Муфты кабельные с бумажной изоляцией 10 Кв

Муфты кабельные с бумажной изоляцией 10 кВ: конструкция, типы, монтаж и эксплуатация

Кабельные муфты 10 кВ для кабелей с бумажной пропитанной изоляцией представляют собой специализированные соединительные и концевые устройства, обеспечивающие электрическую непрерывность, механическую прочность, герметичность и надежную изоляцию жил в точке разделки кабеля. Их применение обусловлено особенностями конструкции силовых кабелей с бумажной изоляцией, которые, несмотря на развитие полимерных технологий, остаются в эксплуатации в сетях среднего напряжения и требуют особого подхода к обслуживанию и ремонту. Основная функция муфты — восстановление всех защитных и изоляционных оболочек кабеля в месте соединения или на его конце для подключения к оборудованию.

Конструктивные особенности кабелей с бумажной изоляцией 10 кВ

Для понимания устройства муфт необходимо знать структуру кабеля, для которого они предназначены. Трехжильный кабель 10 кВ с поясной изоляцией имеет типовую конструкцию:

• Токопроводящая жила: Алюминиевая или медная, секторной или круглой формы.
• Фазная изоляция: Спирально наложенные ленты кабельной бумаги, пропитанные вязким маслоканифольным составом.
• Заполнение межфазного пространства: Жгуты из бумажных прядей или бумажные жгуты.
• Поясная изоляция: Общий слой бумажных лент поверх скрученных изолированных жил.
• Экран (полупроводящая бумага): На поясную изоляцию наложен слой полупроводящей бумаги для выравнивания электрического поля.
• Свинцовая или алюминиевая оболочка: Герметичная металлическая оболочка, защищающая изоляцию от влаги и воздуха.
• Защитный покров (броня): Две стальные ленты (реже проволоки) с антикоррозионными подушками (битум, полимерные ленты, крепированная бумага).

Главная особенность такого кабеля — гигроскопичность бумажной изоляции и необходимость поддержания герметичности для предотвращения осушения пропитки и увлажнения, что приводит к резкому снижению электрической прочности.

Классификация муфт для кабелей 10 кВ с бумажной изоляцией

1. По назначению

• Соединительные муфты (С): Предназначены для электрического и механического соединения двух или более отрезков кабеля в одну непрерывную линию. Должны обеспечивать полную герметизацию стыка.
• Концевые муфты (К): Устанавливаются на концах кабеля для подключения к открытым шинам распределительных устройств, силовым трансформаторам или другому оборудованию. Бывают наружной (установки на открытом воздухе) и внутренней установки.
• Стопорные муфты: Разновидность соединительных муфт, используемая на кабелях с обедненной пропиткой или на вертикальных трассах для предотвращения стекания пропиточного состава.

2. По материалу корпуса и технологии монтажа

• Свинцовые муфты: Классический тип. Корпус муфты формируется из свинцовой трубы методом развальцовки и облуживания с последующей опрессовкой или пайкой. Требуют высокой квалификации монтажника.
• Эпоксидные муфты (ЗПЭ/ПЗЭ): Корпус представляет собой разборную металлическую или пластмассовую форму, которая после разделки кабеля и сборки внутренней конструкции заливается эпоксидным компаундом. После отверждения форма разбирается.
• Чугунные муфты: Соединительные муфты с разборным чугунным корпусом, заполняемым битумной или кабельной массой. Обладают высокой механической прочностью, но сложны в монтаже.
• Литые муфты из термопластичных материалов (ТПМ): Современный тип, где корпус формируется путем заливки расплавленного термопластика (например, полиуретана) в специальную опалубку вокруг подготовленного соединения. Обеспечивают хорошую адгезию и герметизацию.

Устройство и ключевые элементы типовой соединительной муфты

Конструкция муфты повторяет слои кабеля, восстанавливая их в зоне соединения.

