Новое поколение кабельных термоусаживаемых муфт на 1-10 кВ

В настоящее время в условиях рыночной экономики проблемы надежности кабельных линий напряжением 1-10 кВ являются весьма актуальными.

Эти проблемы обусловлены возросшими в десятки раз стоимостными показателями восстановительных работ из-за значительного увеличения цен на кабели, кабельную арматуру и другие расходные материалы, а также на выполнение ремонтных электромонтажных работ, связанных с отысканием места повреждения кабеля, землеройных работ, монтажа муфт.

Со значительными материальными и временными затратами также связаны последующие испытания и сдаточные мероприятия после ремонта кабельных линий. Сегодня весь комплекс мер по восстановлению одной соединительной муфты оценивается в 1,5-2 тыс. долларов. При этом на его реализацию затрачивается от 10 до 14 суток.

Поэтому кабельные линии должны обладать высокими электрическими и механическими свойствами, обеспечивающими срок службы кабелей на протяжении 30 лет. Этим же требованиям должна отвечать и кабельная арматура.

Все это привело к поиску новых технологий изготовления и монтажа кабельной арматуры.

Наибольшее распространение за рубежом и в России получили новые технологии изготовления кабельной арматуры на основе термоусаживающихся сшитых полимеров (полиэтилена, поливинилхлорида), направленные на повышение надежности и экономичности кабельных электрических сетей на напряжение 1-10 кВ.

Термоусаживаемая кабельная арматура имеет существенные преимущества по сравнению с кабельной арматурой на основе заливочных компаундов и изоляционных обмоточных материалов и обеспечивает:

полную герметизацию кабелей и отличные изоляционные свойства;
высокую стойкость к воздействию окружающей среды;
обладает повышенной механической прочностью;
применение современной технологии монтажа, которая позволяет немедленный ввод муфты в эксплуатацию;
широкий диапазон объемного изменения размеров конструктивных деталей и элементов муфт вследствие свойств термоусаживаемости позволяет обеспечить широкую унификацию, использовать один маркоразмер муфты для нескольких типов и сечения жил кабелей, что значительно сокращает складской резерв муфт;
хранение комплектов деталей и материалов для монтажа муфт, которые практически не подвергаются старению и могут складироваться неограниченно долго;
экологическую безопасность для монтажников и эксплуатационников, а также окружающей среды.

В России широкое применение для кабелей с бумажной изоляцией нашла кабельная арматура на напряжение 1-10 кВ зарубежных и отечественных производителей.

ОАО Компания «Электромонтаж» разработала и серийно изготавливает на заводе ОАО «ПЭМИ» (г. Ростов-на-Дону) кабельную арматуру на напряжение 1-10 кВ.

Соединительные муфты, выпускаемые по ТУ 3559-003-013946330-2004, а концевые муфты по ТУ 3449-004-0194633-2004, выдержали весь комплекс испытаний по ГОСТ 13781.0-86.

Основная задача ОАО «Компании «Электромонтаж» в разработке нового поколения соединительных и концевых муфт была направлена на повышение надежности и качества эксплуатации кабельных сетей 1-10 кВ и выполнена на основе сравнительного анализа всех применяемых в России муфт: фирмы «Райхем», Подольского и Михневского заводов.

Результаты проведенного анализа показали, что соединительные термоусаживаемые муфты марки СТпнг ЭМ-10кВ обладают уникальными физико-механическими и электрическими характеристиками:

