Карточка проекта · Литва · Испытательные автофургоны для кабелей и поиск повреждений

Высоковольтный испытательный силиконовый кабель для кабельной испытательной автолаборатории — Литва

Испытательному автофургону для кабелей потребовалась замена высоковольтного испытательного силиконового кабеля: 8,7/15 кВ AC в продолжительном режиме, 125 кВ DC кратковременно, полностью экранированный и достаточно гибкий, чтобы наматываться на барабан 230 мм, который вытаскивают, волочат по земле и сматывают обратно четыре-шесть раз в день. TEBAOFLEX поставила кастомную экранированную силиконовую конструкцию диаметром 22 мм, изготовленную под предел частичных разрядов 5 пКл при 20 кВ AC.

Карточка проекта

Что на самом деле требуется от кабеля ВН в кабельной испытательной автолаборатории

Испытательная автолаборатория для кабелей — это передвижная лаборатория поиска повреждений. Внутри неё установлены генератор импульсных перенапряжений, источник испытаний на электрическую прочность постоянным током или VLF, рефлектометр временной области и мост, и всё это подключается к подземному кабелю через один гибкий экранированный провод, разматываемый с барабана. Методы поиска повреждений — рефлектометрия (TDR) для повреждений с низким сопротивлением, методы дугового отражения и импульсного тока для пробоев с высоким сопротивлением, метод затухания для повреждений, проявляющихся только при высоком напряжении, и прожиг — направляют всю свою энергию через этот один кабель.

Производители оборудования публикуют массу информации о приборах и почти ничего об этом кабеле. В ходе этого проекта мы искали и нашли брошюры по автофургонам, мостам, генераторам импульсных перенапряжений и программному обеспечению — но практически никакой опубликованной спецификации на провод, соединяющий их с внешним миром.

Почему старый код типа нельзя было просто заказать повторно

Запрос поступил со ссылкой на устаревший тип Pirelli с классом напряжения 6/6 кВ и пометкой 120 кВ DC. Этот код больше не соответствует ничему, что можно заказать: компания Pirelli Cables and Systems стала называться Prysmian ещё в 2005 году, и экранированные резиновые испытательные кабели того поколения давно исчезли из актуальных каталогов. Работающему же автофургону, в свою очередь, всё равно, как называется кабель.

Поэтому мы сделали то, что необходимо в такой ситуации: отказались от кода типа и восстановили спецификацию исходя из реальных условий эксплуатации. Номинальное напряжение, кратковременная электрическая прочность, схема экранирования, предел частичных разрядов, наружный диаметр, радиус изгиба, материал оболочки. Каждый из этих параметров — это цифра, которую заказчик может сверить со своим оборудованием; снятый с производства код типа таковым не является.

Свободен ли кабель от частичных разрядов?

Это был первый вопрос заказчика, и честный ответ таков: «отсутствие ЧР» — не то состояние, в котором можно продать кабель, а заявленный уровень при заявленном напряжении. Согласно практике стандарта IEC 60270, измерение всегда находится выше некоторого фонового уровня, поэтому важен именно предел рутинного испытания. У нас он составляет ≤ 5 пКл при 20 кВ AC, измеряемый на каждом барабане.

Пять пикокулон при 20 кВ — строгий показатель для гибкой конструкции диаметром 22 мм, и он достижим только благодаря экранированию. Полупроводящий слой поверх жилы сглаживает скрутку, чтобы изоляция «не видела» форму отдельных проволок; полупроводящий слой поверх изоляции выполняет ту же функцию снаружи, под оплёткой. Уберите любой из них — и поле концентрируется на каждой неровности, а именно там и начинается разряд, за которым следует электрическое триинг-повреждение.

Намотается ли кабель диаметром 22 мм на барабан диаметром 230 мм?

