Подбор барабанного кабеля среднего напряжения для замены европейского кабеля на угольной ТЭС во Вьетнаме

Модернизация кабельного барабана на прибрежной угольной электростанции — это узкая и специфическая закупочная задача. Оборудование кабельного барабана уже установлено, геометрия барабана уже задана, и любой новый кабель должен укладываться в диапазон диаметров, который, скорее всего, был определен много лет назад под изделие другого производителя. Ниже приведен технический разбор одной такой замены: участник тендера во Вьетнаме подбирал барабанный кабель среднего напряжения со встроенным оптическим модулем на 24 волокна для оборудования кабельного барабана на ТЭС Duyên Hải 2 в провинции Trà Vinh — и то, что потребовалось со стороны производства, чтобы ответить на сопутствующие технические вопросы.

Аэрофотоснимок, включённый в проектные материалы, соответствует ТЭС Duyên Hải 2 — угольной электростанции мощностью 1,320 МВт в провинции Чавинь, введённой в коммерческую эксплуатацию в 2021 году и имеющей морской угольный терминал.

Исходные условия: стареющий европейский кабель и фиксированная геометрия барабана

Оборудование кабельного барабана электростанции изначально работало с кабелем от Tratos — итальянского производителя барабанных кабелей с большим опытом в портовых и крановых применениях. Барабанный кабель работает в более тяжелых условиях, чем кабель для стационарной прокладки: весь срок службы он изгибается, скручивается и перематывается под натяжением в каждом цикле, поэтому такому оборудованию со временем требуется замена кабеля в рамках закупочной процедуры оператора станции.

На этом этапе участник, готовивший тендерную заявку, искал за пределами Европы производителя, способного воспроизвести конструкцию существующего изделия и, что критически важно, его габаритные размеры достаточно точно для работы на том же барабане и направляющей арматуре без переделки механики. Именно это привело к техническому диалогу с китайским производителем барабанных кабелей TEBAOFLEX — не как с прямым поставщиком станции, а как с производственным и технико-документационным партнером участника тендера.

Две конструкции для одной задачи

Тендер охватывал две взаимосвязанные конструкции кабеля, обе с номинальным напряжением 8.7/15 kV и одинаковой базовой компоновкой: три силовые жилы, комплект заземляющих проводников, 20-жильный контрольный пучок и 24-fiber оптический модуль — всё в двойной оболочке с армированием Kevlar.

• (N)TSCGEWOU 3×70 + 2×35/2 + (20×2.5)C + 24FO (9/125), 8.7/15 kV
• E5 3×35 + 3×35/3 + (20×2.5)C + 24FO (9/125), 8.7/15 kV

Конструктивная схема варианта 3×70 из общих технических материалов. Вариант 3×35 имеет такую же послойную конструкцию, но отличается размерами проводников.

В обеих конструкциях предусмотрены силовые жилы из лужёной меди, соответствующие классам гибких проводников по DIN VDE 0295 / DIN EN 60228 (IEC 60228) — семейству стандартов, регламентирующему тонкопроволочную скрутку жилы, необходимую для непрерывных изгибов, а не стационарной прокладки. Изоляция выполнена из компаунда 3GI3-type на основе EPR, выбранного благодаря сочетанию диэлектрических характеристик и механической прочности, требуемых при барабанной эксплуатации; как проводник, так и изоляция имеют полупроводящий экран.

Срез барабанного кабеля из собственной производственной линейки TEBAOFLEX, показанный здесь как репрезентативный образец того же семейства многожильных конструкций с оптоволокном, а не фотография конкретных образцов, изготовленных для данного тендера.

То, что в действительности отличает барабанный кабель от стандартного кабеля среднего напряжения, — это все слои поверх сердечника: внутренняя оболочка выполнена из экструдированной резины 5GM3-type, рассчитанной специально на намотку на барабан, а снаружи нее расположена оплетка из арамидного волокна Kevlar, задача которой — воспринимать растягивающие и скручивающие нагрузки каждого цикла намотки на барабан, чтобы они не передавались на жилы и изоляцию внутри. Наружная оболочка из резинового компаунда 5GM5-type разработана для стойкости к погодным воздействиям, холоду, истиранию и воздействию УФ — что актуально для прибрежной площадки с постоянным соленым воздухом и прямым солнцем. Независимо от этого изоляция типа EPR/HEPR рассчитана на длительную работу при температуре примерно до 90°C и допускает нагрев при коротком замыкании примерно до 250°C в течение до пяти секунд — эти показатели согласуются с рабочим диапазоном от −40°C до 90°C и минимальным радиусом изгиба 8×D в статике / 12×D в динамике, заданным для данного изделия.

