–4 июня 2014 г., Нижний Новгород
Способность кабеля работать под воздействи-
ем внешних факторов в основном обуславлива-
ется его наружными покровами.
Рассмотрим их основные варианты.
Полиэтилен
Плюсы:
• обладает высокой прочностью;
• хорошая стойкость к атмосферным факторам.
Минусы:
• поддерживает горение;
• выделяет много дыма при горении.
ПВХ-пластикаты
Плюсы:
• не поддерживают горение;
• малое выделение дыма.
Минусы:
• продукты горения коррозионноактивные в
связи с большим выделением галогеносодер-
жащих кислот HCl;
• имеют невысокую механическую прочность.
Безгалогенные композиции
Плюсы:
• не поддерживают горение;
• не выделяют коррозионноопасных галогеносо-
держащих кислот HCl;
• обладают высокой прочностью;
• хорошая стойкость к атмосферным факторам.
Минусы:
• небольшое распространение компаундов на
отечественном рынке.
Обратившись к ГОСТ 31565 «Кабельные
изделия. Требования пожарной безопасности»,
раздел 6, таблица 2, видим, что кабели типа
«нг(А)-LS» с ПВХ оболочкой соответствуют
требуемой нам области применения. А именно
«для прокладки с учётом горючей массы во
внутренних помещениях, зданиях, сооружениях
и закрытых кабельных сооружениях».
Но что же делать, ведь по проекту прокладка
ещё и в земле.
Кабель «нг(А)-LS» не предназначен для
прокладки в земле.
Использовать кабель с полиэтиленовой
оболочкой?
Можно, но в таком случае при переходе линии
из земли в кабельный канал или на обслужива-
емые распределительные устройства придётся
переходить на кабель «нг(А)-LS». Дорого в связи
с применением большого числа соединительных
муфт плюс снизится надёжность линии. Также не
обеспечится требование заказчика в минимиза-
ции строительных длин.
Второй вариант — наносить огнезащитное
покрытие на участки линии, проходящей в кана-
ле, в распределительной или трансформаторной
подстанции.
Также дорого и невозможно ввиду стеснённых
условий расположения кабеля в коллекторе.
В результате оптимальным решением было
применение кабеля с оболочкой из безгало-
генной композиции марки АПвПнг(А)2г-HF
(рис. 1).
Рис. 1. Кабель с изоляцией из сшитого поли-
этилена с токопроводящей жилой и экраном,
выполненные из алюминиевого сплава
Класс пожарной опасности таких кабелей
соответствует заявленным требованиям и даже
превосходит их.
Кабель имеет высокую стойкость к механиче-
ским и климатическим воздействиям, расширен-
ную область применения, может эксплуатиро-
ваться в воздухе, земле, зданиях и сооружениях,
в том числе с массовым пребыванием людей.
Имеет соизмеримую стоимость с кабелями
типа «нг(А)2г-LS».
Как видно из рассмотренного примера, выбор
кабеля является сложной задачей с многими
составляющими. Задача проектанта учесть все
параметры линии и квалифицированно опреде-
лить тип кабеля.
Возвращаясь к кабелям с безгалогенной
оболочкой, стоит отметить, что не все кабельные
марки безгалогенных композиций допустимы к
применению в кабелях на среднее, и тем более
на высокое напряжение.
Заводом «ТАТКАБЕЛЬ» на протяжении года
была проведена масштабная работа по изуче-
нию и опробованию безгалогеновых компози-
ций ведущих мировых производителей, таких
как Polyplast, Германия; Fainplast, Италия;
118
XX заседание Ассоциации электроснабжения городов России «ПРОГРЕССЭЛЕКТРО»
Cabopol, Португалия; Alpha Gary, Англия;
Forkabs, Италия; Aiecompounds, Англия; Melos,
Германия; Conder Compounds, Германия; Vipa
polymery, Италия; Polyone, Германия; Cross
polymery, Испания.
Некоторые из них не прошли типовые испы-
тания на кабелях как среднего, так и высокого
напряжения, некоторые — только высокого.
И лишь два производителя прошли испытания на
всех типах кабеля.
В настоящее время работа над опробованием
материалов продолжается.
Стоит отметить, что в странах Европы от
использования ПВХ-пластикатов практически
отказались в пользу безгалогенных материалов.
В то время как в России ПВХ уверенно отстаи-
вает своё место на рынке. Способствует этому
присутствие соответствующих марок кабелей в
отраслевых и государственных стандартах.