• Разделанные концы кабеля: Жилы освобождены от изоляции на длину, необходимую для соединения (обычно с помощью пайки или механического соединителя).
• Соединение жил: Гильзы для опрессовки или пайки.
• Восстановление фазной изоляции: На место соединения жил накладываются рулонные материалы — бумажные липкие ленты (ЛЛС, ЛЭС) или лавсановые ленты с нанесением эпоксидного компаунда, либо используются заранее изготовленные бумажно-масляные изоляционные гильзы.
• Восстановление экрана (полупроводящего слоя): Накладывается полупроводящая лента или графитизированная ткань.
• Восстановление металлической оболочки: У свинцовых муфт — свинцовый корпус, припаянный или опрессованный на свинцовые оболочки кабелей. У эпоксидных — металлический экран в виде проволочной сетки, соединенной с оболочками кабеля.
• Герметизация и бронирование: Внешний защитный покров. У свинцовых муфт — наложение битумированных или ПВХ-лент, бронелент. У эпоксидных — после снятия формы на корпус накладывается бронепокров.
• Заземление: Обязательное соединение металлических оболочек, экранов и брони соединяемых кабелей перемычкой с выводом для подключения к контуру заземления.

Технология монтажа соединительной эпоксидной муфты (на примере)

Монтаж выполняется по инструкции производителя. Основные этапы:

1. Подготовка: Отключение кабеля, проверка отсутствия напряжения, заземление. Разметка и установка муфтовой рамы.
2. Разделка кабелей: Послойное снятие наружных покровов, брони, оболочки, поясной и фазной изоляции с соблюдением размеров, указанных в паспорте муфты.
3. Подготовка жил и соединение: Опрессовка жил соединительными гильзами.
4. Изоляция соединений: Тщательная очистка, обезжиривание. Наложение внутренних слоев изоляции (ленты, пропитанные эпоксидным компаундом).
5. Установка экрана и заземления: Монтаж проволочного экрана, соединение его с металлическими оболочками кабелей и перемычкой заземления.
6. Сборка формы: Установка разборной металлической формы, центровка, герметизация торцевых уплотнений.
7. Приготовление и заливка компаунда: Смешивание эпоксидной смолы с отвердителем строго по инструкции и заливка в форму через заливочную горловину.
8. Отверждение и завершение работ: Выдержка до полного отверждения компаунда (8-12 часов), разборка формы, наложение наружного бронепокрова, подключение заземления.

Сравнительная таблица типов муфт 10 кВ для бумажно-масляных кабелей

Тип муфты	Материал корпуса/заливки	Преимущества	Недостатки	Основная область применения
Свинцовая	Свинец, припой, бумажно-масляные ленты	Высокая герметичность, гибкость, долговечность, ремонтопригодность	Трудоемкий монтаж, требующий высокой квалификации; необходимость использования открытого огня; большой вес	Ответственные линии, ремонт в стесненных условиях, историческая реконструкция
Эпоксидная (ЗПЭ)	Эпоксидный компаунд, разборная форма	Высокая механическая и электрическая прочность, хорошая адгезия, не требует открытого огня	Невозможность разборки после отверждения, критичность к точности дозировки компонентов и температуре заливки	Наиболее распространенный тип для новых соединений и ремонта в любых условиях
Чугунная заливная	Чугунный корпус, битумная или мастичная заливочная масса	Высокая механическая защита, простота конструкции	Большие габариты и вес; риск утечки массы при перегреве; трудоемкий монтаж	Кабельные линии в зонах с высокими механическими нагрузками (под дорогами)
Литая из ТПМ	Полиуретан, термопластичные материалы	Быстрый монтаж, отличная герметизация и адгезия, безусадочность, возможность разборки термическим способом	Требуется специализированное оборудование для разогрева и заливки; высокая стоимость материалов	Современный ремонт и монтаж, включая работы в условиях повышенной влажности

Требования нормативных документов

Проектирование, монтаж и эксплуатация кабельных муфт 10 кВ регламентируется следующими основными документами:

• ПУЭ (Правила устройства электроустановок), Глава 2.3: Определяет общие требования к кабельным линиям и их соединениям.
• СО 153-34.20.576-2003 (Инструкция по монтажу муфт): Устаревший, но часто используемый документ, подробно описывающий технологии монтажа свинцовых и эпоксидных муфт.
• ГОСТ Р 50571.15-97 (МЭК 364-5-52-93): Электрические установки зданий. Выбор и монтаж электрооборудования.
• Инструкции заводов-изготовителей: Являются основным руководством при монтаже конкретного типа муфты.
• ПТЭЭП (Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей): Требования к эксплуатации и испытаниям.

