Кіріспе: оқшаулаудың екі материалы
Оқшаулау кабельдің негізгі пайдалану параметрлерін анықтайды: өзектің рұқсат етілген температурасы, қысқа тұйықталу токтарына төзімділік, қызмет мерзімі және төсеу шарттары. Кернеуі 10 кВ-ға дейінгі төменгі және орташа кернеудегі күштік кабельдерде оқшаулаудың екі негізгі түрі бәсекелеседі: поливинилхлоридті пластикат (ПВХ) және сшитый полиэтилен (СПЭ). Біріншісі ВВГ, АВВГ, ВБбШв сияқты жаппай сериялардың негізін құрайды; екіншісі — Пв индексі бар күштік кабельдердің, мысалы, ПвВГ, ПвБбШв, ПвП.
ПВХ оқшаулағышы бар кабельдер ГОСТ 31996 бойынша, СПЭ бар кабельдер ГОСТ Р 55025 (10 кВ үшін) және оған жақын техникалық шарттар бойынша шығарылады. Күштік желілердің құрылымы мен жіктелуі туралы негізгі ақпарат күштік кабель туралы шолуда берілген. Иілу радиустары мен монтаж тәсілдерін ескере отырып төсеу бойынша ұсыныстар кабель төсеу материалында ашылған.
ПВХ және сшитый полиэтиленнің салыстырмалы кестесі
| Параметр | ПВХ пластикат | Сшитый полиэтилен (СПЭ) |
| Өзектің ұзақ мерзімді рұқсат етілген температурасы | 70 °C | 90 °C |
| Қысқа тұйықталу кезіндегі максималды температура (5 с-қа дейін) | 160 °C | 250 °C |
| Алдын ала қыздырусыз төсеу температурасы | −15 °C | −20 °C |
| Диэлектрлік беріктік | Жоғары | Өте жоғары, диэлектрлік шығындар аз |
| Номиналды жүктемедегі қызмет мерзімі | 25–30 жыл | 30–40 жыл |
| Ылғал мен химиялық реагенттерге төзімділік | Жақсы | Тамаша, гигроскопиялық емес |
| Жану кезінде галогендердің бөлінуі | Құрамында хлор бар, HCl және қою түтін бөледі | Галогенсіз, аз түтінді |
| Өрт қауіпсіздігі орындаулары | нг(А)-LS, нг(А)-FRLS | нг(А)-LS, нг(А)-HF (галогенсіз) |
| Икемділік және иілу радиусы | Радиус 7,5–10 D, орташа қаттылық | Радиус 7,5–10 D, суықта икемдірек |
| Кабель құны | Төмен | 20–50% жоғары |
| Негізгі қолданылуы | Ішкі сымдар, 0,4 кВ тарату желілері | 1–10 кВ магистральдар, қиын жағдайларда төсеу, қызуға жоғары талаптар қойылатын нысандар |
Жылулық сипаттамалар және ток жүктемелері
Сшитый полиэтиленнің ПВХ-дан басты артықшылығы — жоғары ыстыққа төзімділік. ПВХ оқшаулағышы бар кабельдің өзегінің ұзақ мерзімді температурасы 70 °C-тан аспауы тиіс. Артық жүктемелер мен қысқа тұйықталу кезінде материал жұмсарады, диэлектрлік қасиеттерін жоғалтады. СПЭ 90 °C-та тұрақты жұмыс істейді, ал авариялық режимдерде 250 °C-қа дейін төтеп береді. Бұл СПЭ күштік кабеліне бірдей өзек қимасында жоғары өткізу қабілетін береді: ПЭУ бойынша СПЭ кабелі үшін рұқсат етілген ток ПВХ аналогына қарағанда 10–20% жоғары.
10 кВ желілері үшін бұл айырмашылық сыни маңызға ие. Сшитый полиэтилен оқшаулағышы бар 10 кВ Пв күштік кабелі қиманы ұлғайтпай-ақ көбірек қуатты тасымалдай алады. Сонымен қатар оқшаулаудағы аз шығындар қызуды төмендетеді және желінің жалпы энергия тиімділігін арттырады.
Диэлектрлік қасиеттер және қызмет мерзімі
Сшитый полиэтилен диэлектрлік шығындары аз, әсіресе жоғары жиіліктер мен кернеулерде. 10 кВ желілерінде бұл ағып кету тогының реактивті құраушысын азайтады және оқшаулаудың қызмет мерзімін ұзартады. ПВХ уақыт өте қартаюға ұшырайды: жылу мен электр өрісінің әсерінен пластификаторлар көшіп, оқшаулау морт болады. СПЭ пластификаторлардан айырылған, оның құрылымы тұрақты, сондықтан сшитый полиэтилен күштік кабелі 35–40 жыл, ал ПВХ — 30 жылға дейін қызмет етеді.