Перейдём к следующей разработке.
Представьте кабель на среднее напряже-
ние без применения меди. Возможно ли это?
Наверное, нет, так как в этом случае придётся
использовать алюминиевый экран. А алюми-
ний подвержен разрушению в местах вывода
экранов и соединения в оконцевателях под
действием внешних факторов. Однако это стало
возможно благодаря совместной работе завода
«ТАТКАБЕЛЬ» и НПК «Энергия», г. Пермь.
В результате глубоких исследований различ-
ных сплавов алюминия, проведённых в несколь-
ких лабораториях нефти и газа, был определён
химический состав сплава, который по коррози-
онной стойкости не уступает меди, а следова-
тельно, может её заменить.
Замена меди в экране на алюминиевый
сплав позволяет снизить стоимость кабелей на
15—35%.
Разработаны конструкции кабелей, в которых
экран кабеля также выполняет роль брони. На
данный момент данные кабели уже эксплуатиру-
ются в Казанских сетях, и не только. Если есть
интерес либо хочется узнать об опыте эксплу-
атации, мы можем предоставить координаты
эксплуатирующих сетей.
Следующий тип кабеля охватывает широкий
диапазон стойкости к внешним воздействующим
факторам: кабель — земля — вода — воздух.
Универсальный кабель с несущим тросом на
напряжение 10—35 кВ — универсальное, надёжное
и экономически конкурентное решение (рис. 2).
Данные кабели являются аналогом кабелей
типа Multi-Wiski, применение которых было
начато в Германии и других странах Европы
более 20 лет назад. Данные кабели являются
на сегодняшний день перспективным решением
развития распределительных сетей.
Высокая экономическая эффективность
использования универсальных кабелей дости-
гается за счёт значительного повышения надёж-
ности электроснабжения потребителей и резкого
снижения эксплуатационных затрат по сравне-
нию с неизолированными проводами.
Универсальный кабель предназначен для
прокладки в земле, воде и воздухе, даёт возмож-
ность перехода воздушной кабельной линии в
подземную (подводную) и наоборот без исполь-
зования соединительных муфт.
Реализованные проекты уже есть и в России,
в Европе это зарекомендовавшее себя на протя-
жении 20 лет решение. Арматурой, крепежом,
муфтами, методическими пособиями техни-
ческую поддержку может оказать постоянный
участник нашего форума — компания Ensto.
Дело за малым — чтобы инженеры сетевых
и распределительных компаний знали о таких
решениях и вносили их в ТЗ для последующей
оценки проектными институтами.
КОМПЛЕКСНЫЕ РЕШЕНИЯ
Стоит понимать, что надёжность кабельной
системы зависит не только от верного выбора
кабеля, но и от каждого этапа создания кабель-
ной системы. К ним относится:
• грамотное проектирование;
Рис. 2. Универсальный кабель с несущим
тросом на напряжение 10—35 кВ
119
2–4 июня 2014 г., Нижний Новгород
• изготовление кабеля и кабельной арматуры;
•
квалифицированная прокладка кабеля и
монтаж арматуры;
• правильная эксплуатация.
Главной ценностью для потребителя являются
отношения только с одним подрядчиком, кото-
рый выполняет весь комплекс работ по проекту и
несёт ответственность на всех его стадиях.
Сегодня завод «ТАТКАБЕЛЬ» предлагает
заказчикам комплексные решения, включающие
поставку:
• силовых кабелей с изоляцией из сшитого
полиэтилена для прокладки в земле, воздухе и
под водой;
• кабельной арматуры производства «ТАТКА-
БЕЛЬ» и других производителей — BRUGG,
TYCO, PFISTERER, PRYSMIAN, SUDKABEL,
Ensto и т.д.;
• кабелей заземления экранов;
• различных комплектующих (ящиков заземле-
ния и транспозиции экранов, хомутов и других);
• систем мониторинга температуры и частичных
разрядов (ЧР) в кабельных линиях.
Также предприятие предоставляет услуги
(рис. 3):
• по прокладке кабеля с изоляцией из СПЭ;
• монтажу кабельной арматуры и систем
температурного мониторинга;
• нанесению средств огнезащиты;
• шеф-надзору на всех стадиях строи-
тельства высоковольтных кабельных
линий (вплоть до приёмо-сдаточных
испытаний всей кабельной системы).
Таким образом, завод выступает
перед заказчиком в роли генподрядчи-
ка и предоставляет гарантию на всю
кабельную систему.