Контроль качества и диагностика

После монтажа муфта подвергается контролю:

• Визуальный осмотр: Проверка геометрии, отсутствия трещин, пустот, правильности наложения бронепокрова.
• Измерение сопротивления изоляции: Мегаомметром на 2500 В.
• Испытание повышенным напряжением выпрямленного тока: Стандартное испытание для кабельных линий 10 кВ. На муфту, как часть линии, подается напряжение 60 кВ в течение 10 минут. Ток утечки не должен иметь тенденции к росту.
• Контроль герметичности: Для свинцовых муфт — опрессовка сжатым воздухом под давлением 0,15-0,2 атм с контролем манометром в течение нескольких часов.
• Тепловизионный контроль в эксплуатации: Выявление локальных перегревов в местах плохого контакта.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос 1: Можно ли устанавливать муфту на вертикальном участке кабельной линии?

Да, но с учетом типа кабеля и муфты. Для кабелей с обедненной пропиткой на вертикальных и крутонаклонных трассах необходимо использовать стопорные муфты, конструкция которых предотвращает стекание пропиточного состава. При монтаже эпоксидных муфт на вертикальном участке требуется особая тщательность при заливке компаунда, часто используются формы с несколькими заливочными отверстиями.

Вопрос 2: Что делать, если при разделке кабеля обнаружилось увлажнение бумажной изоляции?

Монтаж муфты на таком участке категорически запрещен. Необходимо отрезать увлажненный участок кабеля до места, где бумажная изоляция имеет сухой вид и при сгибании не оставляет влажных следов. Если длина оставшегося кабеля недостаточна, требуется вставка нового отрезка через две соединительные муфты.

Вопрос 3: Чем обусловлен выбор между свинцовой и эпоксидной муфтой в современных условиях?

Выбор зависит от условий и ресурсов. Эпоксидные муфты более технологичны, не требуют свинцовых работ и открытого огня, что важно в пожароопасных местах. Свинцовые муфты предпочтительны при ремонте в стесненных условиях (колодцах), где сложно установить громоздкую форму, или для ремонта старых линий методом «встык», где требуется высокая гибкость корпуса. Однако квалификация монтажников для свинцовых работ сегодня встречается реже.

Вопрос 4: Какова средняя наработка на отказ правильно смонтированной муфты 10 кВ?

Срок службы качественно смонтированной муфты должен быть сопоставим со сроком службы самого кабеля и может превышать 30 лет. Ключевые факторы, влияющие на долговечность: соблюдение технологии монтажа, отсутствие механических напряжений в месте установки, стабильность нагрузки и отсутствие внешних повреждений.

Вопрос 5: Можно ли соединять кабель с бумажной изоляцией и кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) через муфту?

Да, для этого существуют специальные переходные муфты. Их конструкция учитывает разные диэлектрические свойства и конструкцию экранов кабелей. В таких муфтах критически важно обеспечить плавное распределение электрического поля и надежное соединение разнородных экранов. Монтаж должен выполняться исключительно специалистами с опытом подобных работ.

Вопрос 6: Каковы основные причины отказов муфт в эксплуатации?

• Нарушение технологии монтажа (плохая очистка, неправильная дозировка компаунда, некачественная пайка).
• Механические повреждения при засыпке или сторонними организациями.
• Просадка грунта, приводящая к изгибающим нагрузкам на муфту.
• Перегрузка кабельной линии, вызывающая перегрев и старение изоляции в муфте.
• Нарушение герметичности, приводящее к увлажнению бумажной изоляции.

Заключение

Кабельные муфты 10 кВ для кабелей с бумажной изоляцией являются критически важными элементами кабельной линии, от качества которых напрямую зависит надежность электроснабжения. Широкий спектр типов муфт (свинцовые, эпоксидные, литые) позволяет выбрать оптимальное решение для конкретных условий монтажа и эксплуатации. Успешная работа муфты на протяжении десятилетий определяется строгим соблюдением инструкций по монтажу, использованием качественных материалов и инструментов, а также высокой квалификацией персонала. Регулярный диагностический контроль и своевременное обслуживание позволяют выявлять и предотвращать развитие дефектов, обеспечивая длительный и безотказный ресурс всего соединения.