Сшитый полиэтилен конструкция кабеля

Конструкция, технические характеристики и особенности СПЭ кабелей из сшитого полиэтилена

Кабель из сшитого полиэтилена вошел в практику российских электромонтеров несколько позже других видов проводниковой продукции. Однако он стремительно набирает популярность и все чаще применяется на объектах стран СНГ. Поэтому даже опытным специалистам желательно познакомиться с СПЭ кабелями поближе.

Достоинства СПЭ

Изоляция СПЭ кабеля позволяет добиться более хороших эксплуатационных характеристик в сравнении с другими материалами. Улучшению технических свойств проводника способствует сложная технология сшивки молекул полиэтилена. Полученный материал обладает рядом преимуществ:

1. Изоляция из сшитого полиэтилена выдерживает более высокие температуры в сравнении с устаревшими бумажными кабелями. Поэтому проводники способны перенести больший нагрев. Соответственно по СПЭ кабелю возможно передать к потребителю больший ток и мощность.
2. Такой проводник легче переносит нагрев, возникающий при токах короткого замыкания. СПЭ кабель выходит из строя при КЗ в 15 раз реже.
3. Изоляция из сшитого полиэтилена легче резины. Это упрощает его прокладку.
4. В строении отсутствует масло. Соответственно он не способен высохнуть и потерять электрическую прочность. Вдобавок снижается риск загрязнения окружающей среды.
5. Продолжительный срок службы более 30 лет. Отчасти это вызвано низкой впитывающей способностью полиэтилена.

Конструкция проводника

Кабель из сшитого полиэтилена в первую очередь отличается материалом основной изоляции. В обычном проводнике изолирующий слой выполнен из пропитанной диэлектрическим маслом бумаги и резины. В СПЭ изолятор изготовлен из сшитого полиэтилена. Но это не тот материал, который используется при производстве одноразовых пакетов. Разумеется, и нитками здесь ничего не сшивается.

Жилы плотно прилегают к полимерному наполнителю. Конструкция исключает образование пустот и складок в теле проводника. Вдобавок полиэтилен крайне плохо впитывает и пропускает воду. Поэтому токоведущие жилы защищены от коррозии и межфазного пробоя.

Конструкция кабеля из СПЭ

Производство кабелей из сшитого полиэтилена

Химически сшитый полиэтилен состоит из тех же молекул что и обычный. Однако между ними формируются дополнительные связи атомов углерода. Данная реакция осуществляется с помощью двух методов:

1. Радиационный. Наиболее дешевый способ производства. Исходное сырье облучается жесткими гамма-лучами. В результате образуются новые химические связи между молекулами. Однако полученный на выходе проводник обладает остаточной радиацией. Поэтому такой метод используют крайне редко.
2. Химический. Менее опасный. Делится на два подвида: пероксидная и силановая сшивка.

Пероксидный метод более эффективен. Сшивается до 85% молекул. В качестве реагента выступает перекись водорода. Реакция осуществляется при температуре 200°C.

Силановый метод позволяет сшить до 70% молекул этилена. В реакции используются катализаторы и вода. Силаны — это соединения кремния с водородом.

Технические характеристики СПЭ кабелей

Характеристики СПЭ могут иметь незначительные отличия у различных производителей. Это вызвано отличающимися способами производства и техническими нормами конкретного завода изготовителя. Поэтому перед прокладкой следует внимательно ознакомиться с технической документацией. Обычно она имеется на барабане с проводником. С примерными характеристиками трехжильных кабелей из сшитого полиэтилена можно ознакомиться в таблице.

Сечение жилы СПЭ кабеля напряжением 6-10 кВ, кв. мм	Продолжительные допустимые токи, А
	Медь	Алюминий
50	223	173
70	273	212
95	326	253
120	370	288
150	414	322
185	467	365
240	540	423
300	607	477
400	683	543
500	768	618
630	858	702
800	–	788

Важно! При поиске повреждения кабеля специальными приборами (Р5-10 и подобные) необходимо учитывать коэффициент укорочения линии. Этот показатель определяется материалом изоляции, формой жил и другими техническими характеристиками. Для кабелей из сшитого полиэтилена при расчете используют значения коэффициента от 1,5 до 1,67.

