Низковольтная и средневольтная конструкции: что изменяется выше 1 кВ

Сопоставление

Сопоставим конструкции изготовителя для двух диапазонов на примере одного семейства YJV:

0,6/1 кВ — компактная многожильная медная жила класса 2 по МЭК 60228 / изоляция XLPE с нормированной температурой 90 °C / оболочка ПВХ или FR-PVC типа ST по МЭК 60502, чёрная.

3,6/6 кВ и выше — компактная многожильная медная жила класса 2 по МЭК 60228 / полупроводящий экран по жиле / изоляция XLPE с нормированной температурой 90 °C / полупроводящий экран по изоляции / экран из медной ленты / оболочка ПВХ или FR-PVC типа ST по МЭК 60502, чёрная.

Что общего: класс жилы, материал изоляции и её нормированная температура 90 °C, а также требования к оболочке. Что добавлено: три слоя, из которых металлический только один.

Почему экраны — не дополнительная изоляция

Два полупроводящих экрана — это элементы, которые в спецификации чаще всего понимают неверно. Они полупроводящие и потому не увеличивают электрическую прочность изоляции: они проводят ток, поэтому и не могут её увеличивать.

Их функция — геометрическая. Многожильная жила имеет неровную поверхность на микроуровне, и при средневольтном напряжении возникающая в промежутках между проволоками концентрация поля может инициировать частичный разряд, разрушающий изоляцию изнутри. Экран по жиле формирует гладкую эквипотенциальную поверхность, за счёт чего поле в изоляции распределяется равномерно; экран по изоляции выполняет ту же задачу на внешней границе. Без них одно лишь увеличение толщины изоляции проблемы не решает, поскольку разряд начинается с поверхностного дефекта, а не в объёме изоляции.

Практические последствия

Дополнительные слои меняют способ монтажа и выполнения концевых заделок, а не только запись в спецификации.

Концевая заделка становится многоступенчатой операцией: металлический экран необходимо заделать и заземлить, а полупроводящий экран по изоляции — аккуратно снять на нормированную длину и снять напряжение с кромки среза. Средневольтная концевая заделка, выполненная по низковольтной технологии, — частая причина ранних отказов.

Металлический экран также вводит в действие ограничение по магнитным трубам: одножильные кабели нельзя прокладывать в магнитных трубах, поскольку наведённый в трубе блуждающий ток увеличивает потери и нагрев. На монтаже 0,6/1 кВ ни одно из этих требований не возникает.

Выбор между ними

Выбор определяется напряжением системы, а не предпочтением. Кабель 0,6/1 кВ — не более дешёвый средневольтный кабель, а средневольтная конструкция — не более прочная низковольтная: они изготавливаются по разным стандартам, МЭК 60502-1 и МЭК 60502-2 соответственно, с разными правилами толщины изоляции и разными испытательными напряжениями.

Если в проекте напряжение меняется через трансформатор, спецификация кабелей должна следовать напряжению на каждой стороне, а не сводиться к одной конструкции. Единая конструкция повышенного напряжения по всему объекту добавляет стоимость концевых заделок и сложность к каждой низковольтной цепи без соответствующей выгоды.