
Wiedza · Kable
Kable SN z polietylenu usieciowanego
Jednożyłowe kable z izolacją XLPE to dziś podstawowy wybór dla nowych linii kablowych 6–35 kV w Ukrainie. Wyjaśniamy budowę, oznaczenia i zastosowania.
Gdy w projekcie linii kablowej pojawia się zapis „3×АПвЕгП 1×240/35-10”, osoba spoza branży widzi tylko zbiór liter i cyfr. A jednak to oznaczenie zawiera niemal pełną informację o kablu: materiał żyły, rodzaj izolacji, obecność żyły powrotnej i uszczelnienia, materiał powłoki, przekroje i klasę napięcia. Poniżej wyjaśniamy to krok po kroku. Od razu zaznaczmy: systemy oznaczeń różnych producentów nieco się różnią, dlatego ostatecznym źródłem jest zawsze karta katalogowa konkretnego kabla.
Dlaczego w nowych liniach SN dominują kable jednożyłowe XLPE
Znaczną część istniejących sieci kablowych 6–10 kV w Ukrainie zbudowano z kabli trójżyłowych z izolacją papierową przesyconą w powłoce aluminiowej lub ołowianej — np. typów ААБл (AABl) czy ААШв (AAShv). W nowych liniach i przy przebudowie projektanci przewidują zwykle trzy kable jednożyłowe z izolacją z polietylenu usieciowanego (XLPE), ułożone w trójkąt lub płasko.
Powodów jest kilka:
- Wyższa temperatura robocza. Izolacja XLPE dopuszcza wyższą długotrwałą temperaturę żyły niż papierowa, więc kabel o tym samym przekroju może przenosić większy prąd.
- Brak oleju i prostszy montaż. Nie ma masy nasycającej, która mogłaby spływać na pochyłych trasach; mufy do kabli XLPE wykonuje się w technice termokurczliwej lub zimnokurczliwej według ujednoliconych instrukcji.
- Wygodniejszy transport i układanie. Kabel jednożyłowy jest lżejszy i bardziej giętki od trójżyłowego o odpowiednim przekroju, na bębnie mieści się dłuższy odcinek fabryczny, a więc na trasie jest mniej muf.
- Odporność na wilgoć. Powłoka polietylenowa i uszczelnienie wzdłużne dobrze chronią kabel ułożony w ziemi.
Budowa kabla warstwa po warstwie
Niezależnie od producenta jednożyłowy kabel SN z izolacją XLPE ma podobny układ warstw. Od środka:
- Żyła robocza — najczęściej aluminiowa (w oznaczeniu litera „А” na początku), wielodrutowa zagęszczona. Żyłę miedzianą stosuje się, gdy potrzebna jest większa obciążalność przy mniejszym przekroju.
- Warstwa półprzewodząca na żyle — wyrównuje pole elektryczne na granicy żyły i izolacji.
- Izolacja z polietylenu usieciowanego — główna warstwa izolacyjna; jej grubość zależy od klasy napięcia kabla.
- Warstwa półprzewodząca na izolacji — ogranicza pole do izolacji; w wielu kablach zdejmuje się ją bez podgrzewania, co ułatwia montaż osprzętu.
- Żyła powrotna (ekran metalowy) — druty miedziane, często z taśmą miedzianą. Przewodzi prądy pojemnościowe i zwarciowe oraz zapewnia ochronę przed dotykiem.
- Taśmy wodoblokujące — w kablach uszczelnionych pęcznieją w kontakcie z wodą i ograniczają rozprzestrzenianie się wilgoci wzdłuż kabla.
- Powłoka zewnętrzna — z polietylenu lub PVC, zależnie od warunków ułożenia.
Każda warstwa ma znaczenie przy montażu muf: monter kolejno zdejmuje je na długość określoną w instrukcji, zachowując czystość i geometrię przygotowania. Od jakości tej pracy w dużej mierze zależy bezawaryjność linii.
Jak odczytać oznaczenie kabla
W ukraińskich katalogach oznaczenie kabla składa się z liter opisujących elementy konstrukcji od żyły do powłoki. Rozpowszechniony system wygląda następująco:
| Litera | Znaczenie |
|---|---|
| А (A) | żyła aluminiowa (brak litery — miedziana) |
| Пв (Pv) | izolacja z polietylenu usieciowanego (wulkanizowanego) |
| Е (E) | żyła powrotna z drutów i taśmy miedzianej |
| г (g) | uszczelnienie wzdłużne taśmami wodoblokującymi |
| П (P) | powłoka polietylenowa |
| В (V) | powłoka z PVC |
| у (u) | w oznaczeniach niektórych producentów — powłoka wzmocniona (pogrubiona) |
| нг (ng) | wykonanie nierozprzestrzeniające płomienia (zwykle dla kabli w powłoce PVC) |
Zatem АПвЕгП (APvEgP) to kabel z żyłą aluminiową, izolacją XLPE, miedzianą żyłą powrotną, uszczelnieniem wzdłużnym i powłoką polietylenową. АПвЕВ (APvEV) — ten sam typ konstrukcji, ale z powłoką z PVC i z reguły bez uszczelnienia wzdłużnego.
