Кабель АОСБ 20 кВ
Кабель силовой с бумажной изоляцией, пропитанной вязким составом, с алюминиевыми жилами, в свинцовой оболочке, бронированный стальными лентами, с защитным покровом. АОСБ 20 кВ
Кабель марки АОСБ на напряжение 20 кВ представляет собой классическую конструкцию силового кабеля высокого напряжения с бумажной пропитанной изоляцией и свинцовой герметичной оболочкой. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц. Кабель рассчитан на эксплуатацию в широком диапазоне условий, включая прокладку в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях и шахтах, при условии отсутствия растягивающих усилий.
Расшифровка маркировки АОСБ
- А – материал жилы: алюминий.
- О – тип изоляции: обмотка (бумажная).
- С – материал оболочки: свинец.
- Б – тип брони: броня из двух стальных лент.
- 20 кВ – номинальное напряжение, на которое рассчитан кабель.
- Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия (марок А, АЕ по ГОСТ 22483). Жилы могут быть однопроволочными (секторной или круглой формы) для сечений до 240 мм² включительно и многопроволочными (секторной или круглой формы) для сечений 70 мм² и выше. Секторная форма позволяет оптимально заполнять внутреннее пространство кабеля, уменьшая его общий диаметр и расход материалов.
- Фазная изоляция. Наносится на жилу в виде поясной и продольной обмотки бумажными лентами кабельной, пропитанной вязким маслоканифольным или синтетическим составом. Толщина изоляции строго нормирована в зависимости от номинального напряжения (20 кВ).
- Заполнение. Пространство между изолированными жилами заполняется жгутами из кабельной бумаги или бумажными отходами для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
- Поясная изоляция. Поверх скрученных изолированных жил (концентратора) накладывается общая поясная изоляция также из бумажных лент.
- Экран (для кабелей на 6 кВ и выше). Поверх поясной изоляции накладывается электропроводящая бумага или полупроводящая лента. Этот слой служит для выравнивания электрического поля и предотвращения возникновения частичных разрядов.
- Оболочка свинцовая. Выполняется из свинца марок С2 или С3 по ГОСТ 3778. Оболочка обеспечивает абсолютную герметичность изоляционной системы, защищая бумажную пропитанную изоляцию от проникновения влаги и воздуха, а также служит барьером для пропитки. Имеет высокую коррозионную стойкость.
- Подушка под броню. На свинцовую оболочку накладывается слой, состоящий из крепированной бумаги или битумного состава, и два слоя поливинилхлоридной или полиэтилентерефталатной ленты. Задача подушки – защитить свинцовую оболочку от коррозии и механических повреждений стальной броней, а также обеспечить возможность свободного изгиба кабеля.
- Броня. Выполняется из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с зазором так, чтобы верхняя лента перекрывала зазор нижней. Броня предназначена для защиты кабеля от механических повреждений (напр., при прокладке в земле, от давления грунта, случайных ударов).
- Наружный защитный покров. На броню наносится слой битумного состава и обмотка из волокнистого материала (например, стеклопряжи) с пропиткой для защиты стальной брони от коррозии. В современных исполнениях может использоваться экструдированный поливинилхлоридный шланг.
- Высокая надежность и долговечность при правильной эксплуатации, проверенная десятилетиями.
- Отличные электрические характеристики бумажно-масляной изоляции: высокая электрическая прочность, низкие диэлектрические потери, стабильность параметров во времени.
- Абсолютная герметичность свинцовой оболочки, что исключает старение изоляции из-за увлажнения или окисления.
- Хорошая теплостойкость и устойчивость к тепловым перегрузкам.
- Эффективная броневая защита от механических повреждений.
- Большая масса и габариты по сравнению с современными кабелями с пластмассовой изоляцией (например, АПвБбШп).
- Сложность монтажа: необходимость использования специальных муфт (свинцовых, эпоксидных), требующих высокой квалификации монтажников. Обязательна герметизация концов при хранении и монтаже.