Общая информация о кабеле содержится в его маркировке. Например, АПвП — распространенный вид проводника. Расшифровка букв имеет следующий вид:

• А — материал токоведущей жилы — алюминий;
• Пв — изоляция из сшитого полиэтилена;
• П — полиэтиленовая наружная оболочка.

Обозначение силовых кабелей

Варианты конструктивного исполнения

Проводники с изоляцией из сшитого полиэтилена производятся на номинальное напряжение от 0,4 до 500 кВ. В алюминиевом исполнении токоведущие жилы обладают сечением от 35 до 800 кв. мм. Медные же образцы производятся сечением от 25 до 630 кв. мм.

СПЭ проводник обладает 1, 2 или 3 токоведущими жилами. Силовые кабели дополнительно оснащаются наружным слоем из металлической брони. Она выполняет не только защитную функцию, но и препятствует излучению помех от токоведущих жил.

Низковольтные модели имеют обычную оболочку из сшитого полиэтилена. При напряжении 10 кВ защитный слой выполняется более толстым. А при 110 кВ изоляция усилена дополнительными ребрами жесткости.

Изоляция АПвПу2г 110 кВт с ребрами жесткости

В зависимости от исполнения отличаются и противопожарные свойства. Применяемые материалы не поддерживают горение. По пожарной безопасности они соответствуют категории А или В.

Строение

Со строением СПЭ проще ознакомится на примере одножильного силового проводника. В середине находится токовод из меди или алюминия. У многожильных кабелей он бывает круглого или треугольного сечения. Далее идет полупроводящий слой. Затем мощная толстая изоляция из сшитого полиэтилена.

Следующий слой разделительный. Он изготовлен в виде ленты и наматывается на кабель при его производстве. Далее идет медный экран. Дополнительно он усиливается лентами из аналогичного металла. За ним следует влагозащитный слой, изготовленный из прорезиненной ткани или полимерной ленты. Снаружи располагается оболочка из полиэтилена или усиленного ПВХ пластика.

Дополнительная информация. Предпочтительней использовать кабели с тоководами круглого сечения. Треугольная форма имеет острые грани. Они образуют большую напряженность поля, способную повредить сшитый полиэтилен. Также нет специального инструмента для разделки проводов треугольного сечения. Поэтому приходится делать это вручную при помощи ножа.

Толщина изолирующего слоя зависит от номинального напряжения трассы и тока, на который она рассчитана. Чем выше напряжение, тем больше вероятность высоковольтного пробоя и межфазного замыкания. А чем больше ток в кабеле, тем сильнее он греется и нуждается в теплоотводе.

Классификация СПЭ кабелей

По классу номинально напряжения проводники из сшитого полиэтилена подразделяются на 3 группы:

1. До 35 кВ — 1-я группа.
2. 45-150 кВ — 2-я группа.
3. 220 кВ и выше — 3-я группа.

По площади сечения токопроводящей жилы:

1. До 1600 кв. мм — 1-я.
2. 70-2000 кв. мм — 2-я.
3. 400-2000 кв. мм — 3-я.

По количеству токопроводящих жил:

1. 1 или 3 токовода — 1-я группа.
2. 1 — 2-я и 3-я группа.

Кабель силовой с алюминиевыми жилами 10 кВт

С точки зрения материала токоведущей жилы СПЭ кабеля бывают:

По типу материала наружной оболочки:

1. Полимерное покрытие.
2. ПВХ пластик.
3. Полиэтилен.

По типу защиты от механических повреждений:

1. Бронирование стальными лентами.
2. Проволокой из стали.
3. Алюминиевой проволокой.

Кабель с проволочной броней

Важно! СПЭ кабели категорически запрещено испытывать постоянным напряжением. Его воздействие приводит к возникновению триингов, которые в последующем приведут к пробою изоляции. Поэтому для высоковольтных испытаний данной проводниковой продукции применяются установки переменного тока.

