Изолированный кабель питания среднего напряжения XLPE стандарта IEC

Основы стандартов
Данная серия спроектирована, изготовлена и испытана в строгом соответствии со следующими международными стандартами МЭК и соответствующими национальными стандартами:

IEC 60502-2:2014 – Силовые кабели с экструдированной изоляцией и принадлежности к ним для номинальных напряжений от 1 кВ до 30 кВ. Применимо к стационарным системам силовых кабелей с экструдированной изоляцией для номинальных напряжений от 6 кВ до 30 кВ, определяя конструкцию кабеля, размеры и методы испытаний.
IEC 60840:2020 – Силовые кабели с экструдированной изоляцией и их аксессуары для номинального напряжения от 30 кВ до 150 кПрименимо к методам испытаний и требованиям к высоковольтным силовым кабелям с изоляцией из XLPE.
GB/T 12706.2-2020 – Экструдированные изоляционные силовые кабели и аксессуары для номинального напряжения от 6 кВ до 30 кНациональный стандарт, эквивалентный IEC 60502-2.
GB/T 12706.3-2020 – Экструдированные изоляционные силовые кабели и аксессуары для номинального напряжения 35 кНациональный стандарт, эквивалентный IEC 60502-2.
GB/T 19666-2019 – Общие правила для огнестойких и огнестойких проводов и кабелей. Требования к огнестойкости и огнестойкости.

Основное примечание: Стандарт IEC 60502-2:2014 специально применим к экструдированным изоляционным силовым кабелям для номинального напряжения от 6 кВ (Um = 7,2 кВ) до 30 кВ (Um = 36 кВ), охватывая различные изоляционные материалы, включая сшитый полиэтилен (XLPE), поливинилхлорид (ПВХ) и этиленпропиленовый каучук (ЭПР). В настоящем стандарте изложены полные технические требования к проектированию, конструкции, размерам и методам испытаний кабелей для обеспечения безопасности и надежности кабелей при передаче и распределении электроэнергии.

Структура продукта
Базовая структура силовых кабелей среднего напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена выглядит следующим образом (на примере бронированного типа):

Трехслойная соэкструдированная сердцевинная структура
Проводник: использует многожильный медный проводник класса 2 или алюминиевый проводник, круглую уплотненную конструкцию, соответствующую требованиям IEC 60228/GB/T 3956. Проводники большого поперечного сечения имеют сегментированную конструкцию проводника, при этом отклонение диаметра округлости контролируется в пределах ±0,5% D, что эффективно снижает скин-эффект и эффект близости для увеличения пропускной способности.
Проводниковый экран: слой полупроводникового сшитого соединения экструдируется поверх поверхности проводника, полностью покрывая ее. Это служит для выравнивания электрического поля и предотвращения частичного разряда между проводником и слоем изоляции.
Изоляционный слой: Основным изоляционным материалом является сшитый полиэтилен (XLPE), в котором используется полностью сухой процесс химического сшивания, в результате которого термопластичный полиэтилен превращается в термореактивный сшитый полиэтилен. Значительно улучшены механические свойства и стойкость к термическому старению. Изоляционный слой однородный и плотный, с высокой диэлектрической прочностью.
Изоляционный экран: слой полупроводникового сшитого соединения экструдируется поверх изоляционного слоя, плотно соединяясь с ним для дальнейшей равномерности распределения электрического поля.

Металлический экран и броневой слой
Металлический экран: использует медную ленту или конструкцию с оплеткой из медной проволоки/концентрической скруткой. Он переносит ток короткого замыкания во время короткого замыкания кабеля и обеспечивает электромагнитное экранирование в нормальных условиях эксплуатации.
Внутренняя оболочка/сепаратор: в зависимости от типа брони предусмотрен соответствующий материал сепаратора.
Слой брони: В зависимости от условий использования и требований механической защиты можно выбрать следующие формы брони:
- Двойная стальная ленточная броня (код «2»): подходит для применений, подверженных воздействию определенных механических внешних сил, но не чрезмерной растягивающей силы.
- Тонкая круглая стальная проволочная броня (код «3»): подходит для участков с большим перепадом высот, способна выдерживать механические внешние воздействия и значительную силу растяжения.
Внешняя оболочка: использует поливинилхлорид (ПВХ), полиэтилен (ПЭ) или малодымный материал с нулевым содержанием галогенов (LSZH), обеспечивающий механическую защиту, защиту окружающей среды и защиту от коррозии. По желанию заказчика могут быть предоставлены специальные свойства, такие как устойчивость к ультрафиолетовому излучению, маслостойкость, защита от термитов и грызунов.

