Кабель ЦСПГ 10 кВ: полное техническое описание и сфера применения

Кабель ЦСПГ 10 кВ представляет собой силовой кабель с бумажной пропитанной изоляцией, свинцовой оболочкой и плоскими проволочными бронепокровами, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 10 кВ частотой 50 Гц. Аббревиатура расшифровывается следующим образом: Ц – изоляция бумажная, пропитанная нестекающим составом, С – свинцовая оболочка, П – броня из плоских стальных оцинкованных проволок (лент), Г – отсутствие наружного защитного покрова (голый). Данный тип кабеля является классическим представителем кабелей с бумажной изоляцией, доказавшим свою исключительную надежность и долговечность в эксплуатации на протяжении десятилетий, особенно в условиях высокой влажности грунта и агрессивных сред.

Конструкция кабеля ЦСПГ 10 кВ

Конструкция кабеля многослойна и каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее подробно, начиная от токопроводящей жилы и заканчивая бронепокровом.

• Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия или меди, круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма жил применяется для уменьшения общего диаметра кабеля и экономии материалов изоляции и оболочки. Жилы могут быть однопроволочными (для сечений до определенного значения, обычно до 240-300 мм²) или многопроволочными.
• Фазная изоляция. Выполняется из бумажных лент, пропитанных вязким маслоканифольным или синтетическим (например, на основе полиизобутилена) нестекающим составом. Толщина изоляции строго нормирована в зависимости от номинального напряжения (10 кВ). Бумажная изоляция обладает высокой электрической прочностью и термостабильностью.
• Поясная изоляция. Наносится поверх скрученных изолированных жил также из бумажных лент. Выравнивает электрическое поле и обеспечивает механическую целостность изоляционного пакета.
• Экран (полупроводящая бумага). На жилах поверх изоляции и под поясной изоляцией могут накладываться ленты из полупроводящей бумаги. Они служат для выравнивания электрического поля и предотвращения возникновения частичных разрядов у поверхности жилы и в объеме изоляции.
• Заполнитель. Пространство между изолированными жилами заполняется жгутами из бумажного шпагата или кабельной пряжи для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
• Оболочка из свинцового сплава. Герметичная оболочка, накладываемая поверх поясной изоляции. Основная функция – абсолютная защита бумажной изоляции от проникновения влаги и воздуха, которые резко снижают ее электрическую прочность. Свинец химически стоек ко многим средам, пластичен и не подвержен коррозии в почве. Применяются сплавы свинца с сурьмой или оловом для повышения механической прочности и усталостной выносливости.
• Бронепокров. Состоит из двух стальных оцинкованных лент (или плоских проволок), наложенных с зазором так, чтобы верхняя лента перекрывала зазор нижней. Назначение – защита свинцовой оболочки от механических повреждений (удары, сдавливание грунтом, растягивающие усилия) и от грызунов. Покров типа «П» (плоские проволоки) обеспечивает повышенную стойкость к растяжению.
• Наружный покров. Буква «Г» в маркировке указывает на отсутствие защитного наружного покрова (джута, пропитанного битумом) поверх брони. Броня остается открытой. Это допускает прокладку кабеля в сухих и влажных грунтах, коллекторах, туннелях, но не в агрессивных по отношению к стали средах (кислотных, щелочных).

Основные технические характеристики и параметры

Кабель ЦСПГ 10 кВ изготавливается в соответствии с ГОСТ 18410-73 «Кабели силовые с бумажной изоляцией». Ниже приведены ключевые параметры.

Таблица 1. Номинальные сечения токопроводящих жил (согласно ГОСТ 18410-73)

Материал жилы	Ряд номинальных сечений, мм²
Алюминий (А)	25, 35, 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240, 300, 400, 500
Медь (отсутствие буквы)	25, 35, 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240, 300, 400, 500

Таблица 2. Электрические характеристики (при температуре +20°C)

Параметр	Значение / Метод испытания
Номинальное напряжение, U0/U, кВ	6/10; 8,7/10; 10/10
Испытательное переменное напряжение 50 Гц, 10 мин.	От 25 до 35 кВ (в зависимости от U0)
Сопротивление изоляции, не менее	100 МОм·км (для жил сечением от 25 до 95 мм²) 50 МОм·км (для жил сечением 120 мм² и более)
Допустимая температура нагрева жил при длительной эксплуатации	+80°C
Допустимая температура нагрева жил в режиме перегрузки	+90°C
Допустимая температура нагрева жил в аварийном режиме (не более 6 ч)	+105°C

Таблица 3. Условия прокладки и эксплуатации

Параметр	Условие
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 25 наружных диаметров кабеля (для многожильных кабелей с сечением жил до 50 мм² включительно) Не менее 20 наружных диаметров кабеля (для многожильных кабелей с сечением жил 70 мм² и более)
Температура прокладки без предварительного подогрева	Не ниже 0°C
Допустимая разность уровней	Ограничена. Для кабелей с вязкой пропиткой (Ц) разность уровней между высшей и низшей точками трассы не должна превышать: 15 м для кабелей 6/10 кВ, 10 м для кабелей 8,7/10 и 10/10 кВ. При больших перепадах требуется применение стопорных муфт.