Особенности заземления кабельной трассы

Наружное покрытие СПЭ проводников выполнено из полупроводящего материала. Это необходимо для поиска повреждения оболочки. Однако этот факт создает некоторые сложности при заземлении.

Если к земле подключаются оба конца кабеля, то при протекании по нему тока на внешней оболочке наводится ЭДС. В результате возникает ток, циркулирующий между землей и полупроводящей оболочкой. Это приводит к лишним и нежелательным потерям активной энергии. Проблема решается разделением линии на 3 участка и транспозицией отрезков полупроводящей оболочки. Для этого выпускаются специальные транспозиционные муфты, которые позволяют выполнить отвод от оболочки отдельным высоковольтным проводом.

Транспозиционная муфта 110 кв

Практикуют и другой способ заземления экрана — подключение с одного конца. В таком случае на оставшемся свободным окончании кабеля наводится чрезмерно большое напряжение. Это требует подключения разрядников или ограничителей перенапряжения (ОПН). Их рекомендуется использовать на 6 кВ. Перед испытанием линии все ОПН придется отключать, что крайне неудобно на длинных трассах.

Трехфазные кабели

Выпускаются различные модификации трехфазных кабелей. На практике чаще всего используют изделия с отдельным экранированием каждой жилы. Дополнительно у них может быть один общий экран для всего кабеля. Такая комбинация позволяет уменьшить помехи, испускаемые во внешнюю среду.

Существует и другой способ прокладки. При нем каждая фаза укладывается отдельным кабелем. Такой метод предпочтительней для мощных проводников сечением от 240 кв. мм, ведь проще укладывать 3 тонких кабеля, чем один толстый. Раздельная прокладка трех фаз благоприятно сказывается и на пропускной способности линии. Разведенные друг от друга жилы менее подвержены перегреву и способны пропустить без разрушения больший ток.

Раздельная прокладка фаз одножильными проводниками

СПЭ обладает повышенной надежностью. Он проще переносит нагрев, токи короткого замыкания и влажную среду в траншее. Из-за отсутствия масла он невосприимчив к разности высот при прокладке. Такие достоинства позволяют добиться бесперебойности в работе и внушительного срока эксплуатации более 30 лет.

В то же время достоинства есть и с точки зрения электромонтажников. СПЭ проводник более прост в работе. Он имеет сниженный вес и меньший радиус изгиба. Эти факторы делают его более предпочтительным для монтажа, от простоты и удобства которого зависит стоимость работ.

Источник

Кабель из сшитого полиэтилена, описание и характеристики

Кабель из сшитого полиэтилена (СПЭ, английское — XLPE, немецкое — VPE, шведское — РЕХ) появился на рынке чуть позже, чем другие виды проводников. Но ввиду хороших технических характеристик он стал более популярным и распространенным в категории кабельной продукции. Рассмотрим подробнее особенности и преимущества кабеля СПЭ, его сферы применения и плюсы прокладки.

Что такое кабель из сшитого полиэтилена

Одна из важных характеристик любого кабеля – материал изоляции. От него зависит величина силы тока, которая может выдерживать кабель. И чем выше сила тока, тем более высокие требования предъявляются к изоляции. Особенно это касается кабелей среднего напряжения – 6-35 кВ.

Под кабелем СПЭ понимают кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (ПЭ). Сшитый полиэтилен – это полимер с поперечно сшитыми молекулами. Это наиболее плотный из всех видов полиэтилена, обладающий более высокими техническими показателями.

Молекулярная трехмерная структура сшитого полиэтилена PEX

Сшитым называют полиэтилен, полученный в результате сшивки. Это физический процесс по модификации внутренней молекулярной структуры материала с сохранением химического состава. Цель сшивки – придать полиэтилену новые, физические свойства, которые расширяют сферу применения материала.

В ходе сшивки звенья молекул полиэтилена связывают с трехмерную сетку за счет образования поперечных связей. Поэтому и говорят, что сшитый ПЭ состоит из поперечно сшитых молекул.