Короткий ответ: да, и это было подтверждено на образце, а не выведено из таблицы — потому что эти два числа близки. Диаметр ствола, на который наматывается первый слой, составляет 230 мм, что удерживает этот слой на радиусе 115 мм, что составляет около 5,2 × наружного диаметра 22 мм. Минимальный рабочий радиус изгиба, публикуемый нами для этой конструкции, составляет 6 × D, то есть 132 мм. Эти значения отличаются друг от друга примерно на 13%, а спор в 13% не решается по одному листу технических данных.

Решает дело образец. Мы отправили один, и его согнули вручную и намотали на собственный барабан заказчика ещё до размещения заказа — мы снимаем это на видео для клиентов, которые не могут приехать на завод. Здесь силикон помогает так, как не могут XLPE или EPR: он мягкий, и его упругое восстановление означает, что плотно намотанный первый слой не оставляет в кабеле постоянной «памяти».

Из этой таблицы следуют два инженерных вывода. Во-первых, обсуждается только самый внутренний слой — каждый следующий виток наматывается с большим радиусом, поэтому заполненный барабан менее нагружает кабель, чем пустой. Во-вторых, если проекту действительно необходимо строго уложиться в 6 × D на стволе 230 мм, решение — не лучшая оболочка, а меньшее сечение жилы и, соответственно, меньший D. Мы предпочитаем сказать это заранее, а не поставлять кабель, работающий на пределе.

Силикон, волочащийся по земле — дважды до обеда

Заказчик изложил реальные условия эксплуатации без прикрас: кабель снимают с барабана четыре-шесть раз в день в разных местах, он трётся о землю, возвращается на барабан, а на следующий день всё повторяется. Этот вопрос заслуживает сначала неудобного ответа — обычный силикон плохо противостоит истиранию. Справочная литература по силиконовой изоляции оценивает её стойкость к истиранию как удовлетворительную и рекомендует её для стационарных установок. Если бы мы предложили здесь стандартный силиконовый компаунд, оболочка вышла бы из строя первой.

То, что мы поставили, — не стандартный компаунд. Силикон для оболочек кабеля делится на универсальные сорта и специальные сорта, разработанные для прочности на разрыв, стойкости к истиранию и многократному изгибу, и в этой конструкции используется индивидуальная оболочка специального сорта — из того же семейства компаундов, что мы применяем в высокотемпературных и барабанных конструкциях, адаптированная под эту задачу. Компромисс честный: вы платите больше за килограмм компаунда, а взамен оболочка выдерживает нагрузку, с которой обычный силикон не справился бы.

Последняя строка — это то, что чувствуют полевые бригады. Провод, «помнящий» барабан, усложняет работу в соединительном колодце; силиконовый провод остаётся там, где его положили. В дождливый вторник это стоит дороже любой цифры в техническом листе.

Конструкция, слой за слоем

Семь слоёв, и ни один из них не декоративный. Два существуют лишь для того, чтобы электрическое поле оставалось равномерным, а один — лишь для того, чтобы надрез не превратился в разрыв.

Где ещё применяется эта конструкция, помимо поиска повреждений

Один и тот же кабель отвечает целому ряду задач, где гибкий экранированный провод должен выдерживать высокое испытательное напряжение и оставаться «электрически тихим».

Почему итоговая цена оказалась выигрышной

Экранированный силиконовый испытательный кабель, изготовленный в Западной Европе, — дорогое изделие, и заказчик сказал это раньше нас. Мы предложили цену значительно ниже европейского коммерческого предложения по четырём структурным причинам, ни одна из которых не является скидкой:

Мы не экономим на тестировании. Каждый барабан проходит рутинное испытание напряжением 35 кВ AC и измерение частичных разрядов, потому что дешёвый испытательный провод, не проходящий полевое испытание на прочность, обходится дороже, чем когда-либо экономил кабель.

Что мы анализируем для аналогичного кабеля испытательного автофургона

Два параметра, сильнее всего влияющие на коммерческое предложение, — это диаметр ствола барабана и предел ЧР. Всё остальное обычно не вызывает затруднений.

Похожие конструкции

Вопросы по этому применению

Согласуйте с нами кабель ВН для испытательного автофургона →