Технические параметры
Номинальные классы напряжения
U₀/U (кВ): 3,6/6, 6/6, 6/10, 8,7/10, 8,7/15, 20.12, 20.18, 30.18, 35.21, 35.26.
U₀ — напряжение между проводником и землей, U — напряжение между проводниками.
Примечание: максимальное рабочее напряжение кабеля в 1,2–1,5 раза превышает номинальное напряжение.

Номинальный диапазон площади поперечного сечения
Одноядерная броня (1 ядро): 25 –800 мм², максимум до 1200 мм².
Многоядерная броня (3 ядра): 25–500 мм².

Параметры рабочей температуры
Максимальная непрерывная нормальная рабочая температура: 90 °C (согласно IEC 60502-2).
Максимальная температура короткого замыкания (≤ 5 секунд): 250 °C (согласно IEC 60502-2).
Минимальная температура установки: не ниже 0 °C (требуется предварительный нагрев, если она ниже этой) (согласно IEC 60502-2).

Минимальный радиус изгиба (во время установки)
Одножильный кабель, бронированный: ≥ 15 × наружный диаметр кабеля (D); небронированный: ≥ 20 × D.
Многожильный кабель, бронированный: ≥ 12 × наружный диаметр кабеля (D); небронированный: ≥ 15 × D.

Стандарты огнестойкости
Изделие соответствует следующим требованиям стандарта огнестойкости:
- IEC 60332-1: Испытание на вертикальное пламя для одного кабеля.
- IEC 60332-3: Испытание на вертикальное пламя для пучковых кабелей (огнестойкость класса A/B/C; класс C является основным требованием).
- LSZH: стандарт огнестойкости с низким дымообразованием и нулевым содержанием галогенов (опционально).
Также могут быть соблюдены особые эксплуатационные требования, такие как огнестойкость, огнестойкость, защита от термитов и грызунов классов A, B, C.

Сопротивление проводника постоянному току (типичные значения)
Номинальное поперечное сечение 50 мм²: Медный проводник макс. 0,387 Ом/км, Алюминиевый проводник макс. 0,641 Ом/км.
Номинальное поперечное сечение 70 мм²: Медный проводник макс. 0,268 Ом/км, Алюминиевый проводник макс. 0,443 Ом/км.
Номинальное поперечное сечение 95 мм²: Медный проводник макс. 0,193 Ом/км, Алюминиевый проводник макс. 0,320 Ом/км.
Номинальное поперечное сечение 120 мм²: Медный проводник макс. 0,153 Ом/км, Алюминиевый проводник макс. 0,253 Ом/км.
Номинальное поперечное сечение 150 мм²: Медный проводник макс. 0,124 Ом/км, Алюминиевый проводник макс. 0,206 Ом/км.
Номинальное поперечное сечение 185 мм²: Медный проводник макс. 0,0991 Ом/км, Алюминиевый проводник макс. 0,164 Ом/км.
Номинальное поперечное сечение 240 мм²: Медный проводник макс. 0,0754 Ом/км, Алюминиевый проводник макс. 0,125 Ом/км.
Номинальное поперечное сечение 300 мм²: Медный проводник макс. 0,0601 Ом/км, Алюминиевый проводник макс. 0,100 Ом/км.
Номинальное поперечное сечение 400 мм²: Медный проводник макс. 0,0470 Ом/км, Алюминиевый проводник макс. 0,0778 Ом/км.
Номинальное поперечное сечение 500 мм²: Медный проводник макс. 0,0366 Ом/км, Алюминиевый проводник макс. 0,0605 Ом/км.
Номинальное поперечное сечение 630 мм²: Медный проводник макс. 0,0283 Ом/км, Алюминиевый проводник макс. 0,0469 Ом/км.
Источник данных: стандарт GB/T 3956/IEC 60228.

Система обозначения моделей
Обозначение модели силовых кабелей среднего напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена соответствует единому правилу. Значение каждого компонента следующее:
Материал проводника: для медного проводника не указан; для алюминиевого проводника — L.
Изоляционный материал: YJ для изоляции из сшитого полиэтилена (XLPE).
Металлический экран: не используется для медного ленточного экрана; S — для медного проволочного экрана.
Тип брони: 2 для двойной стальной ленточной брони; 3 для тонкой круглой стальной проволочной брони; 4 для грубой круглой стальной проволочной брони; 6 для немагнитной металлической ленточной брони; 7 для немагнитной металлической проволочной брони.
Внешняя оболочка: 2 для внешней оболочки из поливинилхлорида (ПВХ); 3 для внешней оболочки из полиэтилена (ПЭ) или полиолефина.
Коды характеристик: Z/ZA/ZB/ZC для антипирена (класс A/B/C); WDZ/WDZA/WDZB/WDZC для безгалогенового антипирена с низким дымообразованием; N для огнестойкого.

