Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена: свойства, характеристики


Технический прогресс бурно развивается, требуя создания всё более новых технологий. Новые материалы применяются во всех сферах производства. Эта тенденция проявляется также в производстве кабельной продукции. Один из примеров – кабель сшитый полиэтилен (СПЭ), который приходит на смену кабелям с бумажной пропитанной изоляцией (БПИ). Его производство началось ещё в 70-х годах прошлого столетия. Сегодня всё больше предприятий в РФ перепрофилируют своё производство под провода СПЭ. Производятся они также в Германии, Франции, Италии, США, Японии и других странах.

Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена: свойства, характеристики

Рисунок 1. Высоковольтный СПЭ-кабель

Чем хороши провода, изолированные СПЭ

Главная фишка кабельных линий СПЭ – их изоляция. Именно сшитый (вулканизированный, шитый, соединённый) полиэтилен даёт основные преимущества этим изделиям. Отличные изолирующие свойства полимера углеводорода этилена, или полиэтилена (ПЭ), известны человечеству уже давно. Но классический материал – термопластичный полимер, который производится для самых разнообразных нужд, – имеет один недостаток. Это – невысокая температура плавления, которая находится в пределах от 85 до 100°С. Его молекулярная структура является линейной.

Основное отличие кабеля из сшитого полиэтилена проявляется в его молекулярных связях. Молекулы этого материала имеют сетчатую пространственную структуру, дополнительно получив боковые межмолекулярные связи. То есть молекулярные линии сшили между собой. Это даёт сразу несколько преимуществ:

увеличенную прочность на разрыв;
улучшенную эластичность;
более качественные изоляционные свойства;
большую устойчивость к воздействию высоких температур.

Для кабельной продукции соединённый ПЭ производится по двум технологиям. В результате получаются различные материалы. Более дешёвый способ производства позволяет получить PEXb – продукт, имеющий поперечные связи у 63–65 процентов молекул. Полимеризация до «сшитого» состояния происходит при температурах 85–90°С силанольным методом. Аббревиатура такой изоляции в маркировке кабелей обозначается как SXLPE.

Более качественные технические характеристики имеет другой полимер – PEXa. Стоимость его производства дороже, но перекись водорода и высокая температура (до 400°С) позволяют сшить поперечно до 80% всех молекул. Если изолирующий слой кабелей выполнен по такой технологии, его обозначают как XLPE.

Если принять во внимание прочностные показатели, а также термическую устойчивость, то оба полимера находятся примерно на одном и том же уровне. Но PEXa сшит более равномерно, что позволяет ему быть более термо- и электроустойчивым при напряжениях, превышающих 1кВ. Такие качества присущи свойствам PEXb в меньшей степени, поскольку его сшивка не так равномерна. Кроме того, такая изоляция подвержена быстрейшему старению. Поэтому PEXb, который называют пероксидным сшитым полиэтиленом, применяется только для проводки напряжения, номинал которого меньше 1000 В. Более дорогой материал PEXa используют для высоковольтных проводников, выдерживающих до 35 кВ напряжения.

Преимущества и недостатки СПЭ-кабелей

До того времени как научились применять полимеры в кабельно-проводниковом производстве, повсеместно использовались маслонаполненные провода. Изолирующий слой таких изделий представлял собой специальную бумагу, которая была пропитана маслом. Применять такие провода было неудобно – они слишком тяжёлые, радиус изгиба – слишком большой. Вертикальная прокладка была невозможна, потому что масло стекало вниз под воздействием силы тяжести. Проводники всё равно имели способность намокать, поэтому изолирующие качества терялись.

