Кабели напряжением 500 кв

Успешно испытан наукоемкий кабель на напряжение 500 кВ производства АО «Кирскабель»

Во Всероссийском НИИ кабельной промышленности (ИЦ ОАО «ВНИИКП») успешно завершились испытания кабельной системы 500 кВ с кабелем с изоляцией из сшитого полиэтилена производства АО «Кирскабель» и муфтами фирм Pfisterer (Швейцария) и NKT Cables (Германия).

По заключению, подписанному директором научного направления – заведующим отделением «Кабели и провода энергетического назначения» ОАО «ВНИИКП» Михаилом Шуваловым, сборка выдержала 180 циклов нагрева и охлаждения при непрерывном приложении испытательного напряжения 493 кВ промышленной частоты в течение 8760 часов.

Целевые поиски

Известно, что кабельная промышленность ряда развитых стран уже освоила производство кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на номинальное напряжение 290 / 500 кВ (максимальное напряжение 550 кВ). В России производство таких кабелей до недавнего времени отсутствовало. Для полного удовлетворения потребности электроэнергетической отрасли в подобных технологиях, повышения производственно-технического потенциала, а также в связи с необходимостью импортозамещения данного вида продукции в энергосистемах России и в соответствии с государственной программой «Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности» в 2016 г. АО «Кирскабель» при поддержке Министерства промышленности и торговли приступило к разработке и организации серийного производства нового поколения высоковольтных кабелей на напряжение до 550 кВ.

АО «Кирскабель» входит в состав холдинга «УНКОМТЕХ» – одного из ведущих российских производителей и поставщиков кабельно-проводниковой продукции. Совместно с ОАО «ВНИИКП» АО «Кирскабель» провело НИОКР, типовые и предквалификационные испытания для освоения серийного производства кабеля и его аккредитации в ФСК ЕЭС. Основные этапы работ: проведение патентного поиска по теме «Высоковольтные кабели на напряжение до 550 кВ» и разработка конструкции кабеля; изготовление опытных образцов и углубленные лабораторные испытания их качества; типовые электрические и неэлектрические испытания кабеля совместно с арматурой в соответствии с требованиями стандарта ГОСТ Р МЭК 62067; предквалификационные испытания в соответствии с требованиями стандарта ГОСТ Р МЭК 62067; разработка документации и постановка продукции на производство в соответствии с требованиями ГОСТ Р 15.301‑2016.

В качестве материалов для изоляционной системы выбрана сверхчистая изоляционная пероксидно сшиваемая композиция на основе полиэтилена низкой плотности и саженаполненная пероксидно сшиваемая полимерная сверхгладкая композиция для электропроводящих экранов. В результате проведенных испытаний была определена базовая конструкция кабеля на напряжение 290 / 500 (Um = 550) кВ с номинальной толщиной изоляции 30 мм и сечением медной токопроводящей жилы (ТПЖ) сечением 1600 мм2 из пяти секторов (рис. 2).

Особая конфигурация и оснастка

Необходимо отметить, что подготовка к изготовлению опытного образца кабеля на напряжение 290 / 500 (Um = 550) кВ на АО «Кирскабель» началась много лет назад. Технические и конструктивные решения при организации производства, а также оснащение технологическим оборудованием предусматривали возможность в перспективе выпускать кабели сверхвысокого напряжения. В 2013‑2015 гг. на АО «Кирскабель» прошла модернизация производственного подразделения и было организовано серийное изготовление кабеля на напряжение 110 и 220 кВ с сечением токопроводящей жилы до 2500 мм2. Отработанные при этом технологические решения по производству сегментированных ТПЖ крупных сечений были использованы при разработке конструкции и изготовлении опытного образца кабеля на напряжение 290 / 500 (Um =550) кВ.

Технологическую сложность при производстве образца представляло применение наклонной линии непрерывной вулканизации. В отличие от вертикальных линий, на наклонных линиях необходимо принимать дополнительные меры технического и технологического характера для обеспечения требований к геометрическим размерам изоляционной системы кабеля. На предприятии использовался совместный опыт производителей материалов, оборудования, а также технологические решения, апробированные при подготовке производства.

В изоляции применен материал повышенной вязкости для исключения эффекта «стекания» под действием силы тяжести. Производитель оборудования (компания Maillefer Extrusion Oy) разработала особую конфигурацию технологической оснастки. Для изготовления кабеля использованы: система EHT (Entry Heat Treatment – предварительная температурная обработка); модернизированная система подкрутки; специальная «чистая комната» для загрузки материала с контролем чистоты воздуха; модернизированные камеры дегазации и др. Поперечный срез опытного образца кабеля производства АО «Кирскабель» представлен на рис. 2.

