О необходимости замены в распределительных сетях среднего напряжения силовых кабелей с пропитанной бумажной изоляцией на кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена в России сейчас никто не спорит – слишком очевидны преимущества последних.
Ведущие энергосистемы страны при строительстве новых кабельных линий или ремонте существующих активно используют кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 10 кВ.
Первым российским производителем кабеля с СПЭ-изоляцией стал в 1996 году «АББ Москабель», использующий технологию пероксидной сшивки. Впервые в России выпуск кабеля из силаносшитого полиэтилена был освоен в 2003 году на пермском ОАО «Камкабель».
О некоторых особенностях производства и эксплуатации таких кабелей – в нашем материале по итогам конференции «Силовые кабели и провода с изоляцией из силаносшиваемого полиэтилена», организованной ОАО «Камкабель» и прошедшей в конце 2003 года.

«Кабели 10 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена: так ли важна технология сшивки?» - главный вопрос конференции

Подготовил Валерий Стерхов, «Новости ЭлектроТехники»

Введение в тему. Преимущества кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена
Переход от кабелей с бумажной пропитанной изоляцией (БПИ) к кабелям с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), как отмечалось на конференции, связан со всё возрастающими требованиями эксплуатирующих организаций к техническим параметрам кабелей. В этом отношении преимущества кабелей из СПЭ очевидны.
Перечислим только некоторые из них:

• большая пропускная способность за счет увеличения рабочей температуры жил – 90ºС вместо 70ºС;
• в восемь раз более низкие диэлектрические потери;
• более высокий ток термической стойкости при коротком замыкании;
• кабель с изоляцией из СПЭ можно прокладывать при температурах до – 20°С, тогда как прокладка кабелей с БПИ без предварительного подогрева возможна только до 0°С;
• меньший вес, диаметр и радиус изгиба, что облегчает прокладку на сложных трассах;
• возможность прокладки на трассах с не-ограниченной разностью уровней.

Технологии сшивки полиэтилена
Полиэтилен в настоящее время является одним из наиболее применяемых изоляционных материалов при производстве кабелей. Но изначально термопластичному полиэтилену присущи серьезные недостатки, главным из которых является резкое ухудшение механических свойств при температурах, близких к температуре плавления. Решением этой проблемы стало применение сшитого полиэтилена.
Термин «сшивка» подразумевает обработку полиэтилена на молекулярном уровне. Поперечные связи, образующиеся в процессе сшивки между макромолекулами полиэтилена, создают трехмерную структуру, которая и определяет высокие электрические и механические характеристики материала, меньшую гигроскопичность, больший диапазон рабочих температур.
Существуют три основных способа сшивки полиэтилена: пероксидная, силановая и радиационная. В мировой кабельной промышленности при производстве силовых кабелей используются первые две. Наибольшее распространение получила технология пероксидной сшивки, когда сшивка полиэтилена происходит при помощи пероксидов в среде нейтрального газа при температуре 300-400ºС и давлении 20 атм. Она применяется при производстве кабелей среднего и высокого напряжения.
Менее распространенной до последних лет являлась силановая сшивка, при которой в полиэтилен добавляются специальные смеси (силаны) для обеспечения сшивки при более низкой температуре. Сектор применения этой технологии охватывал кабели низкого и среднего напряжения.

Пересечение интересов
Пониженный интерес к технологии силановой сшивки в применении к кабелям среднего напряжения объяснялся недостаточной проработкой в области изоляционных и электропроводящих композиций, пригодных для этого способа сшивания. Материалы, применявшиеся для силановой сшивки кабелей 0,4–1 кВ, не обеспечивали возможности трехслойного экструдирования и сшивки изоляции требуемой толщиной 4 мм.
Лишь в восьмидесятых годах прошлого столетия были разработаны соответствующие качественные композиции и рядом зарубежных заводов был начат выпуск кабелей с изоляцией из силаносшитого полиэтилена на напряжение до 20 кВ.
Именно с этого времени интересы производителей силовых кабелей с изоляцией из СПЭ, использующих различные технологии, пересеклись на напряжении 6–20 кВ и на мировых рынках началась активная конкурентная борьба. Причем большей агрессивностью, видимо, по праву старожилов рынка, отличались сторонники пероксидной технологии.
С недавнего времени эта борьба перекинулась и на Россию. «Пероксидные» кабели предлагаются на нашем рынке уже достаточно давно. Их «оппоненты» пришли в страну совсем недавно и малознакомы потребителям. Поэтому вопрос «какая технология лучше?» и стал одним из главных на конференции.

Почти ничья
Роль арбитра, что довольно естественно, была отведена столичному ВНИИКП – ведущему институту кабельной промышленности в России. В его лабораториях был выполнен широкий круг сравнительных испытаний и исследований кабелей на напряжение 10 кВ, изготовленных по технологии силановой и пероксидной сшивки.
Изначальные параметры, включая срок службы, допустимые температуры и токи нагрузки, конструктивное исполнение кабелей, область применения и другие показатели, у сравниваемых образцов были одинаковыми.
Результаты испытаний на конференции озвучил заведующий лабораторией отдела силовых кабелей ВНИИКП Михаил Шувалов. Главным результатом cтало подтверждение института, что «технические характеристики кабелей, произведенных с применением технологии силанольной сшивки, не ниже аналогичных характеристик кабелей, изготовленных по технологии пероксидной сшивки».
Более того, по ряду параметров, исследованных во ВНИИКП, силаносшитая изоляция (СИ) оказалась предпочтительнее пероксидной (ПИ). Правда, при этом Михаил Шувалов оговорился, что эти данные относятся к конкретным образцам, на которых производились испытания. Так:

• структура СИ аналогична структуре ПИ, но более однородна, что при прочих равных условиях должно способствовать увеличению электрической прочности;
• внутренние механические напряжения в СИ оказались меньше, чем в ПИ, причем по всем трем составляющим;
• количество антиоксиданта в СИ больше, чем в ПИ (очевидно, из-за значительно более низкой температуры вулканизации).