Кабельные муфты 1 жильные 35 кВ

Кабельные муфты для одножильных кабелей на напряжение 35 кВ: конструкция, типы, монтаж и применение

Кабельные муфты для одножильных кабелей на напряжение 35 кВ представляют собой специализированные устройства, предназначенные для соединения, ответвления или оконцевания силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) или бумажно-пропитанной (БПИ). Их основная функция — обеспечение надежного электрического контакта, восстановление целостности изоляции, экрана и герметизации кабельной линии в точках, отличных от стандартной трассы. Особенностью работы с одножильными кабелями на среднее напряжение является необходимость учета индуцированных токов в металлических элементах (экранах, оболочках) и обеспечения их правильного заземления для минимизации потерь и обеспечения безопасности.

Классификация и типы муфт для одножильных кабелей 35 кВ

Классификация муфт осуществляется по их функциональному назначению и конструктивному исполнению.

1. Соединительные муфты

Предназначены для соединения двух отрезков кабеля в одну непрерывную линию. Для одножильных кабелей 35 кВ они являются наиболее распространенным типом. Конструктивно должны обеспечивать:

• Соединение жилы (с помощью механического соединителя, опрессовки или сварки).
• Восстановление основной изоляции, эквивалентной по характеристикам кабельной.
• Восстановление экрана (медной или алюминиевой ленты, проволок) для обеспечения непрерывности пути для токов короткого замыкания и симметрии электрического поля.
• Герметизацию от влаги и внешних воздействий.
• Защиту от коррозии для металлических элементов.

2. Концевые муфты (концевая заделка)

Устанавливаются на конце кабеля для подключения к открытым распределительным устройствам (ОРУ), силовым трансформаторам, ячейкам КРУ. Их задача — плавный вывод электрического поля из кабельной изоляции в воздушную среду и обеспечение надежного контакта для подключения к аппаратуре. Для кабелей 35 кВ часто используются муфты с обязательным наличием изолятора (фарфорового или полимерного).

3. Стопорные муфты

Особый тип муфт, применяемый в кабельных линиях с маслонаполненной изоляцией или в СПЭ-кабелях при значительных перепадах высот. Их функция — предотвращение стекания пропитки или создание барьера для продольной миграции влаги. Для одножильных кабелей 35 кВ применяются реже, но являются критически важными в специфических условиях прокладки.

Конструктивные особенности и материалы

Современные муфты для кабелей 35 кВ являются преимущественно термоусаживаемыми или холодноусаживаемыми (на основе EPDM-резины). Реже встречаются заливные муфты (эпоксидные).

Термоусаживаемые муфты

Изготавливаются из полимерных материалов (полиолефины), обладающих «эффектом памяти». При нагреве газовой горелкой или инфракрасным нагревателем муфта усаживается, плотно облегая кабель и создавая герметичное, долговечное соединение. Конструкция включает множество компонентов:

• Внутренний экран: Восстанавливает электрическое поле вокруг жилы.
• Изоляционная часть: Термоусаживаемая трубка с заданной электрической прочностью.
• Внешний экран: Восстанавливает экран кабеля (часто в виде медной сетки или ленты).
• Герметизирующие манжеты: Обеспечивают влагонепроницаемость на стыках с оболочкой кабеля.
• Металлический корпус/броня: Для механической защиты и заземления (при необходимости).
• Заземляющие проводники: Для соединения и вывода экранов.

Холодноусаживаемые муфты

Используют эластичные трубки из EPDM или силикона, предварительно растянутые на монтажной спирали. При ее удалении трубка самостоятельно усаживается на кабель. Не требуют нагрева, что критически важно при работах во взрывоопасных средах или при ограниченном доступе. По надежности не уступают термоусаживаемым аналогам.

Особенности монтажа муфт на одножильные кабели 35 кВ

Монтаж требует строгого соблюдения технологии, прописанной производителем муфты. Процесс можно разделить на ключевые этапы:

1. Подготовка кабеля: Разделка концов кабеля с послойным удалением наружной оболочки, брони, экрана, изоляции. Размеры разделки строго регламентированы инструкцией.
2. Обработка полупроводящих слоев: Тщательное удаление полупроводящего экрана с изоляции жилы, создание плавного перехода (скоса).
3. Соединение жил: Использование механического соединителя (болтового, клинового) или опрессовки гильзой. Контакт должен иметь низкое переходное сопротивление и механическую прочность.
4. Восстановление изоляции и экрана: Последовательная установка внутреннего экрана, изоляционной трубки, внешнего экрана. Для термоусадки — равномерный нагрев для исключения воздушных пузырей.
5. Организация заземления экранов: Наиболее важный этап для одножильных кабелей. Экраны соединяются и заземляются в соответствии с принятой в сети схемой (заземление с одной стороны, с двух сторон, поперечное соединение).
6. Герметизация и сборка внешнего корпуса: Установка герметизирующих манжет, защитных кожухов, броневосстановление.

Схемы заземления экранов одножильных кабелей 35 кВ в муфтах

Выбор схемы заземления определяет величину циркулирующих в экранах токов и потери в линии.