Для проведения заводских испытаний кабеля в АО «Кирскабель» было построено специальное помещение и выполнен монтаж высоковольтной испытательной станции, приобретенной в 2016 г. Станция рассчитана на испытания напряжением до 700 кВ и проведение высоковольтных испытаний и измерения частичных разрядов на кабелях высокого и сверхвысокого напряжения с изоляцией из СПЭ. Пуск и наладка станции производились с участием специалистов фирмы — поставщика оборудования. После успешных испытаний на предприятии-изготовителе образец кабеля проходил углубленные исследования в Высоковольтном испытательном центре и лабораториях ОАО «ВНИИКП». Были выполнены исследования уровня дефектности изоляционной системы, степени дегазации, уровня внутренних механических напряжений в изоляции, а также проверка структуры, химического состава (в том числе содержания влаги после операции охлаждения заготовки), определение уровня импульсной электрической прочности.

На завершающем этапе исследовательских испытаний при температуре жилы 95‑100° С на образец кабеля длиной более 30 м подавалось 10 положительных и 10 отрицательных стандартных грозовых импульсов амплитудой 1550 кВ. Данное испытание входит в программу типовых по стандарту ГОСТ Р МЭК 62067. Далее с шагом 50 кВ образец на каждой ступени подвергался воздействию трех импульсов отрицательной полярности вплоть до напряжения 1850 кВ. После этих воздействий температура кабеля поднималась до величины 110‑115° С на жиле и испытания повторялись, начиная с напряжения 1150 до напряжения 1850 кВ. Далее дополнительно на образец подавалось 10 отрицательных импульсов при максимальной амплитуде 1850 кВ.

В результате всех испытаний по программе не было зафиксировано ни одного пробоя образца. Итоги свидетельствуют об отсутствии грубых дефектов изоляционной системы кабеля, что подтверждает положительные выводы о качестве изделия, сделанные по итогам предыдущих испытаний.

Типовые испытания

На основании выполненных работ было решено провести типовые испытания кабеля в соответствии с требованиями ГОСТ Р МЭК 62067. Испытательная сборка помимо кабеля включала в себя арматуру (соединительные и концевые муфты) двух зарубежных производителей, поскольку отечественная арматура на этот класс напряжения в России отсутствует.

Испытания проходили с октября 2017 по март 2018 г. Помимо термических циклов под напряжением испытания включали также проверку герметичности наружной защиты концевых муфт и подробные исследования элементов кабельной сборки после воздействия повышенных значений температуры и напряжения.

По мере получения положительных результатов в январе 2018 г. была проведена испытательная сборка для проведения годичных (предквалификационных) испытаний в соответствии с требованиями ГОСТ Р МЭК 62067 (рис. 3). В состав сборки входила арматура двух зарубежных производителей, и в марте этого года испытания успешно завершились.

По словам экспертов, участвующих в проекте, выполненная НИОКР показала важность комплексного подхода к созданию такого сложного технического объекта, как кабель на максимальное напряжение 550 кВ. В рамках проведенных работ уделялось повышенное внимание качеству разрабатываемого изделия как на этапе выбора материалов и конструкции, при подготовке производства, изготовлении образцов, так и при проведении их комплексного лабораторного исследования. Все это позволило успешно завершить все этапы испытания высокотехнологичного и наукоемкого изделия.

Александр ГОРОБЕЦ, инженер ОАО «ВНИИКП»,
Дмитрий ГУК, заведующий Высоковольтным испытательным центром ОАО «ВНИИКП»,
Иван НОСКОВ, технический директор АО «Кирскабель»,
Владимир ОВСИЕНКО, к. т. н., заместитель заведующего отделением кабелей и проводов энергетического назначения ОАО «ВНИИКП»,
Александр ХОРЬКОВ, технический директор ООО «ТД «УНКОМТЕХ»,
Михаил ШУВАЛОВ, д. т. н., заведующий отделением кабелей и проводов энергетического назначения ОАО «ВНИИКП»

Источник

Основные типы и марки кабелей

Основные типы силовых кабелей напряжением 6–10 кВ и выше приведены в табл. 3.23, стандартные сечения кабелей – в табл. 3.24– 3.26. Обозначения марок кабелей приведены ниже.

