Кабели на напряжение 20 кВ относятся к категории кабелей среднего напряжения и применяются в распределительных электрических сетях, обеспечивающих передачу электроэнергии от подстанций питающих центров до трансформаторных подстанций потребителей. Класс напряжения 20 кВ активно развивается в отечественной энергетике как перспективный стандарт для городских и пригородных распределительных сетей: он обеспечивает значительно большую пропускную способность по сравнению с традиционным уровнем 10 кВ при сопоставимых затратах на строительство инфраструктуры, что делает его экономически привлекательным для развития сетей в крупных городах и промышленных районах с высокой плотностью нагрузок.
Конструктивные особенности кабелей среднего напряжения
Кабели 20 кВ конструктивно существенно сложнее кабелей низкого напряжения. Высокое рабочее напряжение требует принципиально иного подхода к построению изоляционной системы. Основная изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ) — стандарт для кабелей среднего и высокого напряжения — должна быть абсолютно однородной, без включений и дефектов, способных стать источником частичных разрядов и постепенной деградации изоляции. Поверх основной изоляции каждой жилы наносится полупроводящий экранирующий слой, а затем — металлический экран из медных проволок или лент, обеспечивающий равномерность электрического поля и защиту от наведённых токов.
Конструкция кабеля 20 кВ включает последовательно: токопроводящую жилу из меди или алюминия, внутренний полупроводящий слой, изоляцию из сшитого полиэтилена, наружный полупроводящий слой, металлический экран, поясную оболочку и наружную защитную оболочку из ПВХ или полиэтилена. При необходимости прокладки в земле добавляется броня из стальных лент или проволок. Такая многослойная конструкция обеспечивает равномерное распределение электрического поля по всему объёму изоляции и предотвращает возникновение опасных концентраций напряжённости поля на границах слоёв.
Воздушные линии 20 кВ: провод СИП-3
Наряду с подземными кабельными линиями, сети 20 кВ реализуются в виде воздушных линий с применением самонесущих изолированных проводов. Для воздушных линий электропередачи напряжением до 35 кВ применяется провод серии СИП-3 — одножильный самонесущий провод с изоляцией из сшитого полиэтилена, рассчитанный на длительную работу в атмосферных условиях под воздействием ветровых, гололёдных и температурных нагрузок.
Провод СИП-3 1х70 с сечением жилы 70 мм² — одна из наиболее востребованных марок для строительства и реконструкции воздушных линий 20 кВ. Алюминиевая жила с несущим стальным сердечником обеспечивает необходимую механическую прочность на пролётах между опорами, а изоляция из сшитого полиэтилена выдерживает рабочее напряжение 20 кВ в течение всего нормативного срока службы — не менее 40 лет при соблюдении условий эксплуатации. Конструкция СИП-3 исключает возможность короткого замыкания при схлёстывании проводов под ветровой нагрузкой — принципиальное преимущество перед неизолированными проводами традиционных ВЛ, которое особенно значимо в районах с интенсивным гололёдообразованием и сильными ветрами.
Применение СИП-3 на линиях 20 кВ обеспечивает ряд эксплуатационных преимуществ перед традиционными неизолированными проводами АС. Снижается число отключений по причине грозовых перекрытий и схлёстываний — это напрямую улучшает показатели надёжности электроснабжения потребителей. Уменьшаются охранные зоны ВЛ: изолированные провода допускают меньшие расстояния до деревьев и строений, что критично при прокладке линий в застроенных районах и лесных массивах. Снижаются затраты на техническое обслуживание: изолированные провода не требуют регулярной расчистки трассы от древесной растительности в тех же объёмах, что и неизолированные.
Проектирование кабельных и воздушных линий 20 кВ
Выбор между подземной кабельной линией и воздушной линией с СИП-3 на напряжение 20 кВ определяется комплексом факторов: условиями трассы, требованиями к надёжности электроснабжения, стоимостью строительства и эксплуатационными затратами. В городской застройке и на промышленных предприятиях предпочтение, как правило, отдаётся подземным кабельным линиям — они не занимают воздушного пространства, не создают опасности для персонала при работах вблизи трассы и обеспечивают высокую надёжность электроснабжения. В сельской местности, в районах с малой плотностью застройки и при необходимости экономии капитальных затрат воздушные линии с СИП-3 остаются конкурентоспособным решением.
Сечение жилы кабеля или провода выбирается по расчётному току нагрузки с учётом перспективного роста электропотребления, допустимого нагрева жилы в нормальном и послеаварийном режимах, а также допустимых потерь напряжения на линии. Для протяжённых линий 20 кВ в сельских распределительных сетях определяющим нередко оказывается именно допустимое падение напряжения, а не тепловой расчёт.
В «Энергограде» кабели и провода для линий 20 кВ представлены в ассортименте, достаточном для реализации проектов строительства и реконструкции распределительных электрических сетей. Подберём оптимальную марку под требования проекта, предоставим техническую документацию и обеспечим поставку в сжатые сроки — обращайтесь к нашим специалистам.