Кабели силовые 35 кВ с бумажной пропитанной изоляцией бронированные: конструкция, применение и эксплуатация

Кабели силовые на напряжение 35 кВ с бумажной пропитанной изоляцией (БПИ) бронированные представляют собой классическое и проверенное временем решение для стационарной прокладки в электрических сетях среднего и высокого напряжения. Несмотря на появление современных аналогов с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), кабели с БПИ сохраняют свою актуальность благодаря высокой надежности, длительному сроку службы и устойчивости к сложным условиям эксплуатации. Данная статья детально рассматривает конструктивные особенности, технические характеристики, области применения, правила монтажа и эксплуатации этих кабелей.

Конструкция кабеля 35 кВ с БПИ

Конструкция бронированного кабеля 35 кВ с бумажной изоляцией является многослойной и включает в себя ряд обязательных элементов, каждый из которых выполняет строго определенную функцию.

• Токопроводящая жила. Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки. Для сечений от 70 мм² и выше, как правило, применяется секторная или сегментная форма для компактности. Жилы могут быть однопроволочными (для меньших сечений) или многопроволочными.
• Фазная изоляция. Выполняется из специальных лент кабельной бумаги, пропитанной вязким маслоканифольным или синтетическим составом. Бумажная лента накладывается на жилу послойно с перекрытием. Толщина изоляции строго нормирована и зависит от номинального напряжения (для 35 кВ).
• Заполнитель. Пространство между изолированными фазными жилами заполняется жгутами из бумажных прядей или кабельной бумагой для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
• Поясная изоляция. Поверх скрученных изолированных жил также накладываются общие слои бумажной изоляции, формируя единый изоляционный пояс.
• Экран на изоляции. Поверх поясной изоляции накладывается электропроводящая бумага или полупроводящая лента. Этот слой выравнивает электрическое поле и предотвращает возникновение частичных разрядов.
• Свинцовая или алюминиевая оболочка. Герметичная металлическая оболочка (чаще свинцовая для 35 кВ) служит для защиты изоляции от проникновения влаги и воздуха, а также для сохранения пропиточного состава внутри изоляции. Является барьерным слоем.
• Защитные покровы под броней. Включают в себя:
  • Подушка под броню: Битумный состав, нанесенный на оболочку, и слой крепированной бумаги или пластикатной ленты для защиты оболочки от коррозии и механических повреждений от брони.
• Броня. Выполняется из стальных оцинкованных лент (двухслойная наложение с перекрытием) или стальных оцинкованных проволок (для кабелей, подверженных значительным растягивающим усилиям). Защищает кабель от механических повреждений, грызунов.
• Наружный защитный покров. На броню наносится волокнистый материал (пропитанная кабельная пряжа) или полимерный шланг (ПЭ, ПВХ) с битумной пропиткой для защиты брони от коррозии.

Технические характеристики и стандарты

Кабели 35 кВ с БПИ производятся в соответствии с межгосударственными стандартами, такими как ГОСТ 18410-73 (с алюминиевой жилой) и другими уточняющими ТУ. Основные параметры сведены в таблицу.

Основные технические характеристики кабелей 35 кВ с БПИ

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	20/35 кВ (40,5 кВ)
Количество и материал жил	3 жилы, медь (Cu) или алюминий (Al)
Сечение жил, мм²	От 50 до 500 (стандартный ряд: 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240, 300, 400, 500)
Вид изоляции	Бумажная, пропитанная вязким или нестекающим составом
Металлическая оболочка	Свинцовая (С) или алюминиевая (А)
Тип брони	Две стальные оцинкованные ленты (Б) или стальные оцинкованные проволоки (К)
Наружный покров	Покров из волокнистых материалов или полимерного шланга
Допустимая температура нагрева жил	Длительно: +80°C (для кабелей с вязкой пропиткой). В режиме перегрузки: +90°C. В режиме КЗ (до 4 с): +200°C.
Минимальный радиус изгиба при монтаже	Для многожильных кабелей с поясной изоляцией: 25(D+d), где D – наружный диаметр кабеля, d – диаметр жилы.
Испытательное напряжение переменным током промышленной частоты	Для кабелей 35 кВ после монтажа: 85 кВ в течение 10 мин.

Области применения и способы прокладки

Бронированные кабели 35 кВ с БПИ предназначены для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные области применения:

• Магистральные линии в сетях 35 кВ.
• Вводы и распределительные сети на промышленных предприятиях (металлургия, химия, машиностроение).
• Питание мощных трансформаторных подстанций и распределительных пунктов.
• Прокладка в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, включая участки с наличием блуждающих токов (при дополнительных мерах).
• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам и в галереях.
• Прокладка в условиях с повышенным риском механических повреждений (благодаря броне).

Важное ограничение: Прокладка по вертикальным и наклонным трассам с существенным перепадом уровней (более 15-25 м) требует применения кабелей с нестекающей пропиткой (типа ЦСП – пропитка церезином) или кабелей с обедненно-пропитанной изоляцией, чтобы избежать стекания пропиточного состава и образования пустот в изоляции.

Монтаж и соединение

Монтаж кабелей с БПИ требует высокой квалификации персонала и соблюдения строгих правил.

