Кабель ЦСБШв 3х120: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель ЦСБШв 3х120 представляет собой силовой кабель с бумажной пропитанной изоляцией, предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение до 10 кВ частотой до 100 Гц или до 25 кВ в сетях постоянного тока. Маркировка расшифровывается следующим образом: Ц – изоляция жил бумажная, пропитанная нестекающим составом, С – свинцовая оболочка, Б – броня из двух стальных лент, Шв – защитный шланг (покров) из поливинилхлоридного пластиката. Цифра 3 указывает на количество основных токопроводящих жил, а 120 – на номинальное сечение каждой жилы в мм².
Конструкция кабеля ЦСБШв 3х120
Конструкция кабеля является многослойной и обеспечивает высокую надежность в тяжелых условиях эксплуатации. Рассмотрим каждый элемент подробно.
1. Токопроводящая жила
Основные жилы сечением 120 мм² выполняются из медной проволоки. В зависимости от требований гибкости, жила может быть однопроволочной (класс 1 по ГОСТ 22483) или многопроволочной (класс 2). Для сечения 120 мм² чаще применяется многопроволочная конструкция, обеспечивающая достаточную гибкость для транспортировки и монтажа. Жилы имеют стандартную цветовую или цифровую идентификацию.
2. Фазная изоляция
Каждая токопроводящая жила изолирована бумажными лентами, пропитанными вязким нестекающим изоляционным составом. Это ключевое отличие от кабелей с пластмассовой изоляцией. Бумажно-масляная изоляция обладает высокой электрической прочностью, отличными диэлектрическими характеристиками и устойчивостью к тепловому старению, что критически важно для сетей высокого напряжения.
3. Поясная изоляция
Поверх скрученных изолированных жил накладывается поясная изоляция, также из бумажных лент. Она служит для дополнительного выравнивания электрического поля и укрепления сердечника кабеля.
4. Заполнители и экран
Пространство между изолированными жилами заполняется жгутами из бумаги или другим эквивалентным материалом для придания кабелю круглой формы. Поверх поясной изоляции может накладываться экран из электропроводящей бумаги или полупроводящего материала, особенно в кабелях на напряжение 6 кВ и выше, для снижения воздействия электрических полей на металлическую оболочку.
5. Герметичная оболочка
Кабель имеет свинцовую (С) или свинцовосодержащую оболочку. Она выполняет две основные функции: абсолютную герметизацию бумажной пропитанной изоляции от проникновения влаги и воздуха, а также создание радиального барьера для нестекающего пропиточного состава. Свинец химически стоек ко многим средам и обеспечивает долговечность конструкции.
6. Защитные покровы (Броня и шланг)
Поверх свинцовой оболочки накладывается подушка из битума, крепированной бумаги или ПВХ-лент, которая защищает металлическую оболочку от коррозии и механических повреждений от брони. Далее следует броня (Б) из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с зазором. Она обеспечивает защиту от механических воздействий (сдавливания, ударов, растяжения), а также от грызунов. Внешний покров – защитный шланг из поливинилхлоридного пластиката (Шв). Он предохраняет броню от коррозии и обеспечивает дополнительную механическую защиту.
Основные технические характеристики и параметры
Электрические параметры (при температуре жилы +20°C)
| Параметр | Значение | Примечания |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U (Um) | 6/10 (12) кВ или 10/10 (12) кВ | U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, Um – максимальное |
| Сопротивление жилы постоянному току, не более | 0.153 Ом/км | Для медной жилы при 20°C |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц | 25 кВ (для 6/10 кВ) 30 кВ (для 10/10 кВ) | Продолжительность испытания 10 мин. |
| Емкость жилы относительно экрана/оболочки | ~0.35-0.45 мкФ/км | Зависит от конструкции и напряжения |
Токовые нагрузки (длительно допустимые токи)
Допустимые токи нагрузки зависят от условий прокладки. Справочные данные для кабеля ЦСБШв 3х120 при прокладке в земле (траншее) и в воздухе.
| Условия прокладки | Темп. жилы, °C | Длительно допустимый ток, А | Примечания |
|---|---|---|---|
| В земле (один кабель в траншее) | +80 | ~320-340 А | Удельное тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт, глубина прокладки 0.7-1.0 м |
| В воздухе (один кабель) | +80 | ~350-370 А | Темп. воздуха +25°C, свободный обдув |
Важно: Точные значения токовых нагрузок должны определяться по актуальным нормативным документам (ПУЭ 7 изд., ГОСТ 18410-73) с учетом всех поправочных коэффициентов: на температуру земли/воздуха, количество работающих кабелей вплотную, глубину прокладки и т.д.