Область применения и особенности монтажа

Кабель ЦСПГ 10 кВ предназначен для прокладки в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, шахтах, а также в помещениях с повышенной влажностью. Открытая броня (тип «Г») требует защиты от прямого воздействия химически агрессивных веществ (кислот, щелочей, солей), которые могут вызвать коррозию стальных лент. При прокладке в агрессивных грунтах требуется дополнительная защита, например, в виде кабельного лотка или асбоцементных труб.

Особое внимание при монтаже уделяется герметичности свинцовой оболочки. Все концевые и соединительные муфты должны обеспечивать надежное уплотнение. При монтаже в зимнее время при отрицательных температурах кабель требует предварительного прогрева в отапливаемом помещении или с помощью специальных трансформаторов, чтобы избежать повреждения изоляции при изгибе. Трасса прокладки должна исключать механические напряжения, особенно для свинцовой оболочки, склонной к ползучести под длительной нагрузкой.

Сравнение с современными аналогами (кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена, СПЭ)

Кабели с бумажной пропитанной изоляцией, такие как ЦСПГ, постепенно вытесняются кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена (например, ПвПг, ПвПу). Однако они сохраняют свои позиции в ряде областей благодаря ключевым отличиям:

• Герметичность и влагостойкость: Свинцовая оболочка ЦСПГ обеспечивает абсолютную герметизацию. Кабель СПЭ, несмотря на гидрофобные свойства изоляции, более чувствителен к водяным деревьям и требует целостности внешней полиэтиленовой оболочки.
• Огнестойкость: Бумажная изоляция, пропитанная негорючим составом, и свинцовая оболочка придают кабелю ЦСПГ высокую огнестойкость и низкую дымообразующую способность по сравнению с полиэтиленом.
• Долговечность и надежность: Доказанный срок службы кабелей ЦСПГ при правильной эксплуатации превышает 40-50 лет. Они менее чувствительны к локальным дефектам и точечным повреждениям изоляции благодаря вязкой пропитке.
• Недостатки ЦСПГ: Большая масса и радиус изгиба, сложность монтажа (необходимость установки тяжелых и громоздких концевых муфт с фарфоровыми изоляторами), ограничение по перепаду высот, необходимость контроля состояния пропитки при эксплуатации на уклонах.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем главное отличие кабеля ЦСПГ от кабеля АСБ?

Основное отличие – в материале оболочки. У кабеля ЦСПГ оболочка свинцовая (С), у кабеля АСБ – алюминиевая (А). Алюминиевая оболочка легче и дешевле, но менее пластична и более подвержена электрохимической коррозии в некоторых грунтах. Свинцовая оболочка обеспечивает лучшую герметичность и коррозионную стойкость в широком диапазоне условий.

Почему существует ограничение по разности уровней при прокладке кабеля ЦСПГ?

Ограничение связано с использованием нестекающей, но все же вязкой пропитки. При значительном перепаде высот существует риск постепенного стекания пропиточного состава в нижнюю часть трассы. Это может привести к осушению изоляции в верхней части (снижению электрической прочности) и увеличению давления в оболочке в нижней части, вплоть до ее раздутия и разгерметизации. Для трасс с большими перепадами применяют кабели с обедненно-пропитанной изоляцией (ЦСПГ-ОП) или кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена.

Как правильно выбрать сечение жилы кабеля ЦСПГ 10 кВ?

Выбор сечения производится по двум основным критериям: по допустимому длительному току нагрузки (с учетом условий прокладки и температуры окружающей среды) и по экономической плотности тока. Расчеты выполняются согласно ПУЭ (Правила устройства электроустановок) с использованием соответствующих таблиц и поправочных коэффициентов. Для предварительной оценки можно ориентироваться на таблицы допустимых токовых нагрузок для кабелей с бумажной изоляцией, прокладываемых в земле.

Можно ли прокладывать кабель ЦСПГ в воздухе (по фасадам, эстакадам)?

Да, можно, но с учетом ряда условий. Открытая стальная броня (Г) требует защиты от атмосферных осадков и коррозии. Как правило, при открытой прокладке рекомендуется использовать кабели с наружным защитным покровом (например, типа ЦСП, с джутовой пропитанной оболочкой поверх брони) или обеспечивать дополнительную антикоррозионную обработку. Также необходимо учитывать механические нагрузки (ветровые, ледовые) и обеспечивать надежное крепление.

Каковы основные причины выхода из строя кабелей ЦСПГ и методы диагностики?

Основные причины: механические повреждения брони и оболочки при раскопках, коррозия свинцовой оболочки в агрессивных грунтах, старение бумажной изоляции (снижение степени полимеризации целлюлозы), дефекты монтажа муфт. Методы диагностики включают: измерение сопротивления изоляции мегомметром на 2500 В, испытание повышенным напряжением постоянного тока, измерение тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ), анализ истории нагрузок и внешний осмотр в контрольных точках.

Заключение

Кабель ЦСПГ 10 кВ остается востребованным изделием в сетях среднего напряжения, особенно в проектах, где критичны долговечность, влагостойкость и надежность в сложных грунтовых условиях. Несмотря на конкуренцию со стороны полимерных кабелей, его уникальные свойства, обусловленные герметичной свинцовой оболочкой и стабильной бумажной изоляцией, обеспечивают ему устойчивую нишу в энергетике, металлургии, горнодобывающей промышленности и на объектах инфраструктуры. Грамотный выбор, монтаж и эксплуатация с учетом всех технических ограничений позволяют реализовать весь потенциал этого проверенного временем кабеля.