Część katalogów stosuje system, w którym miedzianej żyły powrotnej nie oznacza się osobną literą, bo jest ona obowiązkowym elementem kabla SN. Wtedy kabel o tym samym przeznaczeniu ma oznaczenie w rodzaju АПвП (APvP) (żyła aluminiowa, XLPE, powłoka polietylenowa), АПвПг (APvPg) (z uszczelnieniem wzdłużnym) lub АПвПу (APvPu) (z powłoką wzmocnioną). Obecność i przekrój żyły powrotnej widać wówczas z liczb po przekroju żyły.
Po literach zapisuje się liczbę i przekrój żył, przekrój żyły powrotnej i klasę napięcia, np. АПвЕгП 1×240/35-10 lub АПвЕгП 1×240/35 6/10 kV. Kolejność zapisu u różnych producentów się różni, dlatego przed zamówieniem kabla i osprzętu oznaczenie porównuje się z kartą katalogową.
Przekroje żył i żył powrotnych
Zapis 1×240/35 mm² oznacza kabel jednożyłowy o przekroju żyły roboczej 240 mm² i przekroju miedzianej żyły powrotnej 35 mm². Przekrój żyły określa obciążalność długotrwałą i spadek napięcia w linii, a także wytrzymałość cieplną na prądy zwarciowe. Przekrój żyły powrotnej określa, jaki prąd zwarciowy wytrzyma ona przez czas do zadziałania zabezpieczeń.
Żyły kabli SN produkuje się w przekrojach znormalizowanych — 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240 mm² i większych, żyły powrotne — zwykle 16, 25, 35 lub 50 mm². Konkretne wartości dobiera projektant, uwzględniając obciążenie, warunki ułożenia (głębokość, sąsiednie kable, rury, grunt), prądy zwarciowe w punkcie przyłączenia, wymagania OSR i perspektywę rozwoju sieci.
Klasy napięcia kabla
Klasę izolacji kabla zapisuje się jako U0/U, gdzie U0 to napięcie między żyłą a żyłą powrotną, a U — napięcie międzyfazowe sieci. W sieciach budowanych w Ukrainie najczęściej spotyka się:
| Klasa kabla U0/U | Sieć |
|---|---|
| 3,6/6 kV | sieci 6 kV |
| 6/10 kV | sieci 10 kV — najczęstszy przypadek w sieciach dystrybucyjnych |
| 12/20 kV | sieci 20 kV |
| 18/30 kV i 20/35 kV | sieci 35 kV i wewnętrzne sieci SN dużych elektrowni |
Sieci 6–35 kV w Ukrainie pracują głównie z izolowanym lub skompensowanym punktem neutralnym, w którym jednofazowe zwarcie doziemne może trwać pewien czas do jego zlokalizowania. W takich warunkach izolacja nieuszkodzonych faz jest narażona na podwyższone napięcie, więc projektant lub OSR mogą wymagać kabla wyższej klasy, niż formalnie odpowiada napięciu znamionowemu sieci. Ostatecznie klasę kabla określają projekt i wymagania techniczne operatora.
Gdzie stosuje się który kabel
| Typ | Typowe warunki ułożenia |
|---|---|
| АПвЕгП, АПвПг | w ziemi (wykopy), w rurach, m.in. w przejściach HDD, w gruntach wilgotnych; powłoka polietylenowa jest odporna na wilgoć i obciążenia mechaniczne przy przeciąganiu |
| АПвЕгПу (APvEgPu), АПвПу | trudne trasy i grunty, przeciąganie na długich odcinkach, gdzie potrzebna jest powłoka wzmocniona |
| АПвЕВ, АПвЕВнг (APvEVng) | budowle kablowe, pomieszczenia RP i stacji, kolektory, estakady, gdzie ważna jest mniejsza palność powłoki; w ziemi — tylko jeśli dopuszczają to producent i projekt |
Powłoka polietylenowa rozprzestrzenia płomień, dlatego w budowlach kablowych i wewnątrz budynków kabli z taką powłoką albo się nie stosuje, albo przewiduje się środki przeciwpożarowe. To jedna z kwestii, które projektant rozstrzyga na granicy „ziemia — budowla”, np. na wejściu do RP.