Главная инженерная задача: попадание в диапазон диаметра

Соответствие спецификации — это одно, а обеспечение диаметра, достаточно точного для работы на существующем барабанном оборудовании, — совсем другое. Именно здесь проходила основная часть технического согласования по данному тендеру. В технической документации участника были указаны:

• Конструкция: 3×35 + 3×35/3 + (20×2.5)C + 24FO — требуемый диаметр с допуском: 56–59 mm — расчётный диаметр TEBAOFLEX: 56.2 mm
• Конструкция: 3×70 + 2×35/2 + (20×2.5)C + 24FO — требуемый диаметр с допуском: 62–65 mm — расчётный диаметр TEBAOFLEX: 63.7 mm

TEBAOFLEX изготовила образцы обеих конструкций и непосредственно измерила их для проверки соответствия указанным диапазонам.

Измерение штангенциркулем образца конструкции 3×35 с маркировкой полного кода конструкции на оболочке; измеренное значение находится в диапазоне 56–59 mm.

Измерение штангенциркулем образца конструкции 3×70 с маркировкой полного кода конструкции на оболочке; измеренное значение находится в диапазоне 62–65 mm.

Оба образца уложились в соответствующие диапазоны допусков. Это важнее, чем может показаться: в барабанной системе кабель завышенного диаметра не просто выглядит несоответствующим — он может заедать в направляющих роликах или неправильно укладываться на барабане; кабель недостаточного диаметра может смещаться и истираться о собственные витки при намотке. Соответствие наружного диаметра фактического готового изделия, а не только документации, является важной частью понятия «эквивалент оригиналу» при такой модернизации.

Разъяснение обозначения, которое часто вызывает вопросы у покупателей

Один момент из тендерной документации заслуживает отдельного рассмотрения, поскольку это распространённый источник путаницы в спецификациях кабелей: различие между обозначением заземляющего проводника 35/2 и 35/3.

Оба обозначения описывают проводник с суммарным сечением 35 mm², распределённым между несколькими жилами: число после косой черты указывает число жил, а не отдельное сечение. Так, 35/2 означает две жилы с общим сечением 35 mm² (по 17.5 mm² каждая), а 35/3 означает три жилы с тем же суммарным сечением 35 mm² (примерно по 11.7 mm² каждая). Суммарное сечение меди в обоих случаях одинаково; отличается лишь способ его распределения, который влияет на гибкость и токовую нагрузку каждой жилы, но не на общую заземляющую способность. Это небольшая деталь обозначения, однако она способна задержать техническую экспертизу, если покупатель интерпретирует «35/3» как «три жилы по 35 mm² каждая», а не как «35 mm², разделённые на три части».

Зачем барабанный кабель оснащается собственной оптоволоконной жилой

В обеих конструкциях этого тендера оптический модуль на 24 волокна (9/125 µm, одномодовый) встроен непосредственно в кабель наряду с медными жилами. Это осознанное конструкторское решение для крупных перегрузочных машин: такому оборудованию, как судовые разгрузчики, стакеры-реклаймеры и аналогичные передвижные или поворотные углеперегрузочные машины, все чаще требуется надежный канал передачи данных в диспетчерскую — для телеметрии приводов, мониторинга машины или систем видеонаблюдения и безопасности, — а прокладка второго отдельного кабеля и установка второго барабана только под оптику увеличивают стоимость и создают еще одну точку отказа. Объединение силовых жил, жил управления и оптоволокна в один барабанный кабель означает один барабан, один приводной механизм и один цикл изгибов вместо двух.

Для указанного оптического модуля определены показатели оптических характеристик: затухание менее 0.4 дБ/км при 1310 нм и менее 0.3 дБ/км при 1550 нм, числовая апертура 0.14 ± 0.02, а также хроматическая дисперсия менее 3.5 пс/(нм·км) при 1310 нм и менее 18 пс/(нм·км) при 1550 нм — стандартные показатели одномодового волокна, подтверждённые для обеих конструкций в ходе технического согласования по тендеру.

Испытания до установки на барабан

Образец кабеля проходит вертикальное испытание на распространение пламени на установке, обозначенной как установка вертикального испытания одиночного провода и кабеля, согласно материалам, предоставленным в ходе тендера.

