Кабели силовые сечение 800 мм с бумажной изоляцией без брони

Кабели силовые сечением 800 мм² с бумажной пропитанной изоляцией без брони: конструкция, применение и технические аспекты

Силовые кабели сечением 800 мм² с бумажной пропитанной изоляцией (марки, например, СЦв, ЦСП, в обозначении которых присутствует литера «Ц») представляют собой высоковольтную кабельную продукцию, предназначенную для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10, 20 и 35 кВ частотой 50 Гц. Отсутствие бронированного покрова (защиты из стальных лент или проволок) определяет специфику их монтажа и применения. Данные кабели являются классическим, проверенным временем решением для сетей высокого и среднего напряжения.

Конструктивные особенности

Конструкция кабеля на 800 мм² без брони является многослойной и строго регламентированной. Каждый элемент выполняет критически важную функцию.

• Токопроводящая жила: Выполняется из медной или алюминиевой проволоки. Для сечения 800 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (реже – круглой многопроволочной), что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и сделать его более компактным. Медь обеспечивает более высокую проводимость и стойкость к электрохимической коррозии, алюминий – меньшую стоимость и вес.
• Фазная бумажная изоляция: На жилу послойно накладывается бумажная лента, пропитанная вязким маслоканифольным или синтетическим (полиизобутилен, алкилбензол) составом. Толщина изоляции нормируется в зависимости от класса напряжения (например, для 10 кВ). Бумага обладает высокой электрической прочностью и термостабильностью в пропитанном состоянии.
• Заполнение межфазного пространства: Пространство между изолированными жилами заполняется жгутами из бумажных прядей или бумажным жгутом, что позволяет добиться круглой формы собранной заготовки.
• Поясная изоляция: Поверх скрученных изолированных жил накладывается общий поясной слой бумажной изоляции.
• Экран на изоляции (для кабелей на 6 кВ и выше): Обязательный элемент. Представляет собой электропроводящую бумагу или полупроводящую ленту, наложенную поверх поясной изоляции. Выравнивает электрическое поле, предотвращая возникновение局部ных разрядов.
• Металлическая оболочка: Герметичная оболочка, защищающая изоляцию от увлажнения и механических воздействий. Для безброневых кабелей обычно применяется свинцовая (С) или алюминиевая (А) оболочка. Алюминиевая оболочка легче и прочнее, свинцовая – более гибкая и коррозионностойкая в ряде сред.
• Защитный покров (подушка и наружный покров): Поскольку броня отсутствует, защитные функции от внешних воздействий берет на себя данный слой. Он включает:
  • Подушка: Битумный состав, наложенный поверх оболочки, иногда с применением крепированной бумаги или ПЭТ-ленты для предотвращения слипания.
  • Наружный покров: Защищает оболочку от коррозии и механических повреждений при транспортировке и монтаже. Обычно состоит из битума, броневой покровной ленты (например, стеклопряжи) и посыпки меловым составом. В современных исполнениях может применяться экструдированный полиэтиленовый шланг.

Область применения и ограничения

Кабели сечением 800 мм² без брони применяются для прокладки в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах, галереях), а также в производственных помещениях при условии отсутствия риска механических повреждений. Основные сферы использования:

• Вводы и выводы мощности на подстанциях и распределительных устройствах.
• Магистральные линии в городских кабельных сетях.
• Питание мощных промышленных потребителей (заводы, фабрики, горно-обогатительные комбинаты).

Ограничения: Запрещена прокладка в земле (траншеях) без дополнительных защитных средств (бетонных лотков, кабельных блоков или труб), а также в местах с повышенной вибрацией, значительными растягивающими усилиями или риском случайных механических повреждений. Для таких условий требуются бронированные аналоги.

Ключевые технические характеристики и параметры

Параметры регламентируются ГОСТ 18410-73 (кабели с бумажной изоляцией) и другими отраслевыми стандартами.

Таблица 1. Основные электрические и механические параметры кабеля 800 мм² на 10 кВ

Параметр	Для кабеля с алюминиевой жилой	Для кабеля с медной жилой	Примечание
Сопротивление жилы постоянному току при 20°C, Ом/км, не более	0.0371	0.0221	ГОСТ 22483
Допустимый длительный ток нагрузки в воздухе, А	~860 — 940	~1120 — 1220	Зависит от конкретных условий прокладки (температура среды, количество кабелей в пучке)
Допустимый ток короткого замыкания (t=4с), кА	~26-28	~44-46	Зависит от начальной температуры жилы
Масса 1 км кабеля, кг	~8000 — 9500	~10000 — 12000	Зависит от типа оболочки и защитного покрова
Минимальный радиус изгиба при монтаже	≥ 25 внешних диаметров кабеля		Критически важно для сохранения целостности изоляции и оболочки

Таблица 2. Классификация по номинальному напряжению и испытательным напряжениям

Номинальное напряжение, кВ	Толщина фазной изоляции, мм	Испытательное напряжение промышленной частоты, кВ (в течение 10 мин.)	Испытательное напряжение постоянного тока, кВ (в течение 10 мин.)
6	2.75	18	36
10	3.00	25	50
20	4.50	40	80
35	7.00	70	140

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабелей большого сечения 800 мм² требует специального оборудования и строгого соблюдения технологий.

