Кабельные муфты 20 кВ сечение 70 мм

Кабельные муфты 20 кВ сечение 70 мм²: конструкция, типы, монтаж и применение

Кабельные муфты на напряжение 20 кВ для кабелей сечением 70 мм² являются критически важными компонентами в распределительных сетях среднего класса напряжения. Их основное назначение – создание надежного и долговечного электрического соединения, герметизации и механической защиты кабельных линий в точках их соединения, ответвления или оконцевания. Кабель 20 кВ 70 мм², часто используемый для питания крупных объектов, трансформаторных подстанций и в городских кабельных сетях, предъявляет высокие требования к качеству и характеристикам соединительной арматуры. Данная статья детально рассматривает все аспекты, связанные с муфтами для данного класса напряжения и сечения.

Классификация и типы муфт 20 кВ 70 мм²

Муфты для кабелей 20 кВ сечением 70 мм² классифицируются по функциональному назначению и технологии монтажа.

1. По функциональному назначению:

• Соединительные муфты (С): Предназначены для электрического и механического соединения двух или более кабелей в линию. Должны обеспечивать непрерывность токопроводящей жилы, изоляции, экрана и наружных защитных покровов.
• Стопорные муфты (Ст): Разновидность соединительных муфт, используемая в кабелях с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) для предотвращения продольного стекания пропиточного состава в случае повреждения оболочки. Конструктивно содержат стопорные изоляторы, разделяющие секции.
• Ответвительные муфты (О): Позволяют создать надежное ответвление от магистральной кабельной линии без ее разрезания (прокалывающие) или с разрезанием.
• Концевые муфты (К): Предназначены для оконцевания кабеля при подключении к открытым шинам распределительных устройств (РУ), трансформаторов, или для перехода на воздушную линию. Бывают наружной (наружной установки) и внутренней установки.
• Переходные муфты: Используются для соединения кабелей с разными типами изоляции (например, бумажно-пропитанный (БПИ) на СПЭ) или конструкцией.

2. По технологии монтажа и материалу изоляции:

• Муфты с литой изоляцией (эпоксидные): Традиционный тип, где изоляция формируется заливкой эпоксидного компаунда в металлический или пластиковый корпус. Требуют тщательной подготовки и заливки.
• Муфты с термоусаживаемыми компонентами: Наиболее распространенный современный тип. Изоляция и герметизация создаются с помощью термоусаживаемых трубок, манжет, перчаток, которые при нагреве плотно облегают кабель и создают многослойную барьерную систему. Отличаются относительно простым монтажом.
• Муфты с холодноусаживаемыми компонентами: В качестве изоляции используются эластомерные изделия (обычно силикон), которые монтируются путем механического растяжения с последующей усадкой на кабель. Не требуют нагрева, что важно на пожароопасных объектах.
• Муфты с навивной изоляцией (типа 3М QS 2000): Изоляция создается послойным навиванием специальной ленты на токопроводящую жилу с последующей полимеризацией под УФ-излучением. Позволяют работать на кабелях под напряжением (до определенных условий).

Конструкция и ключевые компоненты муфты 20 кВ 70 мм²

Конструкция современной термо- или холодноусаживаемой муфты для кабеля 20 кВ представляет собой сложную систему компонентов, каждый из которых выполняет свою функцию.

• Внутренний полупроводящий слой: Восстанавливает экран жилы, обеспечивая плавное распределение электрического поля вокруг места соединения или оконцевания.
• Основная изоляция (трубка, лента или литой слой): Восстанавливает уровень изоляции кабеля, выдерживающий фазное и линейное напряжение 20 кВ, а также перенапряжения.
• Внешний полупроводящий слой: Восстанавливает внешний экран (заземляющую оплетку) кабеля.
• Соединение жил: Обычно осуществляется с помощью механического соединителя (гильзы) из меди или алюминия, рассчитанного на сечение 70 мм². Соединение может быть болтовым, обжимным или сварным.
• Система заземления: Включает проводники для соединения экранов кабелей и металлических элементов муфты. Для сечения 70 мм² сечение заземляющих проводников должно быть не менее 25-35 мм² (по ПУЭ).
• Герметизирующие элементы: Термоусаживаемые манжеты, уплотнительные ленты, герметики для защиты от влаги на стыках кабельной оболочки и корпуса муфты.
• Внешняя защитная оболочка: Механическая защита (например, термоусаживаемая бронелента или жесткий корпус) от внешних воздействий.
• Металлический корпус (для концевых муфт): Фарфоровый или полимерный изолятор с фланцем для крепления к конструкции РУ.

Требования и стандарты

Кабельные муфты 20 кВ должны соответствовать ряду национальных и международных стандартов, регламентирующих их электрические и механические характеристики.

