"Новости Электротехники N1(25)"Производство СПЭ-кабелей

	< Предыдущая ] [ Следующая >	Журнал №2(26) 2004


	ПРОИЗВОДСТВО СПЭ-КАБЕЛЕЙ ПРОИЗВОДСТВО СПЭ-КАБЕЛЕЙ Андрей Кожевников, директор по качеству АББ Москабель В энергетике России всё большее распространение получают кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ). Их преимущество перед традиционными бумажно-масляными кабелями у большинства российских специалистов уже не вызывает сомнений. В последние годы крупнейшие российские энергокомпании приняли решение использовать во вновь строящихся кабельных линиях только СПЭ-кабели. На Западе аналогичные решения принимались в 1970-х годах, и сейчас во многих европейских странах доля СПЭ-кабелей составляет уже 100% или близка к этой цифре. СШИВКА – РАЗЛИЧНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Растущий спрос заставляет крупных российских производителей переориентировать свои производственные мощности на изготовление именно СПЭ-кабелей. В настоящее время производители материалов и оборудования предлагают две технологии изготовления СПЭ-кабелей на класс напряжения 10 кВ: с пероксидносшиваемой изоляцией и с изоляцией силанольносшиваемой. Принципиальное отличие технологий заключается в реагенте, при помощи которого происходит процесс вулканизации (сшивки) полиэтилена. Для производителя выбор той или иной технологии является достаточно сложной технической и экономической задачей, поскольку с производственной точки зрения обе эти технологии имеют свои преимущества и недостатки. Кроме того, опыт производства, испытаний и эксплуатации кабелей, изготовленных с использованием различных технологий, показывает, что существуют некоторые различия и в свойствах пероксидных и силановых кабелей. Цель настоящей статьи – предоставить потенциальным потребителям СПЭ-кабелей информацию, которая поможет им определить свою позицию при выборе того или иного типа кабеля. ПРИВЕРЖЕНЦЫ СИЛАНОВОЙ ПОКА В МЕНЬШИНСТВЕ Исторически так сложилось, что силановая технология не получила широкого распространения (об этом уже говорилось во многих публикациях, например, в журнале «Кабели и провода» № 6, 2001 г. и в журнале «Новости ЭлектроТехники» № 6(24), 2003 г.). Швейцарской компанией Maillefer Extrusion (ведущим производителем вулканизационных линий) за время существования СПЭ-изоляции продана 251 линия для изготовления кабелей по пероксидной технологии. Из них 190 линий были предназначены для производства кабелей среднего напряжения, остальные – для выпуска кабелей высокого и сверхвысокого напряжения. В то же время для производства кабелей среднего напряжения с силановой изоляцией компанией было продано только 19 линий. Часть фирм (NKF, BICC), использовавшие линии для производства кабеля с силановой изоляцией, были куплены наиболее крупными игроками на кабельном рынке Европы (Pirelli, Nexans), и в настоящее время (в частности, в компании Pirelli) на этих линиях производят кабель класса напряжения до 6 кВ. Основным препятствием для распространения кабеля с силанольносшитой изоляцией в Европе стало требование стандарта проводить длительные испытания кабеля в воде. В соответствии с этим стандартом в течение двух лет кабель подвергается повышенному воздействию влаги, температуры и напряжения, в результате чего происходит его ускоренное старение. Для подтверждения соответствия европейским нормам производители кабелей среднего напряжения проводят такого рода испытания на своей серийной продукции. До настоящего времени ни один производитель силановых кабелей не предоставил данных об успешном прохождении длительных испытаний. В конце 1980-х годов на одном из кабельных заводов концерна АББ были проведены длительные испытания на образцах кабеля с изоляцией из силаносшитого полиэтилена. Результат испытаний был отрицательным, после чего концерн перестал рассматривать силановую технологию как альтернативу существующему качественному методу пероксидной вулканизации. Несомненно, что за последнее десятилетие появились новые и были усовершенствованы традиционные изоляционные материалы. Тем не менее