Увеличение пропускной способности и эксплуатация кабельной линии
В современных условиях рыночных отношений все больше предъявляются требования к увеличению пропускной способности и надежности электрических сетей страны. Исходя из мировой практики, одним из наиболее популярных способов решения данных задач является замена существующих кабелей и проводов на более совершенные. В связи с этим на отечественном рынке повысился интерес потребителей к кабелям высокого напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена, которые выгодно отличаются от кабелей с поливинилхлоридной или бумажной изоляцией. Такие кабели характеризуются более высокой эксплуатационной надежностью и имеют большую пропускную способность за счет увеличения допустимой температуры жилы.
Наряду с неоспоримыми преимуществами высоковольтного кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена имеют также и недостатки, которые заключаются в отсутствии эффекта «самозалечивания» пробоя изоляции при однофазных замыканиях на землю и слабой устойчивости к механическим повреждениям самой спэ – изоляции. Так же особенностью данного кабеля, которая отсутствовала у кабелей предыдущих поколений – это большие электродинамические силы, возникающие между кабелями при протекании тока короткого замыкания, когда механические силы, воздействующие на точку крепления кабеля, могут достигать нескольких тонн! Поэтому, одновременно с переходом на эксплуатацию такого кабеля возрастают и требования к техническим параметрам кабельной линии. Для повышения надежности кабельной линии необходимо изменение подхода к технологии прокладки и крепления кабеля на несущих конструкциях.
Однако на практике анализ качества работ по монтажу высоковольтных кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтилена показывает, что очень часто подрядчики неудовлетворительно относятся к соблюдению правил укладки и крепления кабеля. Чаще всего подобная небрежность свойственна организациям, которые раньше не сталкивались с подобным кабелем. Опасность таких ошибок заключается в том, что они проявляются лишь со временем, когда ухудшение характеристик кабеля приводит к нарушению работоспособности линии. А также возможно возникновение аварийных ситуаций, когда происходит электрическое короткое замыкание чрезвычайно разрушительной силы и риск получения травм и повреждений от кабелей особенно высок.
Из наиболее известных и распространенных решений является использование алюминиевых хомутов с резиновой прокладкой в качестве крепежного элемента высоковольтного кабеля. Данный вид крепления был популярен еще в конце прошло века и применялся для фиксации бронированного кабеля с бумажной изоляцией. На данный момент времени такое крепление не пригодно для монтажа современного кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, так как имеет ряд важных недостатков:
• современных высоковольтных сетях токи КЗ могут достигать 50 кА, что сопоставимо с механической нагрузкой на крепление в плоскости – до 20 кН, на треугольник – до 40 кН. Отсутствие технических данных по прочности самих алюминиевых хомутов, а зачастую кустарное производство не могут гарантировать надежность крепления;
• резиновые прокладки имеют очень короткий срок службы, из-за быстрого старения под воздействием внешней агрессивной среды. В результате место фиксирования кабеля теряет прочность и под воздействием теплового расширения кабель начинает циклически перемещаться вдоль линии прокладки, что может привезти к повреждению оболочки, что не допустимо;
• необратимая деформация самого алюминиевого крепления под воздействием нагрузки может также привезти к повреждению оболочки кабеля.
Вторым по популярности из ошибочных способов и наиболее опасным является крепление высоковольтного кабеля с помощью нейлоновых кабельных хомутов –стяжек. Между специалистами, монтирующими кабель, бытует мнение, что такие хомуты в термостойком исполнении можно применять для скрепления кабеля с спэ изоляцией в треугольник пучком или использовать для фиксации кабеля к самим кабельным конструкциям. Но на самом деле механическая прочность по официальным данным производителей таких хомутов очень мала от 8 (0,08 кН) до 100 кг (1 кН). Следовательно, применять такие хомуты можно только при монтаже низковольтного кабеля до 1 кВ, где вес одного метра кабеля мал и нет высоких динамических нагрузок при коротком замыкании.