Таблица 1: Схемы заземления экранов одножильных кабелей

Схема заземления	Принцип реализации	Преимущества	Недостатки	Область применения
Одностороннее заземление	Экраны заземляются только с одной стороны линии, на другой стороне изолируются. В муфтах по трассе экраны размыкаются.	Отсутствие циркулирующих токов, минимальные потери.	На изолированном конце возникает высокое напряжение относительно земли (особенно при КЗ), требуется установка ограничителей напряжения (ОПН).	Короткие линии (до 500-1000 м), где наведенное напряжение не превышает допустимых безопасных значений.
Двустороннее заземление	Экраны заземляются с обеих сторон линии. В соединительных муфтах экраны соединяются перемычками.	Безопасность, отсутствие высокого напряжения на экране.	Возникновение циркулирующих токов под нагрузкой, дополнительные потери, нагрев.	Длинные линии, где безопасность приоритетнее потерь. Требуется расчет потерь.
Поперечное соединение и заземление (схема «cross-bonding»)	Трасса разбивается на три примерно равные секции. Экраны в пределах секции соединяются, а на границах секций (в специальных муфтах) производится поперечная перекрестная перекоммутация экранов между фазами с последующим заземлением.	Практически полная компенсация наведенного напряжения, минимизация циркулирующих токов и потерь.	Сложность монтажа, необходимость установки специальных соединительных/переходных муфт и заземляющих ящиков.	Длинные кабельные линии (более 1 км) с высокими требованиями к энергоэффективности.

Контроль качества и диагностика смонтированных муфт

После монтажа муфта становится неразъемной частью кабельной линии. Контроль включает:

• Визуальный осмотр: Качество усадки, отсутствие проколов, загрязнений.
• Измерение сопротивления изоляции: Мегомметром на 5000 В.
• Испытание повышенным напряжением постоянного тока: Стандартное испытание для кабелей 35 кВ — напряжение 84 кВ в течение 15 минут.
• Контроль целостности и схемы заземления экранов: Проверка наличия контакта, измерение сопротивления.
• Диагностика частичных разрядов (ЧР): Наиболее прогрессивный метод, позволяющий выявить микроскопические дефекты в изоляции муфты на ранней стадии.

Факторы выбора муфт для одножильных кабелей 35 кВ

• Тип кабеля: Конструкция муфты должна соответствовать типу кабеля (СПЭ, БПИ), его сечениям, материалам экрана и оболочки.
• Условия эксплуатации: Наружная или внутренняя установка, в траншее, тоннеле, кабельном канале, наличие агрессивных сред, взрывоопасность.
• Требования к заземлению экранов: Определяет необходимость использования стандартных соединительных или специальных стопорных/переходных муфт для схемы cross-bonding.
• Квалификация монтажников: Определяет выбор между термо- и холодноусаживаемыми решениями.
• Сертификация: Наличие сертификатов соответствия ТР ТС, протоколов типовых испытаний.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Чем принципиально отличается муфта для одножильного кабеля от муфты для трехжильного?

Главное отличие — необходимость организации заземления/перекрестного соединения отдельных экранов каждой фазы. Конструктивно муфты для одножильных кабелей часто проще для каждого конкретного кабеля, но система их взаимного расположения и соединения экранов по трассе образует сложную инженерную систему. Трехжильные муфты работают с объединенным экраном трех фаз сразу.

2. Можно ли использовать муфты для кабелей с БПИ-изоляцией на кабелях со СПЭ-изоляцией и наоборот?

Нет, категорически запрещено. Конструкция, принцип восстановления изоляции и герметизации для этих типов кабелей радикально различаются. Муфты для БПИ-кабелей часто рассчитаны на работу с избыточным давлением маслопропитки. Использование несоответствующей муфты приведет к неизбежному пробою.

3. Как определить необходимую длину разделки кабеля под муфту?

Длина разделки является строго регламентированным параметром для каждой конкретной типоразмера муфты и сечения кабеля. Она указывается в монтажной инструкции (карте) производителя муфты. Отклонение от указанных размеров недопустимо, так как нарушает распределение электрического поля.

4. Что происходит, если не заземлить экран одножильного кабеля в муфте?

Если экран оставить незаземленным и не соединенным с обеих сторон, он будет находиться под плавающим потенциалом. Между экраном и землей возникнет высокое наведенное напряжение (до нескольких киловольт), опасное для персонала и могущее привести к пробою. Это аварийная ситуация.

5. Каков средний срок службы правильно смонтированной кабельной муфты 35 кВ?

При соблюдении технологии монтажа, условий эксплуатации и прохождении периодических испытаний, срок службы современных полимерных муфт сопоставим со сроком службы самого кабеля и может составлять 25-30 лет и более.

6. Почему при монтаже термоусаживаемой муфты критически важно двигаться от середины к краям при нагреве?

Такая последовательность необходима для вытеснения воздуха из-под усаживаемого материала. Нагрев от краев к центру может привести к образованию воздушных карманов, которые в условиях высокого напряжения станут очагами частичных разрядов и последующего пробоя изоляции.

7. Обязательно ли проводить испытание повышенным напряжением постоянного тока после монтажа каждой муфты?

Да, это требование действующих правил устройства электроустановок (ПУЭ) и технических циркуляров для кабельных линий на напряжение 35 кВ. Испытание является обязательным приемо-сдаточным тестом, подтверждающим качество монтажа муфты и целостность изоляции.