Układanie — na co zwracamy uwagę
- Głębokość i ochrona. PUE określają minimalną głębokość ułożenia linii kablowych (dla linii do 20 kV — 0,7 m od rzędnej terenu, z większą głębokością pod ulicami i placami) oraz wymagania ochrony przed uszkodzeniami mechanicznymi. Konkretne wartości i sposób ochrony określa projekt.
- Promień gięcia. Nie mniejszy od dopuszczalnego według danych producenta — dla jednożyłowych kabli SN wynosi on z reguły 15 i więcej średnic zewnętrznych. Zbyt ostre zgięcie uszkadza izolację lub żyłę powrotną.
- Siła uciągu. Przy mechanicznym przeciąganiu kabla kontroluje się siłę, by nie przekroczyć wartości dopuszczalnej dla żyły. Używamy wciągarki hydraulicznej z kontrolą siły uciągu.
- Temperatura. Producent określa minimalną temperaturę, w której kabel można rozwijać i układać bez wcześniejszego podgrzania.
- Podsypka, zasypka i oznakowanie. Kabel układa się na warstwie piasku lub drobnego gruntu, zasypuje nim i oznacza taśmą ostrzegawczą lub elementami ochronnymi zgodnie z projektem.
- Rury. Na skrzyżowaniach z drogami i sieciami uzbrojenia kabel układa się w rurach o średnicy zapewniającej swobodne przeciąganie bez uszkodzenia powłoki.
- Końce kabla. Końce czekające na montaż muf zamyka się szczelnymi kapturkami, by do kabla nie dostała się wilgoć.
- Uziemienie żył powrotnych. Układ uziemienia żył powrotnych kabli jednożyłowych (obustronny albo z rozziemieniem lub przeplotem na długich liniach) określa projekt, bo od niego zależą prądy w żyłach powrotnych i nagrzewanie kabla.
Osprzęt kablowy
Sam kabel to tylko połowa linii. Druga połowa to osprzęt, który łączy odcinki fabryczne i zakańcza kabel w urządzeniach:
- mufy przelotowe — łączą dwa odcinki kabla tego samego typu; w linii trójfazowej z kabli jednożyłowych w miejscu połączenia montuje się komplet trzech muf;
- mufy przejściowe — łączą nowy kabel XLPE z istniejącym kablem o izolacji papierowej, co często zdarza się przy przebudowie sieci miejskich;
- głowice wnętrzowe — w polach RP i stacji;
- głowice napowietrzne — na słupach, gdzie linia kablowa przechodzi w napowietrzną, razem z ogranicznikami przepięć;
- złącza rozłączalne (typu T) — do kompaktowych rozdzielnic z izolacją SF6 i niektórych transformatorów.
Osprzęt dobiera się do konkretnej konstrukcji kabla: przekroju żyły, średnicy na izolacji, rodzaju żyły powrotnej. Do każdego kompletu dołączona jest instrukcja producenta z długościami zdejmowania warstw, sposobem czyszczenia izolacji i połączenia żyły powrotnej — jej przestrzeganie decyduje o trwałości mufy.
Po ułożeniu i montażu osprzętu linia przechodzi próby odbiorcze — więcej w artykule Od projektu do odbioru. Jak budujemy linie kablowe, zobacz na stronie Linie kablowe SN i nn, a pojęcia — w słowniku.
Zobacz także
Czytaj dalej
Linie kablowe SN i nn
Budowa, przebudowa i naprawa linii kablowych SN 6–30 kV i nn 0,4 kV: wykopy, przewierty HDD, układanie kabli, mufy, szafki kablowe, pomiary i odbiór.
WięcejOd projektu do odbioru — etapy budowy linii
Etapy budowy linii kablowej SN: dane wyjściowe, projekt i uzgodnienia, przygotowanie, wykopy i HDD, montaż, próby, dokumentacja i odbiór.
WięcejPrzewiert sterowany — jak to działa
Jak działa HDD: otwór pilotażowy, rozwiercanie, przeciąganie rur, płuczka wiertnicza. Kiedy wybrać przewiert, kiedy przecisk i jakie ograniczenia ma metoda.
WięcejBudujesz linię kablową SN?
Ułożymy kable określone w projekcie, zmontujemy mufy i wykonamy przejścia HDD — prześlij zakres robót do wyceny.