Кабельные муфты 3-х жильные 35 кВ
Кабельные муфты для трехжильных кабелей на напряжение 35 кВ: конструкция, типы, монтаж и применение
Кабельные муфты 35 кВ для трехжильных кабелей являются критически важными компонентами в высоковольтных распределительных сетях. Их основное назначение – обеспечение надежного электрического соединения, герметизации и механической защиты в местах соединения отрезков кабеля, ответвлений или перехода с кабеля на воздушную линию (концевые муфты). Работа при напряжении 35 кВ предъявляет повышенные требования к конструкции, материалам и технологии монтажа, так как электрические поля в этой зоне имеют высокую напряженность и требуют градиентного выравнивания.
Классификация и типы муфт 35 кВ
Муфты для трехжильных кабелей 35 кВ классифицируются по назначению, материалу и способу монтажа.
1. По назначению:
- Соединительные муфты (СТ): Предназначены для соединения двух отрезков трехжильного кабеля в линию. Обеспечивают электрическую непрерывность всех трех жил, восстановление экрана, герметизацию и механическую защиту места соединения.
- Концевые муфты (КНТ, КНБ): Устанавливаются на конце кабельной линии для подключения к оборудованию распределительных устройств (КРУ, КСО, трансформаторы) или для перехода на воздушную линию (проходные изоляторы). Типы: КНТ – для внутренней установки, КНБ – для наружной.
- Ответвительные муфты (ОМ): Для создания ответвлений от основной магистральной линии.
- Стопорные муфты: Используются в сетях с маслонаполненными кабелями для ограничения стекания пропиточного состава.
- Свинцовые (чугунные) муфты с заливкой компаундом: Традиционная технология. Свинцовый или чугунный корпус после монтажа заливается изоляционным компаундом (битумным или эпоксидным). Требуют высокой квалификации монтажников, длительного времени застывания компаунда. Обладают высокой механической прочностью и стойкостью к атмосферным воздействиям.
- Муфты холодной усадки: Наиболее распространенная современная технология. Используются эластомерные компоненты (силикон, EPDM), предварительно растянутые на монтажной спирали. При монтаже спираль удаляется, и компоненты, сжимаясь, плотно облегают кабель, создавая постоянное радиальное давление и герметичность. Преимущества: быстрота монтажа, меньше зависимость от навыков монтажника, отсутствие открытого огня.
- Муфты горячей усадки: Используют термоусаживаемые трубки и перчатки из сшитого полиэтилена. При нагреве газовой горелкой материал усаживается, формируя многослойную изоляцию. Требуют аккуратного нагрева для равномерной усадки и предотвращения пережога.
- Эпоксидные муфты: Состоят из металлического или пластикового корпуса, который после сборки заполняется двухкомпонентной эпоксидной смолой. Образуют жесткую, прочную и химически стойкую отливку.
- Изолирующее тело муфты: Центральный компонент, обычно из эластомера, с предварительно сформированными «карманами» для установки соединителей жил. Имеет встроенные экранирующие и полупроводящие слои для плавного распределения электрического поля.
- Внутренние полупроводящие экраны: Обеспечивают плавный переход электрического поля с проводника на изоляцию муфты.
- Соединители (гильзы) для жил (медные или алюминиевые). Бывают обжимные (требуют специального гидравлического пресса) или болтовые. Обеспечивают механическое и электрическое соединение жил.
- Внешний экран (восстановление экрана): Набор медных проволок или лент, которые соединяют экраны (металлические оболочки) соединяемых кабелей. Восстанавливает путь для тока короткого замыкания и обеспечивает равномерность электрического поля.
- Герметизирующие компоненты: Конусы для герметизации на оболочке кабеля, термоклеевые слои на усаживаемых элементах, обеспечивающие защиту от влаги.
- Внешняя защитная оболочка: Металлический (свинцовый, алюминиевый) или стеклопластиковый корпус, предохраняющий муфту от механических повреждений, УФ-излучения и служащий барьером для влаги. Часто заполняется герметизирующим гелем.
- Заземляющие зажимы (клеммы): Для надежного соединения восстановленного экрана с контуром заземления.
- Проверка комплектности и соответствия муфты типу кабеля.
- Резка кабеля с использованием специальных шаблонов для обеспечения точной длины разделки. Разделка кабеля – самый ответственный этап, где послойно снимаются наружная оболочка, экран, изоляция.
- Тщательная зачистка и обезжиривание поверхностей.
- Нанесение полупроводящей смазки на внутренний полупроводящий слой изоляции кабеля для устранения микрополостей.
- Подготовка кабельных концов: насадка контрольных колец, разметка, послойная разделка.
- Надевание на кабель компонентов муфты в строгой обратной последовательности (перед соединением жил).
- Соединение жил: обжим гильз гидравлическим прессом с калиброванными матрицами или затяжка болтовых гильз динамометрическим ключом.
- Очистка соединения от стружки, заполнение полостей специальным токопроводящим составом.
- Центрирование и усадка основного изолирующего тела муфты. Удаление монтажной спирали строго по инструкции, обеспечивая равномерную усадку без перекосов.
- Восстановление экрана: установка и фиксация медных проволок или лент, соединение с экранами кабеля.