Механические и климатические характеристики
- Минимальный радиус изгиба: 25 наружных диаметров кабеля при прокладке. Для кабеля с многопроволочными жилами – 20 диаметров при монтаже после предварительного подогрева.
- Диапазон рабочих температур: от -50°C до +50°C. Прокладка без предварительного подогрева допускается при температуре не ниже 0°C.
- Допустимая температура нагрева жил: в длительном режиме +80°C, в режиме перегрузки +90°C, в аварийном режиме (не более 6 ч) +105°C.
- Стойкость к короткому замыканию: Максимальная температура жилы при КЗ +250°C (расчетная длительность до 4 с).
- Магистральные линии в сетях 6-10 кВ городского и промышленного распределения.
- Питание мощных потребителей на промышленных предприятиях (подстанции, цеха).
- Прокладка в кабельных туннелях, коллекторах, по эстакадам и в галереях.
- Прокладка в земле (траншеях) при наличии условий, исключающих механические повреждения (броня защищает от случайных воздействий, но не от раскопок землеройной техникой).
- Участки с повышенной пожарной опасностью, так как кабель не распространяет горение при одиночной прокладке.
- Транспортировка и хранение: Барабаны должны храниться в закрытых помещениях или под навесом. Перекатывать барабаны можно только в направлении, указанном стрелкой.
- Раскатка: Допускается раскатка с применением кабельных роликов. Запрещено сбрасывать кабель с высоты, подвергать резким ударам.
- Монтаж соединительных и концевых муфт: Требует высокой квалификации персонала. Необходима тщательная ступенчатая зачистка изоляции, экранов, соблюдение геометрии и абсолютная герметизация соединения для защиты от влаги и сохранения нестекающего состава.
- Контроль изоляции: Перед включением под напряжение обязательно измерение сопротивления изоляции мегомметром на 2500 В. Значение должно быть не менее 100 МОм на километр длины при +20°C.
- Электрические испытания после монтажа: Высоковольтные испытания постоянным напряжением (рекомендуемое значение для кабеля 10 кВ – 60 кВ в течение 10 мин.) для выявления возможных повреждений при монтаже.
Область применения и способы прокладки
Кабель ЦСБШв 3х120 предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:
Запрещена прокладка по неровным трассам с большими перепадами по высоте (более 15-25 м), так как нестекающий пропиточный состав может иметь ограничения по вертикальному перемещению. Для таких трасс используются кабели с обедненно-пропитанной изоляцией (ЦСП).
Сравнение с аналогами и выбор альтернатив
При выборе кабеля на напряжение 6-10 кВ необходимо учитывать преимущества и недостатки бумажной изоляции по сравнению с современной сшито-полиэтиленовой (СПЭ).
| Параметр | Кабель ЦСБШв (с бумажной изоляцией) | Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (например, ПвПБбШп) |
|---|---|---|
| Допустимая температура жилы | До +80°C (длит.) | До +90°C (длит.) |
| Допустимые перегрузки | Ограничены | Выше |
| Чувствительность к влаге | Критична, необходима герметичная оболочка | Нет, изоляция негигроскопична |
| Радиус изгиба | Большой (20-25 диаметров) | Меньший (10-15 диаметров) |
| Монтаж при низких температурах | Требует подогрева (ниже 0°C) | Возможен при более низких температурах |
| Эксплуатационный ресурс | Более 40 лет при соблюдении условий | Более 30 лет (прогнозируемый) |
| Стоимость | Часто ниже, особенно для сечений от 120 мм² | Выше |
| Требования к монтажу муфт | Высокие, необходима квалификация | Высокие, но процесс менее трудоемкий |
Вывод: Кабель ЦСБШв остается экономически эффективным и надежным решением для стационарной прокладки в стандартных условиях, особенно при модернизации существующих сетей, где исторически применялась бумажная изоляция. Для новых проектов с сложными трассами, высокими нагрузками и требованиями к экологичности все чаще выбирают кабели с СПЭ-изоляцией.
