1.4. Силовые кабели и провода

Кабельная промышленность не может существовать и развиваться независимо от электротехнической и энергетической отраслей. Тенденции развития этих отраслей напрямую влияют на общие тенденции развития мировой кабельной промышленности, к которым относятся: рост объемов рынков на уровне 3,5-4 % в год; постоянное изменение соотношения кабельные изделия/области применения; смещение кабельного производства в сторону развивающихся рынков; дальнейшее снижение рентабельности кабельной продукции и прибыли производителей кабелей и проводов; повышение роли и влияние международных кабельных компаний. В Российской Федерации замедление или снижение объемов производства промышленной продукции в последние годы зеркально отражает негативную динамику в электротехническом производстве и в кабельной промышленности, в частности.

Особое место в общем объеме производства занимают так называемые силовые кабели на среднее напряжение (80% от объема производства силовых кабелей). Рост доходов от их производства оценивается приблизительно в 4% в год.

В настоящее время в промышленно развитых странах Америки, Европы и Японии практически на 100% производятся кабели среднего напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена (ПЭ).

В России 97% объема потребления приходятся на кабели с пропитанной бумажной изоляцией. Однако практически все крупные энергосистемы ориентируются на широкое применение в распределительных сетях кабелей с изоляцией из сшитого ПЭ, особенно если цены на те и другие кабели будут соизмеримы.

Кабели с изоляцией из сшитого ПЭ имеют лучшие эксплуатационные показатели (такие как длительно допустимую рабочую температуру, температуру при перегрузках, стойкость к токам КЗ, нагрузочную способность и др.) по сравнению с кабелями с пропитанной бумажной изоляцией.

Прогноз развития производства кабелей среднего напряжения с изоляцией из сшитого ПЭ в Российской Федерации, по данным ОАО «ВНИИКП», следующий.

В период 2002-2006 гг. планируются организация и расширение производства кабелей среднего напряжения с изоляцией из сшитого ПЭ на ряде кабельных заводов России:

• совместное предприятие ЗАО «АВВ-Москабель» заканчивает монтаж второй специализированной линии газовой вулканизации для производства кабелей на напряжение 10-35 кВ с пуском в начале 2003 г., что увеличивает планируемые объемы выпуска кабелей в одножильном исполнении до 3000 км/год (1000 км/год в пересчете на трехжильные кабели);

• ОАО «Камкабель» устанавливает технологическую линию для производства кабелей на напряжение 10 кВ, закупленную у фирмы Maillefer (Финляндия) с современным оснащением для контроля качества кабелей. Постановка на производство планировалась в середине 2003 г. Проектная производительность линии составляет 3270 км/год одножильного кабеля по базовой марке АПвПг 1×240/35 мм2, 10 кВ или около 1000 км/год в приведении к трехжильному кабелю;

• В ЗАО «Кавказкабель» в настоящее время проходят технологические испытания линии фирмы Rosendal по производству кабеля на напряжение 10 кВ с проектной производительностью примерно 1000 км/год в приведении к трехжильному кабелю;

• ОАО «Иркутсккабель» закупает линию газовой вулканизации для изготовления кабелей на напряжение 10-35 кВ с планируемым вводом в эксплуатацию в конце 2003 – начале 2004 г.

Прогнозы частичного замещения рынка кабелей с пропитанной бумажной изоляцией на кабели с изоляцией из сшитого ПЭ составлены с учетом постепенного освоения рынка и, соответственно, вводимых производственных мощностей. Разработан график ввода производственных мощностей на каждую технологическую линию.

Кабели с изоляцией из сшитого ПЭ (АПвПг) будут замещать на рынках продаж кабели с бумажной пропитанной изоляцией в свинцовых и алюминиевых оболочках (АСБл). В настоящее время условный лимит цены на базовую марку кабеля АПвПг 1×240/35 мм², 10 кВ составляет 5500 доллар/км (в пересчете на трехжильный кабель соответствует 16500 доллар/км. В 2003 г. цены на кабель с бумажной изоляцией составили 14565 доллар/ км (в пересчете на трехжильный кабель).

В период между 2005-2006 гг. цены на рассматриваемые типы кабелей могут уравняться.

