Materiály na vn vedení – trendy (1.díl)

 –

Úvod: Trochu historie
Už od počátků elektrifikace bylo třeba řešit otázku, jak dostat (přenést) energii, vyrobenou v elektrárně ke spotřebiči. A tehdy byla tato otázka skutečně stejně aktuální, jako otázky výroby elektrické energie a její přeměny na užitečnou práci. Postupem času se došlo k určitým standardním řešením a ta přetrvávala dlouhou dobu. Tak dlouhou, že už se nad nimi přestalo uvažovat a začaly se brát jako něco neměnného, daného na věky. A tak v současné době narážíme v oblasti materiálů na rozvody a přenosy elektrické energie na hluboko zakořeněný konzervatizmus, který někde už začíná způsobovat i určité technické zaostávání.
V oblasti venkovních vedení se takovým standardem stala AlFe lana, v oblasti kabelových vedení pak na NN kabely s izolací a pláštěm z PVC, na vn kabely s izolací z XLPE a pláštěm z polyetylénu (a v ČR pak ještě s druhým pláštěm z PVC).
Na několika příkladech si ukážeme, že technický rozvoj v této oblasti se nezastavil. Jde přitom o řešení natolik průkazně přínosná, že se tímto směrem vydávají nejen bohaté státy, ale i Maďarsko, Rumunsko, Bulharsko a další.

Koncovky na vn kabely
Kabel je třeba nejen vodivě připojit, ale jeho konec je většinou nutno chránit proti vnikání vlhkosti. To je požadavek platný i pro nn. Na vn k tomu přistupuje řada dalších funkcí, a to řízení pole a ochrana před plazivými proudy (resp. jejich účinky). Od vn koncovek pak požadujeme ještě řadu dalších vlastností, jako odolnost UV záření a znečištěnému prostředí, případně odolnost proti přeskoku.
Dříve se koncovky vytvářely vinutím z několika různých typů pásek, což byla práce zdlouhavá a choulostivá. Výsledek závisel nejen na šikovnosti a spolehlivosti montéra, ale třeba i na počasí a dalších, těžko ovlivnitelných skutečnostech. Dnes tato metoda zůstává pro některé výjimečné případy.
Později byla vyvinuta metoda zalévání koncovek, s kterou mají naši starší kabeláři také neblahé zkušenosti. Pracnost už sice byla menší, ale ostatní vlivy se projevovaly stejně, jako při navíjení.
Před několika desítkami let byla zavedena metoda smršťování koncovek za tepla. Ve své době představovala radikální zvýšení produktivity díky zjednodušení montáže a tím i snížení možných chyb při montáži. Vývoj však pokračoval a přinesl soubory nasouvané, které opět představovaly obrovský pokrok, a to z několika důvodů. Opět tu bylo další zjednodušení montáže, ale také to, co smršťování teplem nikdy nemůže nabídnout – a to, že soubor je již kompletně hotový ve výrobním závodě a může se tam jako takový kusově odzkoušet. Nevýhodou této metody bylo to, že koncovka se hodila jen na velmi úzký rozsah průřezů. Muselo se tedy používat několik různých velikostí. Tento nedostatek řešili někteří výrobci tak, že změkčovali konstrukční materiál až za rozumnou mez. Koncovky pak z kabelu sklouzávaly, nebo podléhaly dalším škodlivým vlivů.

Řešení 3M
Začátkem sedmdesátých let přišla firma 3M s řešením metodou smršťování za studena. Koncovky jsou opět kompletně hotové a kusově vyzkoušené ve výrobním závodě, ale před expedicí jsou radiálně roztažené a nastrčené na nosnou trubku. V tomto stavu mají skladovatelnost 5 let. Při montáži se pak jen vytáhne nosná spirála a koncovka se sevře na připravený kabel. Sevření je tak těsné, že zaručuje těsnost na 5 bar (50 m hluboko pod vodou) aniž by bylo zapotřebí nějaké lepidlo. Vylepšený materiál koncovek má přirozenou odolnost UV záření díky energii molekulárních vazeb v silikonu, je mimořádně odolný plazivým proudům a navíc je trvale ohebný.

Po počátečním váhání si tato konstrukce získala nejvyšší uznání, jako nejjednodušší a nejspolehlivější technologie montáže vn koncovek. Dnes již je s koncovkami 3M, smršťovanými za studena, přes třicet let provozních zkušeností. V České republice byly první koncovky QTII namontovány v roce 1992 a dnes je u nás již v provozu několik desítek tisíc sad těchto koncovek na různé napětí.
Vzhledem k jejich oblibě začali i další výrobci kabelových souborů smršťování za studena různým způsobem napodobovat s tím, že je snaha různými způsoby obejít metodu, vyvinutou v laboratořích 3M, případně použít jiné, levnější materiály.
Pro osvědčené vlastnosti koncovek 3M jsou tyto používány nejen v zemi jejich původu – v USA, ale i v EdF, ENELu, v britských, rakouských a holandských energetikách, ale v hojné míře také v Maďarsku, Rumunsku i Bulharsku.

Jaké jsou důvody, které tyto energetiky vedly k tomu, že si vybrali právě koncovky 3M?
Zásadní otázkou je spolehlivost a celková cena. Spolehlivost přitom záleží nejen na konstrukci a použitých materiálech, ale i na jednoduchosti montážního postupu, potřebě dalších (pomocných) materiálů, možnosti záměny dílů a jiných chyb (což ve svém důsledku jsou opět otázky vhodné konstrukce).
Postup montáže koncovek 3M řady QTII vidíte na obrázcích.

Montáž koncovky QT II

Celková cena pak zobrazuje nejenom cenu koncovek, ale je v ní zahrnuta i spotřeba práce montéra, pomocné materiály, spolehlivost, nároky na další nářadí a školení, náklady na skladování (pokud jeden soubor pokryje celý rozsah průřezů, jsou tyto náklady nižší, než když je třeba více velikostí). V řadě případů se do celkových nákladů zobrazí i tzv. náklady na nedodávku, tedy ztráta, kterou utrpí rozvodný podnik tím, že linka je po dobu práce odpojená (tyto náklady jsou mnohonásobně vyšší, než vlastní cena elektrické energie). Pokud má soubor krátký čas montáže, tyto náklady se snižují.

(pokračování)