СПЭ-нің ылғалға төзімділігі жоғары: ол гигроскопиялық емес және суда ісінбейді. Бұл СПЭ оқшаулағышы бар кабельдерді ылғалды топырақтарға қосымша герметизациясыз төсеуге мүмкіндік береді. ПВХ пластикат та суға төзімді, бірақ еріген тұздары бар суда ұзақ болу оның деградациясын тездетеді.
Икемділік, иілу радиусы және монтаж
ПВХ теріс температураларда қатаяды, сондықтан −15 °C-та монтаж алдын ала қыздыруды талап етеді. СПЭ −20 °C-қа дейін икемділігін сақтайды. Екі түрдің иілу радиусы ұқсас — сыртқы диаметрдің 7,5–10 есесі, бірақ сшитый полиэтилен оқшаулағышы бар кабельдер оқшаулағыш қабатты зақымдамай оңайырақ иіледі. Бұл щиттерге енгізуді және бұрылыстары бар трассалар бойымен төсеуді жеңілдетеді.
ПВХ оқшаулауды тазарту және ұштау оңайырақ: 10 кВ кабельдері үшін міндетті жартылай өткізгіш қабаттарды алып тастауға арналған арнайы құрал қажет емес. Орташа кернеудегі СПЭ кабельдері білікті монтажды және термоөткізгіш муфталарды қолдануды талап етеді. Күштік желілердің барлық түрлерін монтаждау бойынша нұсқаулықтар кабель төсеу мақаласында берілген.
Өрт қауіпсіздігі және түтін бөлінуі
ПВХ құрамында галогендер — хлор бар. Жану кезінде қою қара түтін және сумен қосылғанда тұз қышқылын түзетін хлорсутек бөлінеді. Бұл адамдар мен жабдық үшін қауіпті. Жанбайтын нг(А)-LS орындаулары түтін бөлінуін азайтады, бірақ галогендерді толығымен жоймайды. Сшитый полиэтилен галогенсіз материал, жану кезінде түтін мен улы газдар айтарлықтай аз бөледі. Сондықтан адам көп жиналатын нысандар мен өртке қарсы қорғаныс жүйелерінде көбінесе HF орындауындағы СПЭ оқшаулағышы бар кабельдерді талап етеді. Күштік кабельдердің өрт қауіпсіздігі нормалары туралы ақпарат отқа төзімді кабель мақаласында келтірілген.
Кабель желісінің құны және экономикасы
ПВХ оқшаулағышы бар кабельдің бағасы төмен. Типтік цехішілік сымдар немесе тұрғын сектор үшін бұл айырмашылық көбінесе шешуші болады. Бірдей өзек қимасында ПВХ қабығы мен оқшаулауы бар алюминий немесе мыс кабель СПЭ аналогынан 20–30% арзан. Бюджет пен өткізгіштік тұрғысынан алюминий және мыс өзектерін салыстыру мыс және алюминий кабельдерінің айырмашылығы материалында берілген.
Алайда ұзақ магистральдарда және 10 кВ желілерінде СПЭ кабелінің аз шығындары мен жоғары рұқсат етілген тогы қиманы кішірек таңдауға мүмкіндік береді, бұл баға айырмашылығын ішінара өтейді. Ұзағырақ қызмет мерзімі мен техникалық қызмет көрсету шығындарының төмендеуін ескере отырып, СПЭ желісінің меншік құны көбінесе төмен болады.
ПВХ оқшаулағышы бар кабельді қашан таңдау керек
- Пәтерлерде, үйлерде, кеңселерде ішкі сымдар — қоршаған орта температурасы 25–30 °C-тан аспайды, токтар тұрақты.
- Қалыпты жүктемелері бар 0,4 кВ тарату желілері. Мұнда алюминий және мыс кабельдер ВВГ, АВВГ, ВБбШв барлық қажеттіліктерді жабады.
- Қызу мен өрт қауіпсіздігіне жоғары талаптар қойылмайтын шектеулі бюджеті бар нысандар.
- Уақытша және маусымдық желілер — қысқа мерзімді пайдалануда материалдан үнемдеу.
Сшитый полиэтилен оқшаулағышы бар кабельді қашан таңдау керек
- 10 кВ орташа кернеудегі магистральды желілер. Алюминий немесе мыс өзектері бар Пв күштік кабелі осындай желілер үшін стандарт болып табылады.
- Жоғары іске қосу токтары мен жиі артық жүктемелері бар қуатты жабдықты қуатпен жабдықтау — СПЭ үлкен термиялық жүктемелерге төте береді.
- Жерге және жоғары ылғалдылық жағдайында төсеу. Сшитый полиэтилен сулы деградацияға ұшырамайды, қосымша қорғанысты қажет етпейді.
- Өрт қауіпсіздігі аймақтары, эвакуация жолдары, сауда орталықтары — аз түтін және галогендердің болмауы маңызды. HF орындаулары өрт кезінде ауаның тазалығын қамтамасыз етеді.
- Ұзақ мерзімді пайдаланылатын нысандар — көпірлер, тоннельдер, қосалқы станциялар, мұнда кабельді ауыстыру қиын. СПЭ-нің қызмет мерзімі бір жарым есе ұзақ.