Общие примеры моделей
YJV / YJLV: силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена и оболочкой из ПВХ. Для внутренних помещений, туннелей, кабельных траншей и воздуховодов; может выдерживать определенную тяговую силу, но не механические внешние силы.
YJV22 / YJLV22: силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, стальной лентой и оболочкой из ПВХ. Для внутренних работ, туннелей, кабельных траншей, прямого захоронения; может выдерживать механические внешние воздействия, но не большие растягивающие усилия.
YJV32 / YJLV32: Силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, армированный тонкой круглой стальной проволокой и оболочкой из ПВХ. Для участков с большим перепадом высот; может выдерживать механические внешние силы и значительную растягивающую силу.
YJV62: двойной немагнитный металлический ленточный армированный кабель питания с изоляцией из сшитого полиэтилена и оболочкой из ПВХ. Для одножильных кабелей переменного тока с использованием брони из немагнитного материала.
ZC-YJY23: огнестойкий силовой кабель класса C с изоляцией из сшитого полиэтилена, бронированный стальной лентой и полиэтиленовой оболочкой. Для прямого захоронения под землей, кабельных траншей, туннелей и других стационарных сооружений, требующих механической защиты.
Система обозначения моделей основана на стандартах GB/T 12706 и GB/T 19666.

Электрические характеристики
Частичный разряд
Согласно IEC 60502-2 готовый кабель должен пройти испытание на частичный разряд. Величина частичного разряда при указанном испытательном напряжении должна соответствовать стандартным предельным требованиям, обеспечивая стабильную работу кабеля в течение длительного времени при рабочем напряжении.

Испытание на выдерживание напряжения мощности и частоты
Готовый кабель должен выдерживать испытание на выдерживание переменного напряжения промышленной частоты при указанном напряжении в течение указанного периода времени. Никакого разрушения изоляции не допускается.
Согласно стандарту: IEC 60502-2:2014 содержит полные технические спецификации методов испытаний кабелей.

Область применения
Изолированные силовые кабели среднего напряжения XLPE стандарта IEC широко используются в следующих областях:
- Городские электросети: служат магистральными сетями для городских сетей передачи и распределения электроэнергии, выполняя задачи по распределению и передаче электроэнергии.
- Системы промышленного распределения: внутренние системы распределения различных заводов и промышленных парков.
- Новый энергетический сектор: передача электроэнергии в экстремальных условиях для солнечных электростанций, ветряных турбин и накопителей энергии.
- Высотные здания: распределительные сети и электроснабжение противопожарного оборудования для высотных зданий.
- Муниципальное строительство: стационарные монтажные среды, такие как прямое подземное захоронение, кабельные траншеи, туннели, мосты и воздуховоды.
- Специальные области применения: огнестойкие, огнестойкие или безгалогенные кабели с низким дымовыделением могут быть выбраны для мест с высокими требованиями к противопожарной защите; морские кабели, соответствующие требованиям IEC 60092-354, могут использоваться для различных судов и морских сооружений, таких как морские нефтяные платформы.

Руководство по выбору
Метод установки и выбор модели
- Подвесной/внутренний/кабельный лоток: YJV/YJY, небронированный тип, выдерживает определенную силу натяжения.
- Прямое захоронение/кабельная траншея: YJV22/YJY23, стальная ленточная броня, выдерживает механические внешние воздействия.
- Большой перепад высот/вал: YJV32/YJY33, бронированная стальной проволокой, выдерживает значительные растягивающие усилия.
- Одножильный контур переменного тока: YJV62/YJV63, немагнитная металлическая броня, исключает потери на вихревые токи.
- Высокие требования к противопожарной защите: ZA-YJV/WDZA-YJY, огнестойкий/безгалогенный, малодымный огнестойкий тип.

Температурные соображения
- Температура окружающей среды: Температура окружающей среды во время прокладки кабеля не должна быть ниже 0 °C. Если температура ниже 0 °C, перед началом монтажа необходимо принять меры по отоплению.
- Рабочая температура: при нормальной длительной эксплуатации максимальная температура проводника может достигать 90 °C, что обеспечивает более высокую токопроводящую способность и преимущество в пропускной способности по сравнению с кабелями с ПВХ-изоляцией (70 °C).
- Условия короткого замыкания: в случае короткого замыкания (продолжительностью ≤ 5 секунд) максимальная температура проводника может достигать 250 °C, что обеспечивает достаточный запас для безопасной работы в аварийных условиях системы.