В последние годы в России всё отчетливее прослеживается тенденция к увеличению спроса на прогрессивные силовые кабели типа СПЭ и XLPE с изолирующим слоем из сшитого полиэтилена. Похоже, именно они придут на замену БПИ-кабелям (с бумажно-пропитанной изоляцией) и ПВХ-кабелям (с поливинилхлоридной изоляцией), что обусловлено рядом неоспоримых преимуществ кабельно-проводниковой продукции нового образца. Оценив перспективу применения изделий из сшитого полиэтилена, уже не одно отечественное предприятие переоборудовало свои линии, чтобы обеспечить российский рынок качественным продуктом.
Интерес к СПЭ-кабелям объясним несколькими причинами:
• повышение температурного порога проводника увеличивает пропускную способность изделия (предельный уровень разрешенных нагрузок, исходя из конкретных условий прокладки, на 16–33 % превышает показатели образцов с изоляцией из бумаги);
• влагостойкость, что позволяет обойтись без бронирующего слоя из металла;
• в случае короткого замыкания создается высокий ток термической устойчивости;
• повышаются изолирующие качества и минимизируются диэлектрические потери;
• уменьшенный радиус кабельного изгиба;
• изоляция исключают необходимость предварительного подогрева при –20 °C и ниже;
• нет ограничений, обусловленных разностью уровней на линиях;
• масса и диаметр изделия уменьшены, что упрощает работы как в грунте, так и в зданиях.
Популярность и широкое признание не аннулируют недостатков, присущих кабелям с бумажно-пропитанным изоляционным слоем:
• усложненное производство сказывается на цене кабелей;
• ограничения при укладке по вертикали из-за склонности пропиточных веществ к стеканию;
• значительный вес, обусловленный наличием защитной оболочки из металла, предохраняющей бумагу от размокания.
Кабель же из полиолефинов лишен всех упомянутых недостатков. Наибольшее распространение среди подобного рода продуктов получили полиэтиленовые (ПЭ) кабели.
На начальном этапе обработки механические свойства термопластичного полиэтилена при достижении точки плавления заметно ухудшаются, что и побудило производителей искать выход. Эта трудность была решена посредством сшитого ПЭ, где соединение происходит на уровне молекул, с образованием между полиэтиленовыми макромолекулами, отвечающими за трехмерную структуру полимера, поперечных связей. Подобная структура положительно влияет на весь набор электромеханических показателей, расширяет температурные пределы и минимизирует поглощение влаги из воздуха.
Среди существующих способов сшивания термопластов широко распространенными можно назвать лишь два.
Силанольная сшивка — способ, при котором используются вода или пар, разогреваемые до 80–90 °C. Так под воздействием катализатора, влаги и температуры происходит силанольный гидролиз, а после и молекулярное сцепление. Этот способ приемлем для кабелей напряжением не более 1 кВ.
Указанный метод не подходит для сшивания кабеля на 10–35 кВ, поскольку задача осложняется радиальным различием механических характеристик изолирующего слоя и его значительной толщиной.
Решением для кабелей 10–35 кВ выступает пероксидная сшивка, которая выполняется в обезвоженной инертно-газовой (азотной) среде при 300–400 °C и давлении от 8 до 12 атм., что позволяет сохранить неизменными характеристики кабелей.
Упомянутые методы сшивания уже не один год практикуются зарубежными производителями, фактически переоборудовавшими свои мощности на выпуск кабелей среднего и высокого напряжения со сшитой ПЭ-изоляцией, тогда как продуктам с бумажно-пропитанной изоляцией присваивается статус малоэффективных.
Время доказывает, что использование кабелей СПЭ на 6–10 кВ, позволяет качественно улучшить электроснабжение разных групп потребителей путем модернизации электросетей.
Показатели СПЭ-кабелей, рассчитанных на средние и высокие нагрузки, уже высоко оценены в ряде стран, в результате чего всё больше компаний переходит на их использование. В Америке рыночная доля силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена достигает 85 %, тогда как на датском и немецком рынках этот показатель еще выше — 95 %. К странам, где в распредсетях со средним напряжением применяются исключительно кабели СПЭ, относятся Франция, Япония и страны Скандинавии.
Отечественные энергетические компании также выражают заинтересованность в кабельно-проводниковой продукции с изоляцией из сшитого полиэтилена и именно ей отдают предпочтение при обустройстве новых или реконструкции старых линий. Монтаж и профилактика сетей из кабелей БПИ и СПЭ значительно упрощается благодаря использованию соединительных муфт.