- Герметизация: усадка концевых гидроизоляционных конусов на оболочке кабеля.
- Установка внешнего защитного корпуса (при его наличии), заполнение герметиком, заземление.
- Визуальный осмотр на правильность сборки, отсутствие складок, пустот, перекосов.
- Измерение сопротивления изоляции мегаомметром на 5000 В.
- Испытание повышенным напряжением постоянного тока. Согласно ПУЭ, муфты 35 кВ после монтажа испытываются напряжением 85 кВ в течение 10 минут. Ток утечки фиксируется и не должен иметь тенденции к росту.
- Для диагностики могут применяться методы частичных разрядов.
- Качество монтажа (до 90% отказов связаны с ошибками на этой стадии).
- Соблюдение климатических условий монтажа (температура, влажность, чистота).
- Коррозионная стойкость материалов и герметичность.
- Механические нагрузки (вибрация, растяжение, изгиб).
- Токовые перегрузки в сети.
2. По материалу и технологии:
Конструктивные особенности и компоненты
Конструкция трехжильной муфты 35 кВ сложна и должна решать несколько задач одновременно: выравнивание электрического поля, изоляция, экранирование, герметизация.
Основные компоненты соединительной муфты холодной усадки (наиболее распространенный тип):
Требования к кабелям и подготовка к монтажу
Муфты 35 кВ предназначены для работы с трехжильными кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE) или бумажно-пропитанной изоляцией (МП, МН). Параметры кабеля должны строго соответствовать параметрам муфты.
| Номинальное сечение жилы, мм² | Диапазон сечений для муфты, мм² | Тип соединителя (гильзы) | Момент затяжки болтовых гильз, Н·м (пример) |
|---|---|---|---|
| 50 | 50 — 70 | Медная, обжимная/болтовая | 40 |
| 95 | 95 — 120 | Медная, обжимная/болтовая | 50 |
| 150 | 150 — 185 | Медная, обжимная/болтовая | 70 |
| 240 | 240 — 300 | Медная, обжимная/болтовая | 90 |
| 400 | 400 — 500 | Медная, обжимная/болтовая | 120 |
Критически важные этапы подготовки:
Последовательность монтажа соединительной муфты холодной усадки
Контроль качества и испытания
После монтажа муфта должна пройти контроль.
Факторы, влияющие на надежность и срок службы
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем принципиально отличается муфта на 35 кВ от муфты на 10 кВ?
Основное отличие – система выравнивания электрического поля. В муфтах 35 кВ используются значительно более протяженные и сложные конусообразные экранирующие слои (геометрическое выравнивание) и часто дополнительные компоненты (градиентные ленты, шарики) для снижения напряженности электрического поля на краях экрана. Толщина изоляционного слоя муфты также существенно больше. Требования к чистоте и точности монтажа на 35 кВ на порядок выше.
Можно ли использовать муфту холодной усадки для ремонта кабеля с бумажной изоляцией?
Да, но только специально предназначенную для этого типа муфту. Для кабелей с бумажно-пропитанной изоляцией (МН, МС) существуют муфты холодной усадки особой конструкции, которые обеспечивают герметизацию для предотвращения утечки пропиточного состава и имеют специфическую подготовку концов. Использование муфты для XLPE на бумажном кабеле недопустимо и приведет к пробою.
Какой минимальный радиус изгиба кабеля в зоне установленной муфты?
Радиус изгиба регламентируется инструкцией производителя муфты и, как правило, составляет не менее 20-25 наружных диаметров смонтированной муфты. Для муфт 35 кВ это обычно величина от 1.5 до 2 метров. Нарушение этого требования создает механические напряжения в изоляции и может привести к разрушению соединения.
Требуется ли обслуживание смонтированных кабельных муфт 35 кВ?
Планового «обслуживания» в виде разборки не требуется. Однако муфты, особенно наружной установки, должны периодически (в рамках регламента эксплуатации электрооборудования) осматриваться на предмет целостности корпуса, отсутствия коррозии заземляющих проводников, следов перегрева или трещин. Также в рамках профилактических испытаний кабельных линий муфты подвергаются диагностике (измерение частичных разрядов, термография).
Что важнее при выборе между горячей и холодной усадкой?
Для напряжения 35 кВ оба метода при правильном исполнении надежны. Ключевые отличия:
Холодная усадка: Быстрее, проще в монтаже, не требует источника открытого огня (важно на взрывоопасных объектах), меньше зависимость от навыков монтажника. Горячая усадка: Часто имеет более низкую стоимость материалов, но требует квалификации для равномерного прогрева, чувствительна к погодным условиям (ветер, низкая температура), есть риск локального перегрева и повреждения материала.
Как правильно выбрать размер муфты?
Выбор осуществляется по трем основным параметрам, которые должны быть указаны в паспорте кабеля и спецификации муфты:
1. Номинальное напряжение (35 кВ).
2. Сечение и материал жилы (например, 3х150 мм², Al/Cu).
3. Наружный диаметр изоляции жилы и общий диаметр кабеля под оболочкой (точные размеры). Неправильный подбор по диаметру приведет к недостаточному радиальному давлению (слишком большая муфта) или невозможности монтажа (слишком маленькая).