Маслонаполненные

• Прокладываемые в трубопроводе…………………………Т
• Шланг из поливинилхлоридного пластиката………..Шв
• То же с усиленным защитным слоем………….……….Шву
• Покров асфальтированный…………………………..……..А
• То же бронированный круглыми проволоками……..К
• Оболочка свинцовая………………………………………….…С
• То же алюминиевая, алюминиевая гофрированная .А, Аг
• Давление масла низкое ……………………………………….Н
• То же высокое…………………………………………………….ВД
• Маслонаполненный (с медной жилой)…………………М

С бумажной изоляцией и вязкой пропиткой

• Усовершенствованный………………………………………..У
• Без наружного покрова……………………………………….Г
• Тип покрова……………………………………………………….Б, Бл, Б2л, Бн, Пн, К,ШВ, ШПС
• Оболочка свинцовая……………………………………………С
• То же алюминиевая…………………………………………….А
• Изолированные жилы совместно…………………………–
• То же отдельно……………………………………………………О
• Жила медная………………………………………………………–
• То же алюминиевая …………………………………………….А
• Изоляция обыкновенная…………………………………….–
• То же пропитанная нестекающим составом…………..Ц

С пластмассовой изоляцией

• Шланг из поливинилхлоридного пластиката………..Шв
• Без наружного покрова……………………………………….Г
• Бронированный………………………………………………….Бб
• Оболочка из полиэтилена, самозатухающего
• и вулканизированного полиэтилена,
• поливинилхлоридного пластика, алюминия……… П, Пс, Пв, В, А
• Жила медная………………………………………………………–
• То же алюминиевая …………………………………………….А

В настоящее время применяют, как правило, кабели с алюминиевыми жилами в алюминиевой оболочке. Применение кабелей с медными жилами требует специального обоснования. Для КЛ, прокладываемых в земле и воде, применяют бронированные кабели. Применение кабелей в свинцовой оболочке предусматривается для прокладки подводных ли­ний, в шахтах, опасных по газу и пыли, для прокладки в особо опасных коррозионных средах. В остальных случаях при невозможности исполь­зовать кабели в алюминиевых или пластмассовых оболочках их замена на кабели в свинцовых оболочках требует специального обоснования.

В последние годы в сетях зарубежных энергосистем получили ши­рокое распространение кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (российское обозначение СПЭ, английское – XLPE). Кабели средне­го напряжения из сшитого полиэтилена занимают 80–85 % рынка в США и Канаде, 95 % – в Германии и Дании, 100 % – в Японии, Фин­ляндии, Швеции и Франции.

Основные достоинства кабелей со СПЭ-изоляцией:

• изготавливаются на напряжение до 500 кВ;
• срок службы кабелей составляет не менее 30 лет;
• пропускная способность в зависимости от условий прокладки на 15– 30 % выше, чем у кабелей с бумажной или маслонаполненной изоляци­ей, т.к. кабели со СПЭ-изоляцией рассчитаны на длительную работу При температуре жилы 90 «С, а их бумажно-масляные аналоги допуска­ют нагрев до 70 °С;
• отвечают экологическим требованиям;
• прокладка и монтаж меньше зависят от погоды и могут проводить­ся даже при температуре –20 °С;
• значительно дешевле и проще становятся обслуживание и ремонт При механических повреждениях, существенно легче выполняются про­кладка и монтаж соединительных муфт и концевых заделок в полевых условиях.

Для кабелей с нормально пропитанной бумажной изоляцией наибольшая допустимая разность уровней между точками прокладки при­ведена в табл. 3.27. Разность уровней для кабелей с нестекающей про­питкой, пластмассовой и резиновой изоляцией не ограничивается. Максимальная возможная разность уровней в маслонаполненных КЛ низкого давления составляет 20–25 м. Для кабелей высокого давления (в стальных трубах) возможная разность уровней между стопорными муфтами определяется минимально допустимым снижением давления масла в трубопроводе до 1,2 МПа. Нормальное давление масла прини­мается равным (1,5±2%) МПа, максимальное – согласовывается с за­водом-изготовителем.

Максимальные строительные длины силовых кабелей приведены в табл. 3.28. Для маслонаполненных кабелей 110 кВ и выше стандартная строительная длина составляет до 800 м. Завод-изготовитель уточняет строительные длины таких кабелей в соответствии с проектом проклад­ки линии. Расчетные данные кабелей с бумажной изоляцией до 35 кВ и маслонаполненных кабелей 110 и 220 кВ с пластмассовой изоляцией приведены в табл. 3.29 и 3.30.

Основные типы кабелей

Стандартные сечения одножильных маслонаполненных кабелей 110-500 кВ

Примечание: rабели с сечением, указанными в скобках, изготавливаются по согласованию с заводом-изготовителем.