• Раскатка. Запрещается сбрасывание барабанов с транспортных средств. Раскатка осуществляется с применением кабельных роликов, укладываемых по трассе. Радиус изгиба контролируется.
• Подготовка к монтажу. Концы кабеля на барабанах и после резки должны быть герметизированы для предотвращения подсоса влаги и утечки пропитки. Используются свинцовые колпаки с эпоксидной заливкой или термоусаживаемые заглушки.
• Монтаж муфт. Установка соединительных и концевых муфт – критически важная операция. Требует специально подготовленного сухого и чистого места (палатки). Процесс включает:
  • Ступенчатую разделку концов кабеля с послойным удалением изоляции.
  • Обезжиривание и прогрев изоляции для удаления возможной влаги.
  • Монтаж соединителей жил, восстановление изоляции с помощью бумажных роликов и лент, идентичных заводской изоляции.
  • Монтаж металлического корпуса муфты, его герметизацию и заземление.
  • Для концевых муфт – установку фарфоровых или полимерных изоляторов.
• Заземление. Броня, металлическая оболочка и экраны кабеля должны быть надежно заземлены с двух сторон для безопасности и нормальной работы защит.

Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями с изоляцией из СПЭ

Сравнительный анализ кабелей 35 кВ БПИ и СПЭ

Критерий	Кабель с БПИ	Кабель с изоляцией из СПЭ
Длительный срок службы	Более 40 лет при соблюдении условий.	Заявленный срок более 30 лет, требует подтверждения временем.
Чувствительность к температурным перепадам и циклам	Выше (риск образования пустот при перепадах).	Значительно ниже.
Допустимая температура в аварийном режиме	+90°C	+130°C (выше пропускная способность).
Монтаж при низких температурах	Требует подогрева (риск повреждения изоляции).	Возможен при более низких температурах.
Требования к монтажу муфт	Высокие, требуют особой чистоты и навыков.	Относительно проще, менее критичны к условиям.
Вес и габариты	Больше (особенно с свинцовой оболочкой).	Меньше.
Экологичность	Использование свинца, пропиток.	Более экологичен.
Ремонтопригодность	Высокая, технология отработана десятилетиями.	Зависит от доступности комплектующих.

Эксплуатация и диагностика

Эксплуатация кабельных линий 35 кВ с БПИ включает в себя регулярный контроль температуры нагружения, осмотр трасс, измерение сопротивления изоляции. Ключевым методом неразрушающего контроля является диагностика частичных разрядов (ЧР). Наличие частичных разрядов внутри бумажно-масляной изоляции – предвестник пробоя. Измерения проводятся с помощью специальных detectors на отключенной линии. Также важны измерения тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ), который характеризует старение и увлажнение изоляции.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем главное отличие кабеля с БПИ от кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ)?

Основное отличие – материал и принцип работы изоляции. В кабеле БПИ изоляция состоит из бумаги, пропитанной жидким диэлектриком, и требует абсолютной герметизации металлической оболочкой. Кабель СПЭ имеет твердую полимерную изоляцию, не требующую герметизации от влаги, более легок и допускает более высокие рабочие температуры.

Почему для прокладки в земле часто выбирают именно бронированный кабель?

Броня (стальные ленты или проволоки) защищает кабель от механических повреждений при раскопках, давления грунта, от проникновения грызунов. Для кабелей с БПИ, имеющих мягкую свинцовую оболочку, эта защита особенно критична.

Можно ли прокладывать кабель с БПИ по вертикали?

Да, но с ограничениями. При перепаде высот более 15-25 метров для кабелей с вязкой пропиткой возможно стекание пропиточного состава, что ведет к снижению электрической прочности в верхней части и повышению давления в нижней. Для таких трасс необходимо применять кабели с нестекающей пропиткой (типа ЦСП) или обедненно-пропитанной изоляцией.

Как определить, что кабель с БПИ поврежден?

Внешними признаками могут быть вздутие или разрыв оболочки, подтеки пропиточного состава. Технически повреждение определяется в ходе плановых измерений: резкое падение сопротивления изоляции, рост тока утечки и tg δ, срабатывание релейных защит (например, дифференциальной или дистанционной). Окончательно локализуется место повреждения методом импульсной рефлектометрии или акустическим методом.

Каков реальный срок службы такого кабеля?

Номинальный срок службы, заложенный в стандартах, составляет 30 лет. Однако при правильной эксплуатации (без перегрузок, с соблюдением температурного режима, в отсутствие коррозии оболочки и брони), качественном монтаже и своевременном обслуживании, многие кабельные линии с БПИ успешно работают 40-50 лет и более.

Что означает маркировка АСБл-35 3х120/95?

• А – алюминиевая жила.
• С – свинцовая оболочка.
• Б – броня из двух стальных лент.
• л – наличие подушки под броней из лавсановой ленты (или аналогичной).
• 35 – номинальное напряжение 35 кВ.
• 3х120 – три основные жилы сечением 120 мм² каждая.
• 95 – сечение четвертой (нулевой) жилы, если она присутствует. В трехжильном кабеле на 35 кВ четвертой жилы нет, возможно, имеется в виду кабель на 6-10 кВ или указана некорректная маркировка. Для 35 кВ стандартно три жилы.

Требуется ли для кабеля с БПИ система постоянного мониторига?

Для ответственных магистральных линий рекомендуется внедрение систем мониторинга, таких как распределенное измерение температуры (DTS) или мониторинг частичных разрядов on-line. Это позволяет перейти от планово-предупредительного ремонта к ремонту по фактическому состоянию, прогнозировать и предотвращать отказы.