Особенности монтажа и эксплуатации
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается кабель ЦСБШв от ЦСБ?
Кабель ЦСБ имеет броню из стальных лент, но не имеет наружного защитного шланга (покрова) из ПВХ. Его броня защищена от коррозии только слоями битумного состава. Кабель ЦСБШв, благодаря шлангу Шв, обладает повышенной стойкостью к агрессивным средам, влаге и механическим воздействиям, что расширяет область его применения, особенно при прокладке в коллекторах, туннелях и грунтах с высокой коррозионной активностью.
Можно ли прокладывать ЦСБШв 3х120 в земле?
Да, это один из основных способов прокладки данного кабеля. Наличие брони (Б) и защитного шланга (Шв) специально предназначено для защиты от механических воздействий в грунте. Однако необходимо соблюдать требования ПУЭ: глубина прокладки не менее 0.7 м, устройство песчаной подсыпки и засыпки, защита кирпичом или плитами в местах с риском раскопок.
Каков срок службы кабеля ЦСБШв 3х120?
Номинальный срок службы, заявленный производителями и нормируемый стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс при правильном монтаже, эксплуатации в рамках допустимых параметров (без систематических перегрузок) и своевременном обслуживании может превышать 40-50 лет.
Что означает «нестекающий пропиточный состав» и зачем он нужен?
Это специальная вязкая масса на основе минерального масла и загустителей, которой пропитывается бумажная изоляция. «Нестекающий» означает, что состав не стекает с жил при нагреве кабеля в работе или при прокладке на вертикальных участках с ограниченным перепадом. Это предотвращает образование воздушных включений и сухостей в изоляции, которые приводят к пробою. Это ключевое отличие от старых марок с низковязким маслом (типа СБ) и преимущество для трасс с небольшими перепадами.
Как определить необходимое сечение 120 мм² для конкретного объекта?
Сечение выбирается на основе расчета по допустимому длительному току нагрузки с учетом способа прокладки и поправочных коэффициентов, а также проверяется по условию потери напряжения и термической стойкости к токам короткого замыкания. Для ориентировочной оценки: кабель 3х120 мм² на напряжение 10 кВ при прокладке в земле может передавать мощность около 6-7 МВА (при токе ~350 А и cos φ=0.9). Точный расчет должен выполнять проектировщик.
Требуется ли для монтажа концевых муфт на ЦСБШв специальное оборудование?
Да. Помимо стандартного набора инструментов для разделки кабеля, монтаж муфт (например, типа КНТп, ПСТп) требует оборудования для пайки или опрессовки наконечников, горелок для термоусадки или прогрева чугунных муфт, вакуумного оборудования для заполнения некоторых типов муфт маслом. Обязательно наличие высоковольтного оборудования для испытаний после монтажа.
Заключение
Кабель ЦСБШв 3х120 представляет собой проверенную временем, надежную конструкцию для строительства и модернизации сетей среднего напряжения 6-10 кВ. Его ключевые преимущества – долговечность, высокая электрическая прочность бумажно-масляной изоляции, стойкость к внешним воздействиям благодаря комбинации свинцовой оболочки, стальной брони и ПВХ-шланга, а также относительная экономическая эффективность для крупных сечений. Несмотря на растущую конкуренцию со стороны кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена, ЦСБШв сохраняет свою значимую нишу, особенно в проектах, где важна преемственность технологий и минимизация капитальных затрат. Успешная эксплуатация на протяжении десятилетий возможна только при строгом соблюдении нормативов прокладки, монтажа соединительных элементов и проведения плановых диагностических мероприятий.