- Ограничения по трассе: наличие разности уровней по трассе прокладки ограничено из-за стекания пропиточного состава. Для кабелей с вязкой пропиткой допустимый перепад уровней не должен превышать: 15 м для кабелей 20 кВ.
- Пожароопасность: наличие пропиточного состава и бумажной изоляции требует дополнительных мер пожарной безопасности при прокладке в пучках.
- Требовательность к условиям хранения: барабаны должны храниться в закрытых помещениях, концы кабеля должны быть герметично закрыты.
Конструкция кабеля АОСБ 20 кВ
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. От центра к периферии она включает:
Основные технические и эксплуатационные характеристики
Кабель АОСБ 20 кВ изготавливается в соответствии с требованиями ГОСТ 18410-73 «Кабели силовые с бумажной изоляцией» и других сопутствующих стандартов.
Таблица 1. Ключевые параметры кабеля АОСБ 20 кВ
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U, кВ | 20/20 |
| Максимальное рабочее напряжение Umax, кВ | 24 |
| Частота, Гц | 50 |
| Количество и номинальное сечение жил, мм² | 3×25, 3×35, 3×50, 3×70, 3×95, 3×120, 3×150, 3×185, 3×240 |
| Допустимый длительный ток нагрузки (для прокладки в земле, +25°C грунта) | Зависит от сечения. Пример: 3×120 мм² – ок. 300 А; 3×240 мм² – ок. 425 А. Точные значения определяются по ПУЭ гл.1.3 с учетом условий прокладки. |
| Испытательное переменное напряжение промышленной частоты, кВ (в течение 10 мин.) | 50 |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | Не менее 25 наружных диаметров кабеля (для многожильных кабелей с секторными жилами). |
| Температурный диапазон эксплуатации | От -50°C до +50°C. Прокладка без предварительного подогрева допускается при температуре не ниже 0°C. |
| Допустимая температура нагрева жил при длительной эксплуатации | +80°C |
| Допустимая температура нагрева жил в режиме перегрузки | +90°C |
| Допустимая температура нагрева жил при коротком замыкании | +200°C (не более 4 сек.) |
| Строительная длина | Не менее 250 м для сечений до 70 мм², не менее 200 м для сечений 95-240 мм². |
| Срок службы | Не менее 30 лет при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки и монтажа. |
Область применения и особенности прокладки
Кабели АОСБ 20 кВ традиционно применяются в сетях электроснабжения промышленных предприятий, городских распределительных сетях (РП, ТП), для питания крупных объектов (стадионы, торговые центры), а также в шахтах, не опасных по газу и пыли. Основной метод прокладки – в земле (траншеях) с обязательной песчаной подсыпкой и защитой кирпичом или сигнальными лентами. Допускается прокладка в кабельных каналах, туннелях, по эстакадам и в помещениях. При прокладке в земле необходимо учитывать коррозионную активность грунта и наличие блуждающих токов. В агрессивных средах требуется дополнительная защита (например, кабель в поливинилхлоридном шланге).
Преимущества и недостатки кабеля АОСБ
Преимущества:
Недостатки:
Сравнение с современными аналогами (кабель АПвБбШп 20 кВ)
В настоящее время кабели с бумажной изоляцией активно вытесняются кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ). Типичный аналог – кабель АПвБбШп 20 кВ.
| Критерий | АОСБ 20 кВ | АПвБбШп 20 кВ |
|---|---|---|
| Материал изоляции | Бумага, пропитанная вязким составом | Сшитый полиэтилен (СПЭ) |
| Вес и гибкость | Больше вес, меньше гибкость | Меньше вес, больше гибкость |
| Допустимый перепад уровней | Ограничен (до 15 м) | Не ограничен |
| Монтаж и соединение | Сложный, требуется герметизация | Относительно проще, используются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты |
| Токовая нагрузка | Немного ниже из-за худшего теплоотвода | Выше (лучшие диэлектрические потери и теплостойкость) |
| Пожароопасность | Выше | Ниже (не распространяет горение) |
| Срок службы | 30-40 лет | Более 30 лет (прогнозируемый до 50 лет) |
| Стоимость | Часто ниже, но монтаж дороже | Выше стоимость кабеля, но может быть ниже общая стоимость владения |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Вопрос 1: Как расшифровать полную маркировку на бирке кабеля АОСБ, например, «АОСБ 20 кВ 3х120-1 ГОСТ 18410-73»?