Термоусаживаемые элементы конструкции муфт американо-канадской фирмы «Canusa», одного из мировых лидеров в этой области, изготавливаются методом химической сшивки перчаток и трубок, что практически исключает брак при монтаже (перчатки и трубки не лопаются в процессе монтажа).
Изделия фирмы «Canusa», примененные в конструкциях муфт, и, соответственно, кабельная арматура из них не поддерживают горения, что является принципиально новым в области их применения для кабельной арматуры. Это дало возможность применения их в любых кабельных сооружениях — городских коммуникационных коллекторах, где наряду с силовыми кабелями могут быть положены кабели связи с изоляцией из горючего полиэтилена, кабельных полуэтажах ТЭЦ, ГРЭС, АЭС и ГЭС, кабельных каналах, ячейках РП и ТП, машинных залах и т.п.
Химический состав антиперенов — веществ, обеспечивающих нераспространение горения, входящих в рецептуру материалов изделий, не имеют галогеносодержащих составляющих (хлор, фтор), то есть не выделяют токсичного дыма.
Высокая тепло- и холодоустойчивость трубок и перчаток существенно расширила диапазон монтажа и эксплуатации при температуре окружающей среды в диапазоне (-55)^oС — (+110)^oС.
Коэффициент усадки элементов — 6, что позволяет провести широкую унификацию маркоразмеров муфт по сечениям применяемых кабелей.
Значительный коэффициент усадки позволяет получить необходимую нормированную толщину изоляционного слоя манжет и труб (6-8) мм, что обеспечивает высокую электрическую прочность таких основных узлов, как место контактного соединения жил с помощью гильз со срывными болтами у соединительных муфт. Слой изоляции труб большой толщины для наружных оболочек обеспечивает также высокую механическую защиту муфт.
Применение выравнивающего элемента в месте обреза оболочки снижает напряженность электрического поля не менее, чем на 20% и, как следствие, увеличивает электрическую прочность не менее, чем в два раза.
Для повышения электрической прочности контактных соединений применен метод градирования изоляции, что означает:
- постепенный послойный переход от материалов с напряженностью, близкой к напряженности электрического поля оголенной жилы и имеющих величину диэлектрической проницаемости более 20-30, к изоляционным материалам, имеющим диэлектрическую проницаемость 6-8, напряженностью поля сниженной до 30%;
- применение материала с диэлектрической проницаемостью — 3, являющимся полным диэлектриком, имеющим величину объемного сопротивления pv=10-14 Ом х мм³;
- применение термоусаживаемых материалов фирмы «Canusa» с толщиной стенки не менее 4 мм со свойствами высокого диэлектрика.

Общая толщина восстанавливаемой изоляции составляет более 10 мм, чего не имеет ни одна соединительная муфта, изготавливаемая сегодня.

У муфт фирмы «Райхем», ОАО «Михневский завод электроизделий» и ЗАО «Подольский завод электромонтажных изделий» процесс начала ионизации и видимой короны зафиксирован при 24 кВ, у муфт ОАО «Пластмассовых электромонтажных изделий» (г. Ростов-на-Дону) этот процесс начинается при 30 кВ за счет применения дополнительных трубок, обладающих уникальными антитрекинговыми свойствами..

Рассматривая конструкции термоусаживаемой концевой муфты внутренней и наружной установки марок КВТпнг ЭМ и КНТпнг ЭМ на напряжение 10 кВ, следует особо подчеркнуть, что муфта рассчитана на эксплуатацию в значительном температурном диапазоне +110^o -55^oС и, самое главное, такие свойства позволяют осуществлять монтаж при таких низких температурах, при которых другие конструкции термоусаживаемых муфт не выдерживают (растрескиваются) динамические (изгибающие) нагрузки.

Такого монтажно-эксплуатационного свойства не имеют конструкции концевых муфт других заводов-изготовителей.

Концевые муфты марок КВТпнг ЭМ и КНТпнг ЭМ имеют усиленную изоляцию, стойкую к факторам внешнего воздействия, влияющих на образование трековых дорожек, которые значительно снижают электрическую прочность муфт.

Применяемые с этой целью трубки, имеют такие высокие антитрекинговые характеристики, что позволяют применять муфты в наружных установках без установки изоляторов. При этом все детали и материалы концевых муфт не поддерживают горения.

В. И. БЕРМАН,
главный технолог

В. И. СЕРГЕЕВ,
главный специалист по маркетингу

ОАО «Компания Электромонтаж»