Помимо предоставления заказчикам
комплексных решений «под ключ» завод
«ТАТКАБЕЛЬ» предлагает:
• оказание технической поддержки на
стадии проектирования;
• моделирование условий эксплуатации
и выработку технических и организа-
ционных мероприятий;
• согласование применения выбранного
сечения и марки кабеля;
• обучение монтажу кабельных муфт;
•
обучение подрядных организаций
прокладке высоковольтного кабеля.
Кроме того, на заводе контроль за
реализацией комплексных решений «под ключ»
для заказчика осуществляет подразделение по
управлению проектами, которое по праву можно
назвать «главной пульсирующей артерией».
Его специфика заключается в том, что данное
подразделение взаимодействует со многими
службами предприятия и одновременно является
связующим звеном между заводом и заказчи-
ком. Это подтверждается благодарственными
письмами и положительными отзывами эксплу-
атирующих организаций по смонтированным
и поставленным под напряжение кабельным
системам.
Завод уже осуществил несколько комплекс-
ных услуг, среди которых поставка кабеля
высокого напряжения с изоляцией из сшитого
полиэтилена, кабельной арматуры производства
«Pfisterer», прокладка кабеля, монтаж кабельной
арматуры и нанесение на кабель огнезащитной
краски, для подстанции 220 кВ «Заречная» (г.
Нижний Новгород).
Для осуществления комплексной поставки
были привлечены субподрядные организа-
ции-партнёры. Это ЗАО «ВИКТАН» — монтаж
высоковольтной кабельной арматуры — и ООО
«Техносервис-М» — прокладка кабеля.
Рис. 3. Комплексная поставка на ПС «Центральная»,
г. Казань
120
XX заседание Ассоциации электроснабжения городов России «ПРОГРЕССЭЛЕКТРО»
Введённая в эксплуатацию линия увеличила
проектную мощность подстанции 220 кВ «Зареч-
ная», что позволило сделать новые технологиче-
ские присоединения.
Кроме того, среди реализованных «под ключ»
проектов — кабельная линия 220 кВ Букаш —
Центральная, г. Казань.
В настоящее время подписан договор на
оказание комплексных услуг по поставке кабеля
и арматуры, проведение строительных и монтаж-
ных работ для реализации проекта «Измайлов-
ская перспектива», г. Санкт-Петербург.
Завод имеет возможность изготовления и
поставки кабельной арматуры.
Полтора года назад руководством группы
компаний «ИНВЭНТ», в которую входит завод
«ТАТКАБЕЛЬ», было принято решение о созда-
нии собственного завода по производству
кабельных муфт на напряжение 110 и 220 кВ.
С этого года завод приступил к выпуску разных
типов современных кабельных муфт, и мы гото-
вы обеспечить их своевременную поставку и
монтаж по различным проектам.
Номенклатура выпускаемой продукции вклю-
чает в себя соединительные и концевые муфты,
элегазовые вводы. Муфты выпускаются в сухом
и маслонаполненном исполнении.
Сегодня мы получили очень важный резуль-
тат — положительный протокол сертификаци-
онных испытаний кабельной системы на 220 кВ.
На данный момент ведутся работы по монтажу
кабельной системы для проведения ресурсных
испытаний на базе ВНИИПТ.
Нами отлажены процессы производства и
системы контроля качества, спланирована
логистика, имеются достаточные складские
помещения. На заводе организован учебный
класс, в котором уже проходят первые обучаю-
щие семинары и тренинги для кабельщиков как
по прокладке кабеля, так и по монтажу муфт.
Подготовлены инструкции по монтажу, сформи-
рованы бригады монтажников.
Уважаемые коллеги, я надеюсь, что мне
удалось обратить Ваше внимание на важность
вопросов выбора кабельных систем с учётом
влияния на них различных факторов, удалось
отразить текущие возможности отрасли и завода
«ТАТКАБЕЛЬ», ну и, конечно, рассчитываю, что
вы будете применять современные и правильные
кабельные системы на ваших объектах.
Оригинал статьи: Влияние внешних факторов на надёжность кабельных систем
Не всегда проектировщик правильно выбирает тип кабеля. Работа кабеля в течение 40—50 лет зависит от множества факторов. Влияние факторов на надёжность кабельных линий можно разделить на два типа: климатический и человеческий. Об этих двух очень связанных вещах пойдёт речь в этом докладе.