• Транспортировка и разгрузка: Из-за большой массы (барабаны весом до 10-15 тонн) используются грузоподъемные механизмы. Запрещено сбрасывание барабанов.
• Раскатка: Осуществляется с применением кабельных роликов, установленных на трассе с шагом 2-3 метра, чтобы исключить трение о землю или конструкции. Используются лебедки или тяговые механизмы.
• Изгиб: Радиус изгиба должен строго соблюдаться. Принудительный изгиб меньшего радиуса приведет к необратимому повреждению бумажной изоляции и деформации оболочки.
• Монтаж муфт и концевых заделок: Является высококвалифицированной работой. Требует ступенчатой зачистки изоляции, аккуратной пайки или прессовки наконечников, многослойной восстановления изоляции с помощью бумажных роликов и лент, и герметизации. Особое внимание уделяется системе заземления металлической оболочки и экрана.
• Прокладка: При прокладке в воздухе (по конструкциям) кабель крепится специальными дистанционными или поддерживающими хомутами, допускающими тепловое расширение. При групповой прокладке необходимо учитывать коэффициенты снижения токовой нагрузки.
• Эксплуатационный контроль: Включает измерение сопротивления изоляции мегаомметром (2500 В), испытание повышенным напряжением постоянного тока после монтажа и в процессе эксплуатации, а также мониторинг нагрузки и температуры.

Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ)

• Преимущества:
  • Более низкая стоимость на единицу длины, особенно для напряжений 35 кВ и выше.
  • Высокая термостойкость и длительный подтвержденный срок службы (более 40 лет при правильной эксплуатации).
  • Меньшая чувствительность к локальным дефектам (водным триингам) в сравнении с ранними поколениями СПЭ.
  • Хорошо изученное поведение в аварийных режимах.
• Недостатки:
  • Гигроскопичность бумажной изоляции. Требует абсолютной герметичности оболочки. При повреждении оболочки изоляция быстро увлажняется и теряет свойства.
  • Большая масса и габариты, что усложняет монтаж.
  • Ограниченная допустимая температура жилы в длительном режиме (обычно 70-80°C против 90°C у СПЭ).
  • Сложность и трудоемкость монтажа соединительных муфт, необходимость использования специальных пропиточных составов.
  • Наличие в конструкции жидкого пропиточного состава, что создает ограничения по прокладке на вертикальных и наклонных участках (перетекание состава). Для таких трасс требуются кабели с обедненно-пропитанной или нестекающей изоляцией.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Почему для такого мощного кабеля не используется броня? Где тогда его можно применять?

Отсутствие брони снижает стоимость, массу и габариты кабеля. Его применение экономически и технически оправдано в условиях, где исключен риск механических повреждений: в кабельных тоннелях, коллекторах, на эстакадах, внутри отапливаемых и неотапливаемых производственных помещений, в подстанционных сооружениях. Для защиты от коррозии и легких механических воздействий достаточно наружного защитного покрова (подкровельного покрова).

2. Как определить, что кабель с бумажной изоляцией увлажнен?

Основной метод – измерение тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ) и его зависимости от напряжения. Рост tg δ, особенно его увеличение с ростом приложенного испытательного напряжения, является четким признаком увлажнения и старения изоляции. Также косвенным признаком может служить снижение сопротивления изоляции, измеренное мегаомметром на 2500 В.

3. Можно ли соединять кабель с бумажной изоляцией и кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена?

Да, технически это возможно с использованием специальных переходных муфт. Однако такое соединение требует тщательного проектирования и монтажа высококвалифицированным персоналом, так как необходимо обеспечить электрическую и механическую совместимость, а также плавный градиент электрического поля на стыке двух принципиально разных диэлектриков.

4. Каков реальный срок службы такого кабеля и от чего он зависит?

Номинальный срок службы составляет 30-40 лет. Фактический срок зависит от условий эксплуатации: соблюдения температурных режимов нагрузки, отсутствия перегрузок, качества монтажа муфт и концевых заделок, целостности герметизирующей оболочки, отсутствия вибраций и коррозионного воздействия среды. При идеальных условиях кабели могут работать более 50 лет.

5. Какой тип концевой заделки предпочтительнее для кабеля на 10 кВ 800 мм²: эпоксидная или полимерная?

Для современных условий предпочтение отдается полимерным (термоусаживаемым или холодноусаживаемым) концевым заделкам. Они обеспечивают более надежную герметизацию, лучшую трекингостойкость, проще и быстрее монтируются. Эпоксидные заделки (типа КВЭт) требуют больше времени для затвердевания компаунда и более критичны к качеству подготовки поверхности и точности дозировки компонентов.

6. Существуют ли ограничения по трассе прокладки из-за пропиточного состава?

Да, для кабелей с вязкой пропиткой существуют ограничения по разности уровней между верхней и нижней точкой трассы. При значительном перепаде (более 15-25 м для 10 кВ) пропиточный состав может стекать в нижнюю часть, приводя к осушению изоляции в верхней части и повышению давления в оболочке в нижней. Для таких трасс необходимо применять кабели с нестекающей пропиткой (обозначаются, например, ЦСПн) или с синтетической пропиткой.

7. Как правильно выбрать сечение 800 мм²? На что ориентироваться кроме тока нагрузки?

Помимо длительно допустимого тока, выбор сечения 800 мм² часто обусловлен:

• Током короткого замыкания: сечение должно быть стойким к термическому воздействию КЗ за время срабатывания защиты.
• Потерями напряжения: на длинных линиях необходимо укладываться в нормативный допуск по падению напряжения.
• Экономической плотностью тока: для проектов с большим количеством часов использования максимума нагрузки выбирается сечение, близкое к экономически оптимальному.
• Способом прокладки: при групповой прокладке в трубах или лотках токовая нагрузка снижается, что может потребовать увеличения сечения.