Данная маркировка означает: Кабель силовой с алюминиевой жилой, с бумажной изоляцией, в свинцовой оболочке, бронированный стальными лентами, на напряжение 20 кВ, трехжильный, с сечением жил 120 мм², исполнение 1 (с нормальной пропиткой, для прокладки в земле с ограниченной разностью уровней), изготовлен по ГОСТ 18410-73.
Вопрос 2: Каковы главные риски при нарушении герметизации концов кабеля АОСБ во время хранения или монтажа?
Нарушение герметичности свинцовой оболочки приводит к проникновению влаги и воздуха в бумажную изоляцию. Это вызывает увлажнение изоляции, увеличение тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ), снижение электрической прочности, локальные разряды и, в конечном итоге, пробой кабеля. Даже кратковременное воздействие влаги требует проведения сушки кабеля перед вводом в эксплуатацию.
Вопрос 3: Можно ли прокладывать кабель АОСБ в воздухе (по фасадам, эстакадам)?
Да, можно, но с учетом следующих факторов: необходимо обеспечить защиту от прямых солнечных лучей (УФ-излучение разрушает наружный покров), исключить механические напряжения. При прокладке на открытом воздухе рекомендуется использование кабелей с наружным покровом из материалов, стойких к атмосферным воздействиям, или применение дополнительных защитных кожухов.
Вопрос 4: Как определить необходимость сушки кабеля перед монтажом концевой разделки или муфты?
Необходимость сушки определяется измерением тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ) и сопротивления изоляции на переменном токе. Если измеренные значения превышают нормы, установленные ПУЭ и инструкциями по монтажу, обязательна процедура сушки кабеля специальными установками (током, горячим воздухом или методом возвратно-поступательного движения нагретого масла).
Вопрос 5: В чем заключается особенность монтажа муфт на кабели АОСБ?
Особенность – необходимость обеспечения полной и надежной герметизации соединения, равной герметичности свинцовой оболочки. При монтаже свинцовых муфт используется пайка или сварка. При использовании эпоксидных или современных термоусаживаемых муфт со специальными герметизирующими элементами критически важно тщательно подготовить поверхности, очистить их и обезжирить, а также строго соблюдать технологическую карту монтажа.
Вопрос 6: Почему для кабелей АОСБ существуют ограничения по перепаду уровней, и что делать, если трасса имеет больший перепад?
Ограничение связано со стеканием вязкого пропиточного состава в нижнюю точку трассы под действием силы тяжести. Это может привести к осушению изоляции в верхней части (снижение электрической прочности, увеличение риска пробоя) и созданию избыточного давления в нижней части (риск раздутия оболочки). При больших перепадах необходимо применять кабели с нестекающей пропиткой (марки АОСБк) или использовать кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (АПвБбШп), для которых таких ограничений нет.
Заключение
Кабель АОСБ 20 кВ остается надежным и проверенным решением для стационарных высоковольтных сетей распределения электроэнергии. Его применение оправдано в проектах, где важна долговечность, устойчивость к перегрузкам и где условия прокладки соответствуют его конструктивным особенностям (ограничение по перепадам, отсутствие значительных растягивающих нагрузок). При выборе между АОСБ и современными кабелями с СПЭ-изоляцией необходимо проводить технико-экономическое сравнение, учитывая не только стоимость метра кабеля, но и затраты на монтаж, обслуживание, потери электроэнергии, а также специфику трассы. Грамотный монтаж, соблюдение условий эксплуатации и регулярный диагностический контроль являются залогом многолетней безаварийной службы кабельных линий на основе АОСБ.