Австралийский стандартный изолированный кабель среднего напряжения из сшитого полиэтилена

Номинальные классы напряжения
Стандарт AS/NZS 1429.1:2006 охватывает следующие классы номинального напряжения среднего напряжения (для использования на частотах от 49 Гц до 61 Гц):

Номинальное напряжение (U₀/U) – Максимальное рабочее напряжение (Um)
1,9/3,3 кВ – 3,6 кВ
3,8/6,6 кВ – 7,2 кВ
6,35/11 кВ – 12 кВ
12,7/22 кВ – 24 кВ
19/33 кВ – 36 кВ

Где U₀ — номинальное напряжение на земле (фазное напряжение), а U — номинальное напряжение между фазами (линейное напряжение).

Структура продукта и материалы
Типичные строительные слои силового кабеля среднего напряжения австралийского стандарта описаны ниже на примере широко используемой конструкции трехжильного индивидуального фазового экранирования плюс стальной проволочной брони (SWA) в AS/NZS 1429.1:

Проводник
Материал: может представлять собой круглый уплотненный отожженный медный проводник или алюминиевый проводник, соответствующий требованиям AS/NZS 1125:2001.
Тип: Обычно круглая уплотненная многожильная конструкция. Удельное сопротивление медного проводника должно соответствовать требованиям IEC 60228 и AS/NZS 1125.
Максимальная постоянная рабочая температура: 90 °C.

Экран проводника
Экструдированный слой полупроводникового соединения, прикрепленный к изоляции и нанесенный тем же способом.
Обеспечивает плавное соединение проводника и изоляции без воздушных зазоров, обеспечивая равномерное электрическое поле.

Изоляция
Основной изоляционный материал: сшитый полиэтилен (XLPE), термореактивный полимер, термостойкость, механическая прочность и электрические свойства которого улучшаются за счет процесса химического сшивания.
Альтернативный материал: Этиленпропиленовый каучук (ЭПР) также может быть выбран для применений, требующих более высокой гибкости.
Характеристики изоляции: Изоляция из сшитого полиэтилена обладает хорошими диэлектрическими свойствами, термостойкостью и устойчивостью к факторам окружающей среды, что делает ее особенно подходящей для подземной установки и воздушных распределительных систем.

Изоляционный экран
Экструдированный слой полупроводникового соединения, нанесенный поверх изоляции.

Металлический экран
Материал: отожженная медная проволочная сетка.
Технические характеристики: Доступны варианты для легких и тяжелых условий эксплуатации.
Легкая нагрузка: 3 кА/1 секунда (подходит для обычных сценариев распределения электроэнергии).
Тяжелая нагрузка: 10 кА / 1 секунда (подходит для условий высокого тока короткого замыкания / тяжелых условий эксплуатации, таких как горнодобывающая промышленность).
Кабели большего размера также могут поставляться с индивидуальными конфигурациями экрана в зависимости от требований проекта.

Постельные принадлежности
Материал: ПВХ-покрытие, обеспечивающее гладкую опорную поверхность для броневого слоя.

Броня
Материал: броня из оцинкованной стальной проволоки (SWA), обеспечивающая прочность на разрыв и механическую защиту.
Основная функция: Подходит для непосредственного захоронения и монтажа в местах, где существует риск механических повреждений (например, шахты, промышленные предприятия и т. д.).

Внешняя оболочка
Стандартная оболочка: черная оболочка из поливинилхлорида (ПВХ) 5V-90.
Альтернативный вариант 1: Оранжевая внутренняя оболочка из ПВХ 5V-90 + черная внешняя оболочка из полиэтилена высокой плотности (HDPE), обеспечивающая лучшую устойчивость к атмосферным воздействиям, особенно подходит для среды с сильным ультрафиолетовым излучением в Австралии.
Альтернативный вариант 2: Оболочка с низким дымообразованием и нулевым содержанием галогенов (LSOH), подходящая для мест со строгими требованиями к токсичности продуктов сгорания (например, шахты, густонаселенные здания).

