Кабель высокого напряжения

Что это такое?
Кабель высокого напряжения — это специализированный тип кабеля, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии на большие расстояния с напряжением обычно свыше 6 кВ (более точно — от 35 до 500 кВ и выше, по некоторым классификациям — от 110 кВ) . В отличие от низковольтных или средневольтных аналогов, он обладает усиленной многослойной конструкцией, обеспечивающей исключительную электрическую прочность, высокую термостойкость и надежную защиту от внешних воздействий.

Из чего делают?
Конструкция высоковольтного кабеля намного сложнее, чем у силовых кабелей среднего и низкого напряжения, и включает в себя несколько ключевых элементов :

• Токопроводящая жила: Изготавливается из меди или алюминия. Для больших сечений используется уплотненная круглая или сегментированная (конструкция Милликена) форма для снижения потерь и облегчения кабеля .
• Внутренний полупроводящий экран: Наносится непосредственно на жилу для выравнивания электрического поля и устранения зазоров между жилой и изоляцией.
• Изоляция: Ключевой элемент. В современных кабелях повсеместно используется сшитый полиэтилен (XLPE) — «сшитый» под воздействием химических реагентов или радиации полиэтилен. Этот материал обеспечивает надежную защиту при температуре жилы до +90°C в рабочем режиме и выдерживает нагрев до +250°C при коротком замыкании . В устаревших конструкциях встречается бумажно-масляная изоляция, пропитанная специальным составом .
• Наружный полупроводящий экран: Аналогично внутреннему, накладывается поверх изоляции для обеспечения равномерности электрического поля и отсутствия воздушных включений .
• Металлический экран (оболочка) и защитные слои: Может быть выполненным из медных проволок, свинцового сплава или гофрированного алюминия. Служит для отвода токов короткого замыкания и, в случае свинцовой или алюминиевой оболочки, — в качестве мощного влагозащитного барьера . Поверх него накладываются полимерные оболочки (ПЭ, ПВХ) для защиты от механических повреждений, коррозии, грызунов, а также водо- и огнестойкие ленты .

Зачем и где это применяют?
Такие кабели являются основой для магистральных электропередающих систем, связывающих электростанции и мощные подстанции. Их применение критически важно для энергоснабжения мегаполисов, крупных промышленных предприятий и в проектах возобновляемой энергетики (например, соединение морских ветряных ферм с сушей ).

Интересный факт:
«Сшитый полиэтилен (XLPE)» — буквально означает, что молекулы полиэтилена «сшиваются» в трехмерную сетку, превращая обычный термопластичный материал в нечто подобное резине, которое не плавится при нагреве. Это делает кабель значительно надежнее и позволяет ему проводить большие токи. Срок службы качественного кабеля с XLPE-изоляцией может превышать 30–40 лет . Современные сверхвысоковольтные кабели, работающие на напряжения 110 кВ, 220 кВ и выше, строятся по одножильной схеме (одна токоведущая жила и своя система изоляции и экранов), а фазы трехфазной системы укладываются рядом (трилистником или в плоскость) .