Сверхпроводящий кабель постоянного тока

Американский институт Electric Power Research Institute (EPRI), расположенный в г. Пало Альто (Palo Alto), штат Калифорния, США, опубликовал отчёт о разработке сверхпроводящего кабельной системы, работающей на постоянном токе, которая способна передавать и распределять между регионами очень большие объёмы электроэнергии (тысячи мегаватт). Эта система реализована практически и готова к дальнейшему развитию в коммерческих целях с использованием современной технологии.

В аналитическом отчёте EPRI подчёркивается исключительная эффективность использования линий передачи на основе сверхпроводящих кабелей постоянного тока, обеспечивающих сокращение потерь передаваемой электроэнергии при полной нагрузке системы на 50% и более по сравнению с альтернативными кабельными системами переменного тока или высоковольтными системами постоянного тока.

Принимая во внимание тот факт, что в перспективе будут продолжаться усовершенствования сверхпроводящей технологии с целью повышения уровня эффективности её применения относительно затрат, связанных с внедрением, можно с большой степенью уверенности предположить, что такая сверхпроводящая кабельная линия в ближайшие десять лет станет реальностью и будет использоваться наряду с действующими системами на сверхвысокое напряжение переменного тока, которые предназначены для передачи и распределения больших объёмов электроэнергии на большие расстояния.

В докладе EPRI отмечается, что создатели сверхпроводящих кабельных линий передачи постоянного тока могут рассчитывать на уже имеющуюся доступную для приобретения технологию и методы строительства, аналогичные тем, которые применяются при строительстве трубопроводов для транспортировки природного газа. Имеются в виду изготовленные в заводских условиях, пригодные для транспортировки секции наружных труб из углеродистой стали, внутри которых находятся трубы из нержавеющей стали, для охлаждающего агента и сверхпроводящего кабеля, а также доставка на место для монтажа, сварки и прокладки в земле.

Институт EPRI также опубликовал ещё два дополнительных приложения. В них рассматриваются практические вопросы интегрирования протяжённой сверхпроводящей кабельной линии постоянного тока для передачи высоких мощностей в существующие системы передачи и распределения электроэнергии меньшей мощности, работающие на переменном токе. В докладе подчёркивается, что эксплуатация и контроль такой линии – это ключ к принятию этой технологии и доказательство её жизнеспособности. Доклады выложены в Интернете и их можно скачать на сайте EPRI.

 

Электроизоляционная композиция

Изобретение относится к кабельной промышленности, в частности к электроизоляционным композициям, предназначенным для изоляции и оболочек кабелей и проводов общепромышленного назначения. Композиция содержит, мас. ч.: суспензионный поливинилхлорид 100, фталатный пластификатор 25 – 50, термостабилизатор 3 – 8, карбонат кальция 25 – 200, гидроокись магния 25 – 80, трехокись сурьмы 4 – 8, фенольный антиоксидант 0,2 – 0,8, фосфатный пластификатор 10 – 30. Высокая устойчивость к возгоранию при повышенных температурах с удовлетворением требованиям по уровню дымообразования в условиях тления и горения и выделения хлористого водорода, а также по физико-механическим показателям является техническим результатом изобретения. Указанный результат достигается за счет введения в известную композицию гидроокиси магния, а также при совместном применении фталатного и фосфатного палстификаторов при определенном составе композиции.

 

 

Обзор конструкции силовых кабелей

Кабели силовые с полиэтиленовой изоляцией

Силовые кабели предназначены для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 1 кВ, 6 кВ, 10 кВ, 20 кВ и 35 кВ частоты 50Гц.

Силовые кабели с полиэтиленовой изоляцией изготовляют с медными и алюминиевыми жилами. Предпочтение отдается алюминию как металлу более распространенному и доступному. Высокие электроизоляционные свойства полиэтилена, гибкость, малая плотность, влагостойкость и отсутствие пропиточного состава послужили основанием для его использования в качестве изоляции силовых кабелей и особенно кабелей для крутонаклонных и вертикальных участков. Кабели с полиэтиленовой изоляцией не нуждаются во влагостойких металлических оболочках, технология изготовления кабелей с полиэтиленовой изоляцией более проста по сравнению с таковой кабелей с пропитанной бумажной изоляцией.

 

АПвБВнг(А)-LS, 6 кВ

Элементы конструкции:

1. Центральное заполнение из ПВХ-жгута пониженной пожарной опасности или медная проволока в центре сердечника кабелей с секторными жилами;

2. Круглая или секторная многопроволочная уплотненная токопроводящая жила из алюминия; сечение: круглая жила – 35–240 кв. мм, секторная жила – 120–240 кв. мм;

3. Экран по жиле из экструдируемого электропроводящего сшитого полиэтилена;

4. Изоляция из сшитого полиэтилена (Пв);

5. Экран по изоляции из экструдируемого электропроводящего сшитого полиэтилена;

6. Разделительный слой из электропроводящей ленты;

7. Экран из медных проволок, скрепленных медной лентой (для кабелей с секторными жилами накладывается общий экран поверх трех изолированных жил);

8. Межфазное заполнение из полимерной композиции, не содержащей галогенов;

9. Броня из стальных оцинкованных лент (Б);

10. Оболочка из ПВХ-пластиката пониженной пожароопасности.

 

Область применения:

Для групповой прокладки в кабельных сооружениях и производственных помещениях при условии отсутствия опасности механических повреждений.

Допускается прокладка в сухих грунтах.

Кабели марки ПвВнг-LS могут быть использованы для прокладки во взрывоопасных зонах классов В-I, В-Iа.