Технические характеристики и электрические параметры
Ключевые электрические параметры (типичные значения при 20 °C) для различных классов напряжения и размеров проводников перечислены ниже:

Трехъядерный (тяжелый) медный экран 3,8/6,6 кВ + броня SWA (медный проводник) – типичные параметры
Поперечное сечение проводника 16 мм²: 20 °C Сопротивление постоянному току 1,15 Ом/км, сопротивление изоляции 14000 МОм·км, емкость 0,177 мкФ/км, диэлектрическая прочность 2,77 кВ/мм.
Поперечное сечение проводника 25 мм²: 20 °C Сопротивление постоянному току 0,727 Ом/км, сопротивление изоляции 12000 МОм·км, емкость 0,198 мкФ/км, диэлектрическая прочность 2,65 кВ/мм.
Поперечное сечение проводника 35 мм²: 20 °C Сопротивление постоянному току 0,524 Ом/км, сопротивление изоляции 11000 МОм·км, емкость 0,219 мкФ/км, диэлектрическая прочность 2,55 кВ/мм.
Поперечное сечение проводника 50 мм²: 20 °C Сопротивление постоянному току 0,387 Ом/км, сопротивление изоляции 10000 МОм·км, емкость 0,242 мкФ/км, диэлектрическая прочность 2,46 кВ/мм.
Поперечное сечение проводника 70 мм²: 20 °C Сопротивление постоянному току 0,268 Ом/км, сопротивление изоляции 8800 МОм·км, емкость 0,275 мкФ/км, диэлектрическая прочность 2,37 кВ/мм.

Трехъядерный (тяжелый) медный экран 3,8/6,6 кВ + броня SWA (алюминиевый проводник) – типичные параметры
Поперечное сечение проводника 35 мм²: 20 °C Сопротивление постоянному току 0,868 Ом/км, сопротивление изоляции 8700 МОм·км, емкость 0,278 мкФ/км, диэлектрическая прочность 1,92 кВ/мм.
Поперечное сечение проводника 50 мм²: 20 °C Сопротивление постоянному току 0,641 Ом/км, сопротивление изоляции 7800 МОм·км, емкость 0,309 мкФ/км, диэлектрическая прочность 1,87 кВ/мм.
Поперечное сечение проводника 70 мм²: 20 °C Сопротивление постоянному току 0,443 Ом/км, сопротивление изоляции 6000 МОм·км, данные о емкости и диэлектрической прочности могут быть предоставлены по запросу.

Трехъядерная (медный экран) композитная оболочка из ПВХ/ПЭВП 12,7/22 кВ – типичные электрические параметры
Испытание переменного напряжения: 42 кВ/5 мин.
Частичный разряд: ≤ 5 пКл при 19 кВ.
Сопротивление изоляции (20 °C): ≥ 40 000 ГОм·м.
Ток замыкания на землю медного экрана: 10 кА / сек.
Радиус изгиба (при монтаже): 25 × общий диаметр кабеля.
Радиус изгиба (после фиксации): 15 × общий диаметр кабеля.

Характеристики изоляции и повышения температуры
Максимальная постоянная рабочая температура: 90 °C.
Максимальная температура короткого замыкания (≤ 5 секунд): 250 °C.
Номинальный диапазон частот мощности: 49 Гц – 61 Гц.

Тестирование и обеспечение качества
Испытание материалов проводников
Удельное сопротивление, удлинение и прочность на разрыв медно-алюминиевого проводника оцениваются в соответствии со стандартом AS/NZS 1125:2001. Отожженные медные проводники должны иметь сопротивление при 20 °С, не превышающее указанный предел.

Оценка изоляционного материала XLPE
Должен пройти испытание на горячую усадку по AS/NZS 1660.2.1 при нагрузке 200 °C в течение 15 минут с постоянным удлинением не более 175%.

Тестирование производительности готовой продукции
Испытания электрических характеристик
Испытание на выдерживание напряжения промышленной частоты: указанное напряжение подается в течение 5 минут без пробоя в соответствии с различными классами напряжения.
Измерение частичного разряда: величина разряда ≤ 10 пКл при 1,73 U₀ (как указано в AS/NZS 1429.1). Кабель также должен пройти испытание на изгиб с последующим испытанием на частичный разряд и термоциклирование с последующим испытанием на частичный разряд.