Также сомнительными способами крепления высоковольтного кабеля может быть использование изделий изобретательного характера, изготавливаемых на необорудованных и неавтоматизированных малых производствах, в том числе не имеющих в штате сотрудников инженерного состава. Или изготовление крепежных изделий на месте монтажа из подручного материала специалиста, монтирующего кабель.
Основными недостатками таких изделий могут являться:
- отсутствие основных свойств, требований и качеств, предъявляемых к изделиям для прокладки кабеля с изоляцией спэ;
- отсутствие технической документации (паспорт качества, сертификатов и иной технической документации);
- отсутствие испытаний и тестов, которые подтверждают технические характеристики изделия;
- отсутствие гарантийных обязательств и обслуживания.
Несмотря на наличие технологически правильных способов крепления, отечественные подрядчики не всегда применяют их. Чаще всего это объясняется отсутствием информации о самих методах крепления кабеля, так и о поставщиках необходимых изделий.
ООО «Энергомет» - одна из ведущих отечественных компаний, которая с учетом многолетнего опыта профессионально занимается производством и разработкой современных видов крепежа для кабелей среднего, высокого и сверхвысокого напряжения.
Надежность выпускаемой продукции подтверждена успешно пройденными тестами, такими как:
• натурные испытания в лаборатории ОАО «НТЦ Электроэнергетики» - НИЦ ВВА, которые наглядно имитируют короткое замыкание в высоковольтной электрической цепи;
• испытания на физико-механические свойства материала, из которого производятся высоковольтные кабельные крепления;
• испытания на устойчивость к механическим нагрузкам изделий при минусовой температуре, впервые протестированные среди отечественных производителей креплений.
Полимерные высоковольтные кабельные крепления производятся предприятием серийно на современном оборудовании. На складе постоянно поддерживается необходимый запас изделий, что позволяет облегчить планирование монтажных работ и стандартизировать процесс прокладки кабелей.
Кабельные крепления серии КА и КА3 обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными способами крепления:
• универсальность - крепления можно использовать на разные типы и сечения кабелей, а также на разных участках кабельных трасс, в том числе вертикально без применения специальных прокладок;
• совместимость - позволяют применять не только при расчете новых современных объектов, но и подходят для реконструкции, где использовались для прокладки кабельных трасс полки и стойки гэм (К1150 - К1160).
надежная эксплуатация - полностью исключается контакт кабеля с металлической конструкцией и отсутствует магнитный замкнутый контур, вследствие чего исключается возможность повредить оболочку кабеля;
• антивандальность - в конструкции кабельных креплений не используются цветные металлы, что не представляет интереса для хищений;
• удобство и быстрота монтажа – крепление состоит всего из двух разъемных и сопрягающихся между собой частей основания и фиксатора.
Современный этап химической промышленности позволил разработать специальный полимер для производства кабельных креплений серии КА и КА3, за счет химических свойств которого удалось расширить область применения и добиться следующих технических характеристик:
• температура применения: от -60 С до +120 С градусов,
• климатическое исполнение и категория размещения УХЛ1 ГОСТ 15150-69,
• стойкость к озону, ультрафиолету, атмосферных осадков, радиации, продуктов нефтепереработки,
• срок службы не мене 30 лет.
Подводя итоги рассматриваемой темы, хотели бы отметить, что в последнее время все большее число монтажных и эксплуатирующих электрические сети организаций осознают важность серьезного подхода к прокладке и креплению кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена. Например, широко известная в России ФСК ЕЭС в своих стандартах по прокладке кабеля четко указывает необходимость использования специализированных полимерных креплений, которые позволяют избежать повреждений кабелей от воздействия электродинамических сил при протекании токов короткого замыкания.
Как показала многолетняя практика, незначительная экономия на этапе монтажа, может в дальнейшем негативным образом отразится на эксплуатации кабельной линии и вылиться в большие финансовые потери.