Оқшаулау түрін таңдау бойынша ұсыныстар
| Пайдалану шарттары | Артықшылықты оқшаулау | Негіздеме |
| Тұрғын үй, пәтер | ПВХ (ВВГ, ВВГнг) | Жеткілікті ыстыққа төзімділік, төмен баға |
| Кеңсе ғимараты | ПВХ нг-LS | Қымбаттатпай өрт қауіпсіздігі |
| Қалыпты ортасы бар өндірістік цех | ПВХ немесе СПЭ | Ток жүктемелері мен бюджетке байланысты |
| 10 кВ кабель желісі | СПЭ (ПвП, ПвВ) | ГОСТ Р 55025 талабы, жоғары термиялық төзімділік |
| Ылғалды топырақтағы жер асты трассасы | СПЭ | Тамаша ылғалға төзімділік, ұзақ қызмет мерзімі |
| Сауда орталығындағы эвакуация жолдары | СПЭ нг-HF | Галогенсіз, аз түтінді |
Оқшаулауды таңдау кезіндегі жиі кездесетін қателіктер
- 10 кВ желілерінде ПВХ оқшаулағышы бар кабель төсеу — ПЭУ бұған жол бермейді. Орташа кернеу үшін СПЭ қажет.
- Температуралық режимді елемеу: ПВХ-ны 80–85 °C-та ұзақ пайдалану қызмет мерзімін бірнеше есе қысқартады. Егер жүктеме жоғары болса, СПЭ керек.
- Кабельді тек баға бойынша таңдау, рұқсат етілген токтардағы айырмашылықты ескермеу. Арзанырақ ПВХ кабелі қиманы ұлғайтуды талап етуі мүмкін, және үнемдеу жойылады.
- СПЭ кабелін экранды екі ұшында да жерге қоспай пайдалану. Бұл оның электромагниттік үйлесімділіктегі артықшылықтарын жояды.
- ПВХ кабелін −20 °C-та алдын ала қыздырусыз төсеу — оқшаулауда жарықтар пайда болуы ықтимал.
- «Пв» белгілеуі сшитый полиэтиленді көрсететінін ұмыту. ПВХ аналогтарымен шатастыру қолайсыз кабельді сатып алуға әкеледі.
Жиі қойылатын сұрақтар
ПвВГ және ВВГ кабельдерінің айырмашылығы неде?
ПвВГ — ПВХ қабығындағы сшитый полиэтилен оқшаулағышы бар күштік кабель. ВВГ — ПВХ пластикат оқшаулағышы бар. Біріншісінің өзектің рұқсат етілген температурасы мен қысқа тұйықталуға төзімділігі жоғары, екіншісі арзанырақ және монтажда оңайырақ.
СПЭ-ны ПВХ-ден сыртқы түрі бойынша қалай ажыратуға болады?
Қабықтағы маркировка: басында «Пв» әрпі сшитый полиэтиленді көрсетеді. «Пв»-нің болмауы және бірінші орында «В»-ның болуы — ПВХ. Визуалды түрде СПЭ оқшаулауы әдетте жартылай мөлдір, ұстағанда тайғақ, ПВХ — күңгірт және тығызырақ.
СПЭ кабельдері тұрғын үйлерде қолданыла ма?
Иә, көтергіштер мен кіріс щиттері үшін. Негізінен ток жүктемелері мен өрт қауіпсіздігін арттыру үшін. Пәтерішілік сымдар дәстүрлі түрде ПВХ кабельдерімен орындалады, бірақ СПЭ де рұқсат етіледі.
10 кВ Пв күштік кабелінің қызмет мерзімі қандай?
Ток режимдері мен төсеу шарттары сақталғанда — кемінде 35 жыл. Мерзімді жоғары кернеулі сынақтар оқшаулаудың жағдайын бақылайды.
Жанғыштығы төмен пластикат дегеніміз не?
Бұл жанудың таралуы мен түтін бөлінуін төмендететін қоспалары бар ПВХ пластикат. нг(А)-LS деп белгіленеді. Тұрғын және кеңсе ғимараттарында төсеу үшін қолданылады.
Қорытынды
ПВХ және сшитый полиэтилен арасындағы таңдауды ыстыққа төзімділік, өрт қауіпсіздігі және төсеу шарттары бойынша талаптар анықтайды. ПВХ оқшаулау ғимараттар ішіндегі төменгі кернеулі желілер үшін үнемді және сенімді шешім болып қала береді. СПЭ орташа кернеудегі магистральдарда, жоғары ток жүктемелері бар нысандарда және аз түтін мен ұзақ мерзімділік маңызды орталарда таптырмас. Екі түрі де мыс өзектерімен және алюминий өзектерімен бөлімдерінде ұсынылған. Нақты таңдау ГОСТ, ПЭУ және өндірушінің техникалық шарттарына сүйенеді.