Стандартные сечения кабелей с бумажной изоляцией, мм2

* Кабели изготавливаются из трех изолированных жил в отдельной свинцовой оболочке.

** Кабели изготавливаются с одной жилой.

Стандартные сечения кабелей с пластмассовой изоляцией, мм2

* Изготавливается с одной жилой.

Допустимая наибольшая разность уровней прокладки кабелей с нормально пропитанной изоляцией, м

Строительная длина силовых кабелей, м

Кабели	Напряжение, кВ
	6-10	20-35	110-220
С пропитанной бумажной изоляцией сечением жилы, мм2: 250
Маслонаполненные всех сечений	—	—	200-800
С пластмассовой изоляцией сечением жилы, мм2: Расчетные данные кабелей с бумажной изоляцией (на 1 км) Сечение жилы, мм2 r0, Ом 6кВ 10 кВ 20 кВ 35 кВ Алю­миний х0, Ом b0, квар 10 1,84 3,10 0,110 2,3 – – – – – – 16 1,15 1,94 0,102 2,6 0,113 5,9 – – – – 25 0,74 1,24 0,091 4Д 0,099 8,6 0,135 24,8 – – 35 0,52 0,89 0,087 4,6 0,095 10,7 0,129 27,6 – – 50 0,37 0,62 0,083 5,2 0,090 11,7 0,119 31,8 – – 70 0,26 0,443 0,08 6,6 0,086 13,5 0,116 35,9 0,137 86 95 0,194 0,326 0,078 8,7 0,083 15,6 0,110 40,0 0,126 95 120 0,153 0,258 0,076 9,5 0,081 16,9 0,107 42,8 0,120 99 150 0,122 0,206 0,074 10,4 0,079 18,3 0,104 47,0 0,116 112 185 0,099 0,167 0,073 11,7 0,077 20,0 0,101 51,0 0,113 115 240 0,77 0,129 0,071 13,0 0,075 21,5 0,098 52,8 0,111 119 300 0,061 0,103 – – – – 0.095 57,6 0,097 127 400 0,046 0,077 – – – – 0,092 64,0 – – Расчетные данные маслонаполненных кабелей и кабелей с пластмассовой изоляцией 110–220 кВ (на 1 км) Сечение жилы, мм2 Маслонатпненные С пластмассовой изоляцией г, Ом 110 кВ 220 кВ r0, Ом 110 кВ 220 кВ х0, Ом b0, квар 150 0,122 0,200 1180 0,160 3600 – – – – – 185 0,099 0,195 1210 0,155 3650 – – – – – 240 0,077 0,190 1250 0,152 3780 – – – – – 270 0,068 0,185 1270 0,147 3850 0,092 0,120 450 0,120 1100 300 0,0611 0,186 1300 0,145 3930 – – – – – 350 0,051 0,175 1330 0,140 4070 0,086 0,116 755 0,116 1900 400 0,046 0,170 1360 0,135 4200 – – – – – 425 0,042 0,165 1370 0,132 4260 – – – – – 500 0,037 0,160 1420 0,128 4450 0,060 0,110 830 0,110 2100 550 0,032 0,155 1450 0,124 4600 – – – – – 625 0,029 0,150 1500 0,120 4770 0,048 0,100 1040 0,100 2600 700 0,026 0,145 1550 0,116 4920 – – – – – 800 0,022 0,140 1600 0,112 5030 0,040 – 1250 – 3700 1. Маслонаполненные кабели изготавливаются с медными жилами, кабели с пластмассовой изоляцией – с алюминиевыми жилами. 2. Параметры маслонаполненных кабелей 330 и 500 кВ с сечением медных жил 500 мм2 следующие: rо = 0,032 Ом/км; хо — 0,075 и 0,044 Ом/км; bо — 9000 и 17 000 квар/км для напряжений 330 и 500 кВ соответственно. Источник Оцените статью Вам также может понравиться Штуцер для гидравлического цилиндра AIST 1/4 – выбор профессионалов | Надежные приспособления для эффективной работы! Штуцер для гидравлического цилиндра aist 1 4 При использовании 0172 Как сделать шляпу цилиндр, как у Шляпника, своими руками Шляпа цилиндр как у шляпника своими руками Необходимость 0175 Как сделать шляпу-цилиндр из картона своими руками: пошаговая инструкция Шляпа цилиндр из картона своими руками пошагово Шляпа-цилиндр 0174 Шлифовка головки блока цилиндров в Туле: цены и услуги Шлифовка головки блока цилиндров цена в туле Головка 0154 Правообладателям Политика конфиденциальности Adblock detector