на сегодняшний день пероксидную сшивку применяют для производства изоляции кабелей как среднего, так и высокого напряжения до 500 кВ включительно, тогда как силановые кабели серийно выпускаются только на 10 кВ. Высокие характеристики кабелей с изоляцией из пероксидносшитого полиэтилена подтверждены результатами сравнительных испытаний, проведенных во ВНИИКП и ВЭИ. Кабели с силановой изоляцией российского производства имеют различные средние пробивные напряжения, лежащие в диапазоне 120–180 кВ. Кабели АББ Москабель показывают стабильные результаты на уровне 240 кВ, что на 30% выше лучшего результата для кабелей с силаносшитой изоляцией. Из этого следует, что при одинаковой конструкции пероксидные кабели более надежны. ЧТО ПОКАЗЫВАЕТ МИКРОСТРУКТУРА Компания АББ Москабель уделяет большое внимание исследованиям и развитию производства и технологий, что позволяет ей предлагать заказчикам новые виды продукции высочайшего качества и оставаться лидером на рынке кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. В частности, на базе ВНИИКП (Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности) компания АББ Москабель провела сравнительные исследования силановой и пероксидной изоляции с использованием методов микроскопии. По результатам испытаний был сделан вывод о том, что микроструктуры материалов не имеют существенных различий. А те отличия, которые были обнаружены, специалисты ВНИИКП объясняют различиями в оборудовании, технологическом режиме и другими причинами. Незначительные изменения структуры изоляции кабелей происходят даже в том случае, когда используется одна и та же технология сшивки, что подтверждается результатами многочисленных испытаний различных образцов кабеля производства АББ Москабель. ОСНОВНОЙ АРГУМЕНТ – ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ ния (6) (по данным Kreuger F.H., Laar – Silane Crosslinked Medium Voltage Cable. NKF Kabel B.V., Power Cable Division. P. 231–233.) и кривая, построенная по данным АББ, полученным в результате испытаний на силановом кабеле после двух лет старения (7). В соответствии со стандартом, нормированное значение пробивных напряженностей соответствует вероятности 0,63. По графикам на рисунке видно, что нормированное значение пробивной напряженности для пероксидного кабеля в исходном состоянии почти на 40% выше, чем у силанового. Более того, остаточная пробивная напряженность состаренного пероксидного кабеля близка по значению к нормированной пробивной напряженности нового силанового кабеля. Кривая (6) показывает предельное состояние силановой кабельной изоляции уже после 80 дней старения, а вероятностная кривая (7) лежит вне области, допустимой стандартом. Имеющиеся в настоящий момент данные позволяют предположить, что изоляция кабелей, выполненная по силановой технологии, менее надежна в процессе длительной эксплуатации и имеет меньший срок службы, чем по пероксидной. Тем не менее, наиболее объективные данные можно получить, напрямую сравнивая электрические свойства кабелей в процессе их старения при одинаковых условиях. Сравнение технологий Вероятностные кривые максимальных пробивных напряженностей 1. Пероксидный кабель10 кВ в исходном состоянии (производство АББ Москабель) 2. Пероксидный кабель 20 кВ в исходном состоянии (производство АББ Москабель) 3. Пероксидный кабель через 6 месяцев старения (производство АББ Москабель) 4. Пероксидный кабель через один год старения (производство АББ Москабель) 5. Силановый кабель в исходном состоянии (российское производство) 6. Силановый кабель после 80 дней старения (зарубежное производство) 7. Силановый кабель после двух лет старения (зарубежное производство) По инициативе МКС Мосэнерго на испытательной базе ВНИИКП начаты длительные двухгодичные испытания образцов кабелей различных российских производителей. Компания АББ Москабель в них также участвует и надеется, что их результаты дадут объективную информацию о качестве обеих технологий сшивки и позволят производителям и потребителям сделать выбор в пользу того или иного метода.

ПРОИЗВОДСТВО СПЭ-КАБЕЛЕЙ