1 — многопроволочная, уплотненная токопроводящаяжила, алюминиевая или медная

2 — внутренний экструдированный полупроводящий слой

3 — изоляция из сшитого полиэтилена

4 — внешний экструдированный полупроводящий слой

5 — слой обмотки полупроводящей лентой

6 — медный экран

7 — экструдированная подушка

8 — броня из круглой стальной оцинкованной проволоки

9 — наружная оболочка: из полиэтилена (АПвЭКП, ПвЭКП), поливинилхлоридного пластиката (АПвЭКВ, ПвЭКВ),ПВХ пластиката пониженной горючести(АПвЭКВнг, ПвЭКВнг) или ПВХ пластиката пониженной пожароопасности (АПвЭКВнгд, ПвЭКВнгд)

В чем плюсы изоляции из сшитого полиэтилена

Сшитый ПЭ – полиэтилен с улучшенными характеристиками. Его применение в качестве изоляции позволяет тоже придать ей более качественные свойства. К преимуществам изоляции из СПЭ перед другими видами относится следующее:

• Стойкость к более высоким температурам (предельная достигает 90 °C).
• Допустимая температура в аварийном режиме, гр. С – 130.
• Максимально допустимая температура жилы при протекании тока короткого замыкания, гр. С — 250.
• Более высокая пропускная способность, чем у бумажной с масляной пропиткой – в 1,3-1,5 раза выше, что обусловлено более высокой длительно допустимой температурой (90 °C
• Экологическая безопасность ввиду отсутствия жидких включений, что позволяет сохранить чистоту окружающей среды.
• Отсутствие алюминиевых и свинцовых оболочек, что уменьшает вес, диаметр и радиус изгиба (упрощает прокладку).
• Большая строительная длина, которая может достигать 2000-4000 м.
• Низкая гигроскопичность, обеспечивающая диэлектрическую стабильность.

Не менее важно, что кабель СПЭ обычно имеет одножильную конструкцию, это упрощает прокладку и монтаж даже в самых тяжелых условиях работы. Ее можно вести при температуре до -20 °C (без предварительного прогрева). Благодаря перечисленным преимуществам кабель СПЭ признали как продукт, обладающий наилучшими электрическими и механическими свойствами, а также самым длительным сроком службы среди других серийно выпускаемых типов кабелей, достигающим 30 лет без потери качества. (Срок службы).

Виды кабеля из сшитого полиэтилена

Кабели СПЭ могут иметь разную форму жил: круглую или секторную. Последняя имеет несколько недостатков, поскольку для нее не предусмотрен специальный механический инструмент для разделки, из-за чего все работы нужно производить вручную. Кроме того, магнитное поле,образующееся вокруг сектора, увеличивает потери.

Цена кабеля из сшитого полиэтилена зависит от его разновидности. Существует несколько критериев классификации, по которым выделяют виды кабеля СПЭ.

По напряжению:

• 6-35 кВ;
• 45-150 кВ;
• 220 и 330 кВ.

По количеству токоведущих жил:

• 1 или 3 для 6-35 кВ;
• 1 для 45-150 и 220, 330 кВ.

Одножильные кабели СПЭ более распространены, поскольку трехжильные применяются только на напряжение до 35 кВ.

По материалу токопроводящей жилы:

• из меди;
• из алюминия (в маркировке обозначается первой буквой «А»).

По площади поперечного сечения токопроводящей жилы:

• 35-1600 мм 2 для 6-35 кВ;
• 70-2000 мм 2 для 45-150 кВ;
• 400-2000 мм 2 для 220 и 330 кВ.

По материалу оболочки:

• из полиэтилена;
• из ПВХ пластиката;
• из полимерной композиции.

По типу бронирования:

• стальной проволокой;
• стальными лентами;

Где используют кабель из сшитого полиэтилена

Специалисты рекомендуют купить кабель из сшитого полиэтилена в следующих случаях:

• если необходимо транспортировать большие энергетические мощности на дальние расстояния;
• если прокладка кабельной трассы ведется по сложному рельефу;
• если к кабелю предъявляются особенно строгие требования относительно пожарной и экологической безопасности.