Кабели марки АПвВнг-LS – во взрывоопасных зонах классов В-Iб, В-Iг, В-II, В-IIа[18].

 

АПВББШВ

Элементы конструкции:

1. Алюминиевая токопроводящая жила 1 или 2 класса:

- количество жил: 1: сечение жил от 10 до 625 кв. мм;

- количество жил: 2, 3, 4, 5: сечение жил от 10 до 240 кв. мм;

2. Изоляция из сшитого полиэтилена (цветовая маркировка жил);

3. Поясная изоляция из ПВХ лент (для кабелей сечением 50 кв. мм и выше);

4. Броня из двух стальных лент;

5. Битум;

6. Обмотка из полиэтилентерефталантной пленки;

7. Защитный шланг из ПВХ пластиката.

 

Область применения:

Силовые кабели предназначены для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 1,0 кВ частоты 50Гц или на постоянное напряжение в 2,4 раза больше переменного напряжения.

Кабели изготавливаются для эксплуатации в районах с умеренным и холодным климатом. Кабели предназначены для эксплуатации на суше, реках и озерах на высотах до 4300 м. над уровнем моря. Кабели применяются для прокладки:

в земле (траншеях) с низкой, средней или высокой коррозионной активностью, с наличием или отсутствием блуждающих токов, и если в процессе эксплуатации кабели не подвергаются значительным растягивающим усилиям;

в воздухе при наличии опасности механических повреждений в ходе эксплуатации;

для прокладки в сухих или сырых помещениях (туннелях), каналах, кабельных полуэтажах, шахтах, коллекторах, производственных помещениях, частично затапливаемых сооружениях при наличии среды со слабой, средней и высокой коррозионной активностью.

Кабели предназначены для вертикальных, наклонных и горизонтальных трасс. Кабели не распространяют горение при одиночной прокладке (нормы МЭК 60332-1). Допустимый нагрев токопроводящих жил в аварийном режиме не должен превышать +130°С и продолжительность работы в аварийном режиме не должна быть более 8 часов в сутки, но не более 1000 часов за срок службы.

Срок службы кабелей - 30 лет. [18]

 

ПвПг

Элементы конструкции:

1. Круглая многопроволочная уплотненная токопроводящая жила из меди, сечение – 35–1000 кв. мм;

2. Экран по жиле из экструдируемого электропроводящего сшитого полиэтилена;

3. Изоляция из сшитого полиэтилена (Пв);

4. Экран по изоляции из экструдируемого электропроводящего сшитого полиэтилена;

5. Разделительный слой из электропроводящей водоблокирующей ленты;

6. Экран из медных проволок, скрепленных медной лентой:

7. Разделительный слой из двух лент крепированной бумаги или прорезиненной ткани;

8. Оболочка из полиэтилена (П).

Область применения:

Кабели применяются для стационарной прокладки в кабельных сооружениях и производственных помещениях.

Герметизированы от проникновения влаги, что позволяет эксплуатировать эти кабели в грунтах с повышенной влажностью и сырых, частично затапливаемых сооружениях, а также по согласованию с предприятием-изготовителем в судоходных и несудоходных водоемах – при соблюдении мер, исключающих механическое повреждение кабеля. [18]

 

АПВББШП (г)

Элементы конструкции:

1. Алюминиевая токопроводящая жила;

2. Изоляция из сшитого полиэтилена (цветовая маркировка жил);

3. Сердечник из водоблокирующей нити;

4. Обмотка водоблокирующей лентой;

5. Поясная изоляция из полиэтилена или ПВХ пластиката;

6. Броня из двух стальных оцинкованных лент;

7. Защитный шланг из полиэтилена.

Область применения:

Силовые кабели предназначены для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 1,0 кВ частоты 50Гц.

Кабели изготавливаются для эксплуатации в районах с умеренным и холодным климатом. Кабели предназначены для эксплуатации на суше, реках и озерах на высотах до 4300 м. над уровнем моря.

Кабели применяются для прокладки:

в земле (траншеях) с низкой, средней или высокой коррозионной активностью, с наличием или отсутствием блуждающих токов, и если в процессе эксплуатации кабели не подвергаются значительным растягивающим усилиям;

в грунтах с повышенной влажностью;

в воде.

Кабели предназначены для вертикальных, наклонных и горизонтальных трасс. Допустимый нагрев токопроводящих жил в аварийном режиме не должен превышать +130°С и продолжительность работы в аварийном режиме не должна быть более 6 часов в сутки.

Срок службы кабелей - 30 лет. [18]

 

АПВПУ

Элементы конструкции:

1. Круглая многопроволочная уплотнённая токопроводящая жила из алюминия сечением от 50 до 800 кв.мм. (А);

2. Экран по жиле из экструдируемого полупроводящего сшитого полиэтилена;

3. Изоляция из сшитого полиэтилена (Пв);

4. Экран по изоляции из экструдируемого полупроводящего сшитого полиэтилена;

5. Разделительный слой;

6. Экран из медных проволок, скреплённых медной лентой;

7. Разделительный слой;

8. Оболочка из полиэтилена, увеличенной толщины.

Область применения:

Применяются для стационарной прокладки в земле (в траншеях) независимо от степени коррозионной активности грунтов и вод. Допускается прокладка на воздухе без защиты от солнечной радиации, в том числе в кабельных сооружениях, при условии обеспечения дополнительных мер противопожарной защиты, например, нанесения огнезащитных покрытий. Кабели прокладываются на трассах без ограничения разности уровней.

Кабели марки АПвПу предназначены для прокладки на сложных участках кабельных трасс. Срок службы кабелей 30 лет. [18]