Полимер СПЭ лишён всех этих недостатков. Его появление сделало электрокабели более дешёвыми в производстве, надёжными и мощными изделиями. Проводники с полиэтиленовой шитой изоляцией обладали большим количеством неизвестных ранее достоинств.
По сравнению с термопластичной ПЭ-изоляцией кабели из сшитого полиэтилена имеют на 20-30% более высокую пропускную способность. Это стало возможным, потому что изоляция длительно выдерживает более высокую температуру жил.
При аварийной ситуации короткого замыкания СПЭ-проводники сохраняют свою термическую устойчивость, не нарушая изоляцию и не разрушаясь.
Провода не подвержены внешнему воздействию влаги, что позволяет выполнять их проводку как под землёй, так и снаружи, в воздушном пространстве.
Проводники получили гораздо большую гибкость, поэтому радиус изгиба существенно уменьшился, позволяя облегчать проводку.
Кабель «сшитый полиэтилен» намного легче, чем его бумажный предшественник. Уменьшив нагрузку на опорные конструкции, такой провод способствует более качественной и быстрой прокладке.
Прокладка кабеля СПЭ при температуре воздуха ниже нуля, вплоть до -15°С, не требует дополнительно его подогрева.
Срок службы, заявленный производителями, наиболее длительный – до 40 лет без потери основных качеств.

Кроме очевидных преимуществ эта кабельная продукция имеет ряд недостатков, ограничивающих сегодня её применение.

Стоимость таких проводников относительно высока.
Монтаж и ремонт требуют специальных знаний – то есть необходимо проходить специальное обучение.
Для монтажных и ремонтных работ требуется специальный дорогостоящий инструмент.

Конструктивное исполнение

Конструкция 3-жильных кабелей с шитым ПЭ представлена на рисунке 2. По исполнению они бывают также одножильными. Каждая жила (1), в свою очередь, может иметь только один провод или быть многопроволочной (многожильной). Токопроводящие жилы могут быть медными или алюминиевыми. Для алюминия к маркировке добавляется первая буква «А».

Каждая жила окутана внутренним (2) и наружным (4) электропроводящими экранами, изготовленными из пероксидно сшиваемой полиэтиленовой композиции. Поверх внутреннего экрана наносится слой изоляции из вулканизированного ПЭ (3) – это может быть PEXa или PEXb. Наружный экран покрыт электропроводящей бумагой, вместо которой иногда используется полимерная лента. Сверху этой конструкции навивается токопроводящий экран (6), состоящий из множества медных проволок.

Все три жилы объединены методом скручивания вокруг центрального жгута (7), изготовленного из поливинилхлоридного пластиката. Пространство, окружающее жилы, также заполнено этим материалом (8). Наружная оболочка (9), как правило, выполнена из поливинилхлорида (ПВХ). Пластикат ПВХ, из которого изготовлены оболочки 8 и 9, обладает пониженной пожарной опасностью.

Конструктивно провода различных марок могут отличаться, их устройство может предусматривать использование некоторых других материалов, только соединённый ПЭ остаётся неизменным. Изоляцию экранируют для того, чтобы создать для неё наиболее благоприятные условия, образуя симметричное электрическое поле вокруг каждой из жил.

Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена: свойства, характеристики

Рисунок 2. Устройство трёхжильного кабеля СПЭ

Основные характеристики

Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена обладает несколькими важными параметрами, определяющими его преимущества:

Длительная температура нагрева жил может достигать 90°С.
В аварийных ситуациях изоляция способна противостоять температуре до 130°С без потери своих основных свойств.
При коротком замыкании (КЗ) кратковременный нагрев жил не опасен до температуры 250°С.
Максимально допускаемый ток КЗ на 1 мм2 медной жилы может быть 144 А. Для алюминия этот показатель ниже – до 93 Ампер.

Классификация и расшифровка аббревиатуры

Сечение жил проводов может колебаться от 35 до 3000 мм2, максимальная толщина изоляции – 35 мм. Максимально допустимое напряжение может достигать 550 кВ. Увидев сложную маркировку, которую имеют кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена, далеко не каждый сможет её расшифровать. Для более полного понимания, что представляет собой та или иная продукция, следует знать несколько условных обозначений:

А – означает алюминиевые жилы (если этой буквы нет – значит, используется медь);
Пв – означает изоляцию из вулканизированного полиэтилена;
П либо В – оболочки, изготовленные из ПЭ либо полихлорвинилового пластиката;
у – применение усиленной по толщине оболочки из полиэтилена;
нг – означает, что оболочка из ПВХ имеет пониженную горючесть;
нгд – кроме того что не горит, ПВХ-оболочка также не выделяет много дыма и газа;
г – обозначение употребляется, когда экран герметизируют лентами, блокирующими воду.