Характеристики распространения пламени важны для любого кабеля, эксплуатируемого на промышленном объекте. Предоставленные материалы содержат фотодоказательства вертикального испытания образца кабеля на горение, проведённого на специализированной установке для этого испытания. Отдельно TEBAOFLEX имеет сертификаты систем менеджмента ISO 9001, ISO 14001 и ISO 45001, а также одобрение маркировки VDE, соответствие UL/cUL и техническую документацию CE, как указано в опубликованном реестре сертификации компании. Это корпоративные подтверждения, которые дополняют, но не заменяют испытания конкретного изделия, такие как показанное испытание на распространение пламени.

Поставка кабеля китайского производства во Вьетнам

В тендерном обсуждении также рассматривался вопрос, который легко упустить на фоне инженерных деталей, но который не менее важен для стоимости поставки: сертификат происхождения Form E. Form E — это сертификат происхождения, выдаваемый в рамках зоны свободной торговли АСЕАН—Китай. Он позволяет соответствующему требованиям товару китайского производства пройти таможенное оформление во Вьетнаме по льготной, обычно нулевой, импортной пошлине вместо полной стандартной ставки. Как правило, для получения преференции доля китайской составляющей товара — материалов, труда и накладных расходов — должна достигать установленного порога либо товар должен пройти определённое изменение тарифной классификации в процессе производства. Для заявки, которую частично оценивают по цене поставки до объекта, понятная процедура получения Form E является существенной частью коммерческого обоснования закупки заменяющего кабеля в Китае вместо повторного заказа в Европе.

Готовые кабельные барабаны, подготовленные к экспорту, рядом с деревянными ящиками с маркировкой CE, из общего процесса упаковки и экспорта TEBAOFLEX; это типовые материалы, а не конкретные барабаны, изготовленные для данного тендера.

Текущий статус тендерной заявки

На момент подготовки этих материалов заказчик ещё готовил тендерную заявку: описанное техническое согласование было направлено на подготовку спецификации кабеля, чертежей и подтверждающей документации для предложения, а не на заключение заказа. Подтверждены производственные и верификационные работы, лежащие в основе предложения: определены две конструкции, изготовлены образцы и проверены их диаметры на соответствие требуемым допускам, а также определён порядок оформления экспортной документации.

Часто задаваемые вопросы

Что означает «35/3» или «35/2» в спецификации заземляющей жилы барабанного кабеля?

Это суммарное сечение, распределённое между определённым числом жил, а не сечение каждой жилы. 35/2 означает 35 mm² суммарно для двух жил; 35/3 — те же 35 mm² суммарно, распределённые между тремя жилами. В обоих случаях суммарное сечение меди одинаково; различаются гибкость и распределение тока между жилами, но не общая заземляющая способность.

Что такое CO Form E и почему он важен при импорте кабеля из Китая во Вьетнам?

Form E — это сертификат происхождения, выдаваемый в рамках зоны свободной торговли АСЕАН—Китай. Соответствующая требованиям партия товара может пройти таможенное оформление во Вьетнаме по льготной ставке, обычно с нулевой пошлиной, вместо стандартной ставки. Это даёт прямую, поддающуюся расчёту разницу в стоимости поставки импортного кабеля до объекта.

Каков минимальный радиус изгиба для барабанного кабеля среднего напряжения?

Для конструкций, рассматриваемых в данном тендере, заданный минимальный радиус изгиба составляет 8×D (диаметров кабеля) в статических условиях и 12×D в динамических условиях (при намотке на барабан) в рабочем диапазоне температур от −40°C до 90°C. Требования к радиусу изгиба зависят от конструкции кабеля, поэтому данное значение относится к этой конкретной конструкции, а не к барабанному кабелю в целом.

Почему барабанный кабель содержит оптоволоконный модуль наряду с силовыми жилами?

Крупным перегрузочным машинам с одним кабельным барабаном — судовым разгрузчикам, стакерам-реклаймерам и аналогичному оборудованию — все чаще требуются одновременно силовое питание и канал передачи данных в диспетчерскую. Встраивание оптического модуля в тот же барабанный кабель вместе с силовыми и контрольными жилами позволяет избежать прокладки и обслуживания второго кабеля и барабана только для линии передачи данных.

Отправить спецификацию барабанного кабеля на проверку

Сопоставление диаметра, конструкции и профиля сертификации существующего барабанного кабеля прежде всего требует анализа чертежей и образцов. Ассортимент кабелей для намотки TEBAOFLEX линейка барабанных кабелей и кабельные решения для перегрузочной техники и портовых кранов охватывают те же классы напряжения и конструкции, которые рассмотрены здесь. Свяжитесь со TEBAOFLEX через страницу решений , предоставив код конструкции, целевой диаметр или чертёж, чтобы начать техническую проверку.