Кабель высокого напряжения

Что это такое?
Кабель высокого напряжения — это специализированный кабель, предназначенный для передачи электрической энергии в сетях с напряжением свыше 1 кВ (1000 В) . В зависимости от класса напряжения различают кабели среднего (6–35 кВ), высокого (от 35 кВ до 230 кВ), сверхвысокого (до 400 кВ) и ультравысокого (свыше 400 кВ) напряжения . В отличие от воздушных линий электропередачи, такие кабели имеют сложную многослойную изоляцию и экраны, что позволяет прокладывать их под землей, под водой и в условиях плотной городской застройки .

---

Из чего делают?
Конструкция высоковольтного кабеля включает несколько обязательных слоев, каждый из которых выполняет свою функцию :

• Токопроводящая жила — изготавливается из меди или алюминия, сечением от 100 до 2500 мм² и более. Для больших сечений применяется сегментированная (милликен) конструкция, снижающая потери .
• Внутренний полупроводящий экран — выравнивает электрическое поле и обеспечивает гладкую поверхность, предотвращая возникновение частичных разрядов .
• Изоляция — в современных кабелях выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE), который выдерживает длительную рабочую температуру до +90°C и кратковременно до +250°C при коротком замыкании . В старых конструкциях использовалась бумажно-масляная изоляция, но сегодня она встречается редко .
• Наружный полупроводящий экран — также обеспечивает гладкость и исключает воздушные включения .
• Металлический экран — из медных проволок, свинцового сплава или алюминия, служит для отвода токов утечки и выравнивания электрического поля .
• Гидроизоляция — водоблокирующие ленты или свинцовая оболочка для защиты от влаги .
• Броня и наружная оболочка — из стальных лент или проволок (при необходимости) и внешняя оболочка из полиэтилена высокой плотности (HDPE) или ПВХ, устойчивая к ультрафиолету и механическим воздействиям .

Зачем и где это применяют?
Высоковольтные кабели используются для передачи электроэнергии на большие расстояния с минимальными потерями . Основные области применения:

• Энергетика — передача электроэнергии от электростанций к подстанциям и конечным потребителям, соединение энергосистем разных стран .
• Промышленность — подключение крупных заводов и фабрик к высоковольтным сетям, питание мощного оборудования .
• Транспорт — в железнодорожных системах, трамвайных линиях, а также в электромобилях и гибридных автомобилях для передачи энергии от аккумулятора к двигателю .
• Строительство и городская инфраструктура — прокладка подземных кабельных линий в условиях плотной застройки, где воздушные ЛЭП невозможны .
• Специальные применения — в медицинском оборудовании (рентгеновские установки), научных лабораториях (ускорители частиц), а также в военной и аэрокосмической промышленности .

Для подводных и сверхдальних соединений (свыше 30 км) применяются кабели постоянного тока (HVDC), так как передача переменного тока на такие расстояния технически затруднена . Срок службы качественных высоковольтных кабелей может достигать 40 лет и более .

Интересный факт:
При изготовлении высоковольтных кабелей чистота материалов контролируется на микроскопическом уровне. Полупроводящие слои должны быть абсолютно гладкими — даже микроскопические выступы размером в несколько микрон (тоньше человеческого волоса) недопустимы, так как они становятся очагами частичных разрядов, разрушающих изоляцию . Современные заводы производят экструзию изоляции в условиях «чистых комнат», чтобы исключить попадание пыли и посторонних частиц. В России первый силовой кабель на напряжение 500 (550) кВ был изготовлен в 2019 году на АО «Кирскабель» и успешно прошел весь комплекс электрических испытаний, включая предквалификационные испытания .