Кабель применяют в строительстве и промышленности. Его прокладывают в любом грунте при условии наличия защиты от механических повреждений. Еще он подойдет для прокладки под водой.

Кабель СПЭ выпускается в разных исполнениях, в том числе не распространяющие горение с низким дымовыделением. Это делает его оптимальным для применения в производственных помещениях и кабельных сооружениях, а также стационарных электроустановках и там, где действуют разрушающие газовоздушные среды.

Марки кабеля из сшитого полиэтилена

Условное обозначение в маркировке силового кабеля с изоляцией из СПЭ на среднее напряжение 10; 20; 35 кВ
Краткое обозначение	Обозначение	Порядковое место буквы в марке
А	Алюминиевая жила (без обозначения — жила медная)	1
Пв	Изоляция из сшитого полиэтилена	2
П	Оболочка из полиэтилена	3
Пу	Оболочка из полиэтилена, усиленная	3
В	Оболочка из ПВХ апастиката	3
Внг-LS	Оболочка из ПВХ пластиката пониженной пожароопасности («LS»- Low Smoke — низкое дымо- и газовыделение(А(В), предел распространения горения ПРПГ1 (ПРПГ2)	3
г	Продольная герметизация водоблокирующими лентами	4
2г	Продольная и поперечная герметизация (водоблокирующими лентами и ламинированной алюмополимерной лентой)	4
ж	Герметизация жилы водоблокирующими нитями или порошком	5

В буквенной аббревиатуре кабеля СПЭ можно найти всю основную информацию и характеристики относительно типа жилы, изоляции и оболочки.

Критерий	Наименование	Маркировка	Пример
Материал жилы	Медная	Без обозначения	ПвП
	Алюминиевая	А	АПвП
	С герметизацией	гж	АПвП (гж)
	Сегментированная с герметизацией	сгж	ПвП сгж
Материал изоляции	Из сшитого полиэтилена	Пв	ПвВ
Материал оболочки	Полиэтилен	П	АпвП
	Усиленная оболочка из полиэтилена увеличенной толщины – для 10 кВ, с ребрами жесткости – для 110 кВ.	Пу	АПвП
	Из полимерной композиции, не распространяющей горение и не содержащей галогенов.	Пнг-HF-А(В) А – не распространяющей горение по категории А. В – не распространяющей горение по категории В.	АПвПнг-HF-А
	ПВХ пластикат	В	АПвВ
	ПВХ пластикат с пониженной горючестью.	Внг-А(В) А – не распространяющей горение по категории А. В – не распространяющей горение по категории В.	АПвВнг-В
	ПВХ пластикат с пониженной горючестью, газо- и дымовыделением.	Внг-LS-А(В)	АПвВнг-LS-А
	С продольной герметизацией водоблокирующими лентами	г (после обозначения оболочки)	АПвПг
	С продольной герметизацией водоблокирующими лентами и поперечной герметизацией из алюмо-полимерной ленты, сваренной с оболочкой.	2г	АПвП2г

Купить кабель оптом и в розницу

Компания «Бонком» занимается продажей кабельной продукции от крупнейших российских производителей. Большие складские мощности позволяют обеспечить стабильные поставки даже на масштабные объекты. Все виды кабеля СПЭ, представленные в каталоге компании «Бонком», по техническим и эксплуатационным характеристикам отвечают требованиям международных стандартов и имеют сертификацию по ГОСТ.

Дополнительно мы реализуем аксессуары, расходные материалы и инструменты, такие как кабельные муфты, арматура для СИП, термоусаживаемые трубки и экипировка монтажника. Чтобы купить кабель, обращайтесь к нам по телефонам и адресу из раздела «Контакты». Здесь в форме обратной связи и по указанным телефонам вы можете узнать о продукции или задать другие интересующие вопросы.

Источник