Описание ProtectorFlex

Линии с однофазными кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) находят широкое применение в сетях всех классов напряжения — от 6 до 500 кВ. Монтаж таких линий осуществляется различными способами, один их которых — прокладка линий в так называемых проколах. После выполнения прокола грунта в него помещаются трубы, в которые затягиваются фазы кабельной линии.

По мере роста объёмов строительства кабельных линий стала появляться потребность в протяжённых проколах, где по понятным причинам применение асбоцементных труб уже было невозможно — ведь эти трубы не гнутся, имеют большой вес и трение о грунт. Тогда для прокладки кабельных линий было опробовано применение метода горизонтально направленного бурения (ГНБ) с использованием полиэтиленовых труб холодного водоснабжения, выполненных из полиэтилена низкого давления (ПНД). Такие трубы недорого стоят, гладкие и лёгкие, обладают необходимой гибкостью, легко и быстро свариваются друг с другом для образования протяжённых однородных участков.

К сожалению, ПНД-трубы предназначены для работы в диапазоне температур до 40°С (письмо ПАО "ФИЦ" (Россети), письмо Росстандарт), что меньше температуры 90°С, характерной для нормального режима кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтилена, и существенно меньше тех температур, которые возникают при коротких замыканиях в кабеле или во внешней сети. Из-за недостаточной термостойкости ПНД-труб существует риск их критической деформации и/или сплавления с оболочкой кабеля, что исключает возможность извлечения кабеля из ПНД-трубы с целью его ремонта или замены.

Отмеченные недостатки ПНД-труб, по сути, вызывают недоиспользование возможностей дорогостоящих кабельных линий 6-500 кВ и высокотехнологичного современного ГНБ-метода. Поэтому в последнее время для организации проколов всё чаще стали использовать термостойкие трубы ПРОТЕКТОРФЛЕКС® из специальной полимерной композиции, имеющие ряд важных преимуществ над ПНД-трубами, одно из которых — повышенная длительно допустимая температура.

Защитные трубы ПРОТЕКТОРФЛЕКС® специально разработаны для прокладки высоковольтных кабельных линий и производятся из полимерной композиции повышенной термостойкости с наполнителем, повышающим стойкость труб к процарапыванию и увеличивающим их теплопроводность.

Прокладка кабеля в трубах ПРОТЕКТОРФЛЕКС® позволяет наиболее эффективно загружать кабельные линии и существенно снижает риск выхода кабеля из строя при его перегрузке.

Одной из причин перегрузки кабельных линий, выполненных однофазными кабелями, является протекание паразитных токов промышленной частоты в медных экранах кабеля. Такие токи вызывают потери мощности в экранах кабеля и их перегрев. Для борьбы с токами в экранах следует отказаться от простого заземления экранов с двух сторон кабеля и перейти к другим схемам заземления – к одностороннему заземлению экранов или к транспозиции экранов.

Другой причиной перегрузки кабельных линий является то, что при размещении кабеля в трубах условия теплообмена с грунтом ухудшаются. Особенно это заметно тогда, когда труба заполнена воздухом, а не водой или грунтом.

В качестве примера на рисунке показано тепловое поле кабельной линии, проложенной в заполненных воздухом трубах, у которой неверно выполнена схема заземления экранов. Как видно, температура изоляции достигает 130°С и более.

В таблице приведены результаты теплового расчета кабельной линии 35 кВ по данным [Титков В.В., Дудкин С.М. Влияние способов прокладки на температурный режим кабельных линий 6-10 кВ и выше //«Новости Электротехники», №3(75), 2012 г].

Расчеты показывают существенное увеличение максимальной температуры, которая выходит за допустимые пределы для всех вариантов использования трубы. При этом наибольший нагрев достигается в случае проводящей (стальной) трубы малого диаметра и нетранспонированных экранов, поскольку в этом случае тепловыделение во всех проводящих элементах максимально, а конвекция затруднена вследствие относительно малых размеров воздушных областей.

Помимо необходимости запрета прокладки кабелей в стальных трубах из таблицы хорошо видно, насколько опасна прокладка кабельных линий в ПНД трубах, имеющих длительно допустимую температуру всего 40°С. Очевидно, что прокладка кабелей в термостойких трубах ПРОТЕКТОРФЛЕКС® является единственно верным техническим решением.

Прокладка	В грунте				В трубе стесненно				В трубе свободно
Труба	Отсутствует				Стальная		Диэлектрическая		Стальная		Диэлектрическая
Расположение фаз
Соединение* экранов	н	т	н	т	н	т	н	т	н	т	н	т
Максимальная температура, °С	90	60	86	74	166	144	159	131	138	120	135	110
Потери в экранах, Вт/м	50	0,9	19	2,3	15	1,8	19	1,84	15	1,8	19	2,3
Потери в жилах, Вт/м	60	60	60	60	60	60	60	60	60	60	60	60
Потери в трубе, Вт/м	–	–	–	–	22	23	0	0	16	17	0	0
Суммарные потери, Вт/м	110	60,9	79	62,3	97	84,8	79	61,8	91	78,8	79	62,3