Испытания механических характеристик
Испытание на изгиб: после 20 000 циклов изгиба в соответствии с AS/NZS 3191 сопротивление изоляции должно составлять ≥ 0,5 МОм.
Испытание на устойчивость к раздавливанию: после приложения силы 500 Н скорость деформации внешнего диаметра должна составлять < 25%.

Проверка экологической адаптации
Испытание на длительное старение: после воздействия в воздушной печи при температуре 135 °C в течение 7 дней степень сохранения прочности на разрыв должна составлять ≥ 80%.
Испытание на холодный изгиб: после изгиба вокруг оправки диаметром в 3 раза при -15 °C трещины не должны появляться.
Испытание на старение под воздействием УФ-излучения (для наружного применения): 1000 часов испытаний на воздействие в соответствии со стандартом AS/NZS 1660.5.2.

Сценарии применения
Силовые кабели среднего напряжения из сшитого полиэтилена австралийского стандарта подходят для стационарной установки в следующих ситуациях:
Установки распределения электроэнергии: магистральные линии от фидеров подстанций до распределительной сети.
Внутреннее распределение электроэнергии на электростанциях: Передача электроэнергии внутри генерирующих установок.
Наружные установки: надземные или в воздуховодах.
Подземные сооружения: подходят для непосредственного захоронения, установки подземных воздуховодов и других мест, подверженных механическим повреждениям.
Электроснабжение шахт: например, в проекте распределительной системы на карьере в Аделаиде, Южная Австралия, используются кабели среднего напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена для передачи электроэнергии между подстанцией и ключевым горнодобывающим оборудованием, таким как дробилки и конвейерные системы.

Условия установки
Может устанавливаться на открытом воздухе, в воздуховодах, непосредственно под землей, в подземных кабельных траншеях и других местах.
Подходит для коммерческих, промышленных, городских/жилых распределительных сетей и других сценариев.

Доступ к рынку и сертификация
Сертификация SAA
Электрические провода и кабели, продаваемые в Австралии, должны получить сертификацию SAA и соответствовать стандартам серии AS/NZS 5000, чтобы гарантировать электробезопасность, механические характеристики и долгосрочную надежность. Сертификация SAA проводится Standards Australia и является важной гарантией безопасности электротехнической продукции.

RCM-марка
С 2016 года сертификация безопасности SAA и сертификация C-Tick EMC были объединены в RCM (знак соответствия нормативным требованиям), который стал обязательным знаком доступа к электротехнической продукции на австралийском рынке. Часть испытаний на безопасность продолжает соответствовать стандартным системным требованиям SAA. Кабельная продукция должна соответствовать требованиям безопасности и ЭМС, прежде чем ее можно будет легально продавать.

Требования к маркировке
Сертифицированная продукция должна четко печатать на поверхности оболочки следующую информацию:
Номер сертификации (например, номер SAI Global Nxxxxx).
Стандартное обозначение (например, AS/NZS 1429.1:2006, AS/NZS 5000.1:2020).
Класс напряжения (например, 6,35/11 кВ, 12,7/22 кВ и т. д.).
Название производителя или торговая марка.

Общие спецификации и справочная информация по заказу
Класс напряжения – Количество сердечников – Материал проводника – Броня – Тип оболочки – Типичное применение
3,8/6,6 (7,2) кВ – 3 сердечника – Cu/Al – SWA (оцинкованная стальная проволока) – ПВХ/ПЭВП – Промышленное распределение электроэнергии, поверхность угольных шахт
6,35/11 (12) кВ – 3 ядра – Cu/Al – SWA – PVC/HDPE/LSOH – Муниципальная сеть, коммерческое распределение электроэнергии
12,7/22 (24) кВ – 3 ядра – Cu/Al – SWA – PVC/HDPE/LSOH – Основная распределительная сеть, модернизация городской сети
19/33 (36) кВ – 3 ядра – Cu/Al – SWA – ПВХ/ПЭВП – Фидер региональной подстанции
19/33 (36) кВ – Одножильный – Cu/Al – SWA – ПВХ/ПЭВП – Линии электропередачи большой пропускной способности