Система распределения электроэнергии является самой проблемной и затратной частью электроснабжения. Особую роль в ней играют распределительные сети (воздушные и кабельные сети выше 0,4 кВ, распределительные пункты 6 (10) кВ, трансформаторные пункты 6 (10)/0,4 кВ, воздушные и кабельные сети 1000 В, системы автоматики и учета).

До настоящего времени продолжается эксплуатация и, к сожалению, строительство воздушных линий (ВЛ) электропередачи 6 (10) кВ с голыми проводами. В распределительных сетях 6 (10) кВ отключения ВЛ составляют от 40 до 90% общего количества аварийных отключений при нормальных климатических условиях.

Сейчас изоляторы с уровнем изоляции 10 кВ заменяют изоляторами с уровнем 20 кВ. Это дает положительные результаты, но не позволяет резко сократить эксплуатационные затраты.

Было принято решение монтировать воздушные электрические сети 0,4 кВ самонесущими изолированными проводами.

Предлагаются следующие технические решения по повышению надежности работы ВЛ электропередачи 6(10) кВ [33]:

1. Вновь монтируемые и реконструируемые ВЛ среднего напряжения должны выполняться:

а) в I-III районах по гололеду и I-III по скоростному напору ветра – защищенными проводами;

б) в IV и особом районах по гололеду, в IV и выше районах по скоростному напору ветра – изолированными проводами, навитыми на изолированный трос.

2. Необходимо разработать, принять типовое решение и организовать изготовление анкерных, угловых и концевых усиленных опор. От их технически грамотной конструкции и верного применения зависит надежность анкерных пролетов и ВЛ среднего напряжения в целом.

3. Отпайки от ВЛ с голыми или изолированными проводами к ТП должны выполняться только изолированными проводами или кабелем с пластмассовой изоляцией. Использование вертикальных и наклонных участков с большой разницей уровней кабелей с бумажно-масляной изоляцией должно быть исключено. Известно, что довольно часто эти участки приходится полностью заменять, а стопорные муфты показали свою несостоятельность, так как не могут удержать столб масла.

До сих пор при строительстве линий 6 (10) кВ используются кабели с бумажно-масляной изоляцией. Качество их изготовления практически никем не контролируется. Из-за экономических трудностей зачастую допускается замена материалов, а это в свою очередь влечет за собой сокращение срока службы кабелей. Кабели с алюминиевой оболочкой при наличии источников блуждающих токов разрушаются от электрокоррозии, и в большинстве городов вопрос комплексной защиты газопроводов и электрических кабельных линий (КЛ) не решен.

Если продолжать наращивать длину КЛ, выполненных традиционно и порой с низким качеством, удельная повреждаемость будет не сокращаться, а увеличиваться. Стоимость ремонтов с учетом восстановления покрытий с каждым годом растет, увеличиваются и эксплуатационные затраты.

Существуют два варианта решения: покрытие расходов за счет роста тарифов или планомерное сокращение удельных затрат. В последнем случае необходимо немедленно прекратить выпуск ряда кабельных изделий; планомерно, в течение 1-3 лет, перейти на выпуск кабелей 10 кВ с изоляцией из пластмассы и сшитого полиэтилена; применять соответствующую соединительную арматуру КЛ с бумажно-масляной изоляцией.

Ряд предприятий продолжает применять соединительные муфты собственного изготовления упрощенной конструкции. Опыт подсказывает, что первоначальная экономия не сопоставима с нарастающими затратами. Изготовление соединительных муфт должно производиться по отработанной технологии в заводских условиях.

В настоящее время широко используются сухие соединительные муфты фирмы «Райхем», Подольского электромеханического завода и других изготовителей.

В сетях 6 (10) кВ существует ряд других проблем, снижающих их надежность. Например, необходимо решить вопрос изменения режима нейтрали. В настоящее время подавляющая часть распределительных сетей 6 (10) кВ работает с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор нейтралью. Наша страна, одна из немногих, применяет этот режим. При этом КЛ в режиме с замыканием одной фазы на «землю» работают с повышенными до линейной величины напряжениями на неповрежденных фазах. Кроме того, при перемежающихся дуговых замыканиях на «землю» возникают перенапряжения. Указанный режим работы представляет опасность для кабелей и является причиной выхода их из строя.

Сейчас контроль уровня изоляции в сети 6(10) кВ с изолированной нейтралью в большинстве случаев не производится [35].