Цифры, после буквенных обозначений:

1, 3 – количество токоведущих жил;
от 50 до 800 – цифра после символа «х», означающая сечение жилы в мм2;
/35 – число после косой черты означает сечение экрана, мм2;
гж – аббревиатура применяется в случае герметизации жил;
1–550 – максимальный вольтаж, на который рассчитан провод.

Можно рассмотреть для примера маркировку АПвПг 1×240/35–10. А – жилы алюминиевые; Пв – значит, изоляция СПЭ; П – оболочки из полиэтиленовой композиции; г – герметизированный экран. Цифра 1 – значит, одна жила; 240 – сечение жилы 240 мм2; 35 – сечение экрана; 10 – кабель рассчитан на 10кВ.

Разнообразие маркировок, применяемых материалов и характеристик позволяет применять СПЭ-кабели в самых разных сферах деятельности.


8 thoughts on “Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена: свойства, характеристики

  1. I have to express some thanks to you for bailing me out of this type of problem. Right after browsing throughout the internet and coming across ideas which are not productive, I thought my entire life was done. Living without the strategies to the issues you’ve sorted out through your entire article is a critical case, and ones that might have badly damaged my career if I hadn’t come across your web blog. Your personal understanding and kindness in playing with all the things was vital. I don’t know what I would have done if I had not discovered such a subject like this. It’s possible to now look forward to my future. Thanks so much for your expert and amazing guide. I will not think twice to refer your blog post to anyone who would like direction about this subject.

  2. My spouse and i ended up being very glad that John managed to round up his studies out of the precious recommendations he came across from your very own web site. It is now and again perplexing to just always be giving out tips and hints which a number of people might have been making money from. We realize we’ve got the blog owner to thank because of that. All the illustrations you have made, the simple site navigation, the relationships you can give support to promote — it’s got all excellent, and it’s really facilitating our son and the family reason why that situation is thrilling, and that is particularly serious. Thank you for the whole thing!

  3. I would like to show appreciation to the writer for rescuing me from this situation. Right after looking out throughout the the web and seeing concepts which were not powerful, I thought my entire life was well over. Living without the presence of solutions to the difficulties you’ve solved by means of your main short article is a crucial case, and the kind that could have in a wrong way damaged my career if I had not discovered your blog post. Your personal understanding and kindness in playing with all the things was crucial. I am not sure what I would’ve done if I had not come across such a step like this. I’m able to now look ahead to my future. Thanks a lot very much for the specialized and result oriented guide. I won’t be reluctant to endorse the website to anybody who will need support about this subject matter.

  4. I intended to post you one little bit of remark to give many thanks as before for your personal marvelous tricks you have featured in this case. This is certainly tremendously open-handed of you to present freely precisely what a number of people would have distributed for an e book to help with making some dough on their own, especially now that you could have done it in case you desired. Those good tips likewise acted to become a fantastic way to understand that other people online have the identical eagerness like mine to grasp a great deal more in regard to this matter. Certainly there are numerous more fun times up front for many who discover your blog post.

  5. I am commenting to make you be aware of what a amazing encounter our daughter found browsing your web site. She came to understand numerous pieces, which include how it is like to possess a wonderful helping mindset to have many more really easily know precisely specified problematic matters. You really surpassed readers’ expected results. Thanks for coming up with such warm and helpful, trustworthy, edifying and in addition unique tips on this topic to Janet.

  6. I enjoy you because of your own hard work on this site. My aunt really likes doing internet research and it’s simple to grasp why. We learn all concerning the powerful tactic you give very important guidance by means of your web blog and as well welcome contribution from other individuals about this issue and our favorite princess is really becoming educated a great deal. Take advantage of the remaining portion of the new year. You are always conducting a good job.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.