Параметр	Требование / Стандарт	Комментарий
Номинальное напряжение	20/24 кВ (U0/U)	U0 = 20 кВ (фазное), U = 24 кВ (междуфазное)
Испытательное напряжение промышленной частоты	50 кВ в течение 1 мин (ГОСТ, МЭК 60502-4)	Контрольное испытание после монтажа
Импульсное испытательное напряжение	125 кВ (ГОСТ 13781.0)	Проверка стойкости к грозовым перенапряжениям
Сопротивление изоляции	Не нормируется единым значением, но должно быть соизмеримо с сопротивлением изоляции кабеля	Измеряется мегаомметром на 2.5 или 5 кВ
Температурный режим	Длительно: -50°C … +50°C (окр. среда), нагрев жилы до +90°C (для СПЭ)	Муфта должна выдерживать температурные циклы кабеля
Степень защиты	Не ниже IP68 (для муфт, предназначенных для прокладки в земле или воде)	Обеспечивает полную пыленепроницаемость и длительную работу под водой

Особенности монтажа для кабеля 70 мм²

Монтаж муфты на кабель 20 кВ 70 мм² – ответственная операция, требующая квалификации и соблюдения технологии. Основные этапы:

1. Подготовка кабеля: Разделка концов кабеля с послойным снятием наружной оболочки, брони, экрана, изоляции с точным соблюдением размеров, указанных в инструкции производителя муфты. Для кабеля 70 мм² критически важно снять полупроводящий слой без повреждения основной изоляции.
2. Подготовка жилы и соединение: Очистка жилы, установка соединительной гильзы. Для алюминиевых жил 70 мм² часто применяется опрессовка специальными матрицами, для медных – опрессовка или болтовое соединение. Необходим контроль усилия обжатия.
3. Формирование изоляционного узла: Последовательная установка термо- или холодноусаживаемых компонентов: внутренний полупроводящий слой, основная изоляционная трубка, внешний полупроводящий слой. При термоусадке важен равномерный нагрев без пережога.
4. Восстановление экрана и заземление: Монтаж медной сетки или ленты для соединения экранов кабелей. Припайка или обжатие заземляющих проводников. Заземление должно быть надежным и долговечным.
5. Герметизация и восстановление оболочки: Установка герметизирующих манжет на местах входа кабеля в муфту. Монтаж наружной защитной оболочки (термоусаживаемой гильзы или бронеленты).
6. Контроль и испытания: Визуальный контроль, измерение сопротивления изоляции, испытание повышенным напряжением 50 кВ частоты 50 Гц в течение 1 минуты.

Критерии выбора муфты 20 кВ 70 мм²

• Тип кабеля: Муфта должна быть предназначена для конкретного типа кабеля (СПЭ, БПИ, тип экрана, наличие/отсутствие брони).
• Условия эксплуатации: Для прокладки в земле, в кабельной канализации, в помещении, в агрессивных средах выбираются муфты с соответствующей степенью защиты и стойкостью материалов.
• Технология монтажа: Наличие квалифицированных монтажников и оборудования (газовая горелка для термоусадки, пресс для обжима, УФ-лампа для навивных муфт).
• Бренд и качество: Рекомендуется использовать продукцию проверенных производителей (Raychem (TE Connectivity), 3М, Pfisterer, Nexans, Ensto) и их официальных дистрибьюторов.
• Полная комплектность: Набор должен включать все компоненты, включая соединители, герметики, заземляющие проводники, абразивные материалы, инструкцию.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается муфта для кабеля 70 мм² от муфты для, например, 150 мм² на то же напряжение 20 кВ?

Основные отличия заключаются в размерах компонентов: внутреннем диаметре изоляционных трубок и манжет, размере соединительной гильзы. Конструкция и принцип действия идентичны. Муфта для 70 мм² имеет меньшие габариты. Также может отличаться момент затяжки или усилие обжатия для механического соединителя жилы.

Можно ли использовать термоусаживаемую муфту для ремонта кабеля с бумажно-пропитанной изоляцией (БПИ)?

Да, существуют специальные переходные термоусаживаемые муфты для соединения кабелей БПИ-БПИ или БПИ-СПЭ. Их ключевая особенность – наличие маслоудерживающих элементов и специального герметика для предотвращения утечки пропитки. Монтаж таких муфт сложнее и требует высокой квалификации.

Каков срок службы правильно смонтированной кабельной муфты 20 кВ?

Срок службы качественной муфты, смонтированной с соблюдением технологии в соответствующих условиях, должен быть не менее 30 лет и соизмерим со сроком службы самого кабеля (обычно 30-40 лет). Нарушение технологии монтажа сокращает этот срок в разы.

Как часто и какие испытания нужно проводить на смонтированных муфтах в процессе эксплуатации?

В соответствии с ПТЭЭП и СО 153-34.20.576-2003, кабельные линии с муфтами 20 кВ подвергаются периодическим испытаниям повышенным напряжением постоянного тока (рекомендуемое значение для послеремонтных испытаний – 80 кВ постоянного тока в течение 10 мин). Также в рамках профилактических испытаний измеряется сопротивление изоляции и проверяется состояние контуров заземления.

Что важнее при выборе: цена муфты или стоимость монтажных работ?

В долгосрочной перспективе оба фактора критичны, но экономия на качестве самой муфты или на квалификации монтажников несет высокие риски. Отказ муфты приводит к значительным затратам на поиск повреждения, ремонт и компенсацию недоотпуска энергии. Оптимальный подход – выбор муфты с оптимальным соотношением цена/качество у надежного поставщика и привлечение сертифицированных специалистов для монтажа.

Можно ли монтировать муфту 20 кВ в условиях повышенной влажности или под дождем?

Нет. Монтаж должен производиться только в сухих условиях. Попадание влаги на разделанный кабель или внутренние компоненты муфты до их герметизации недопустимо и приведет к снижению электрической прочности и последующему пробою. При необходимости организуются временные укрытия (палатки) с осушением воздуха.