Кабель ЦСП 3-х жильный 6 кВ: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель ЦСП 3-х жильный на напряжение 6 кВ представляет собой силовой кабель с бумажной пропитанной изоляцией в свинцовой оболочке, предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 6 кВ частоты 50 Гц. Аббревиатура ЦСП расшифровывается следующим образом: Ц – изоляция жил бумажная, пропитанная вязким или нестекающим составом; С – оболочка свинцовая; П – наличие наружного защитного покрова (броня из стальных оцинкованных лент и наружная оболочка). Данный тип кабеля является классическим и проверенным временем решением для распределительных сетей среднего напряжения, отличаясь высокой надежностью, долговечностью и стойкостью к внешним воздействиям.
Конструкция кабеля ЦСП 6 кВ
Конструкция кабеля ЦСП является многослойной и сложной, каждый элемент которой выполняет строго определенную функцию. Трехжильное исполнение подразумевает наличие трех токопроводящих жил, изолированных друг от друга и от земли.
Основные элементы конструкции:
- Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия или меди, круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма применяется для уменьшения общего диаметра кабеля и экономии материалов. Жилы могут быть однопроволочными (монолитными) для малых и средних сечений или многопроволочными для больших сечений.
- Фазная изоляция: Выполняется из бумажных лент, пропитанных вязким маслоканифольным или нестекающим составом. Бумажная изоляция накладывается на жилу послойно с определенным перекрытием. Толщина изоляции строго нормирована и зависит от номинального напряжения (6 кВ).
- Поясная изоляция: Поверх изолированных фазных жил, скрученных в сердечник, также накладываются слои бумажной изоляции, формируя общий поясной изоляционный слой.
- Экран (полупроводящая бумага): Для выравнивания электрического поля на поверхность фазной изоляции каждой жилы, а иногда и поверх поясной изоляции, накладываются экраны из полупроводящей бумаги. Это критически важный элемент для кабелей на напряжение 6 кВ и выше.
- Заполнители: Пространство между изолированными жилами заполняется жгутами из бумаги или кабельной пряжей для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
- Оболочка свинцовая (марка С): Герметичная оболочка из свинцового сплава, накладываемая поверх поясной изоляции. Предназначена для защиты изоляции сердечника от проникновения влаги, воздуха и других внешних воздействий. Свинец химически стоек ко многим средам и обеспечивает полную герметизацию.
- Подслой под броню (подушка): На свинцовую оболочку накладывается слой, состоящий из битумного состава, крепированной бумаги или ПЭТФ ленты, и битума снова. Защищает свинцовую оболочку от коррозии и механических повреждений от брони.
- Броня: Выполняется из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с зазором так, чтобы верхняя лента перекрывала зазор нижней. Предназначена для защиты кабеля от механических повреждений (растяжения, удары, воздействие грызунов).
- Наружный защитный покров: На броню наносится пропитанный кабельной пряжей слой или битумный состав для защиты брони от коррозии. В некоторых исполнениях поверх брони может накладываться джутовый покров.
- Распределительные сети 6 кВ промышленных предприятий (питание мощных электродвигателей, печей, трансформаторных подстанций).
- Кабельные линии в шахтах, рудниках (при условии отсутствия в шахтной атмосфере веществ, разрушающих свинец и бумажную изоляцию).
- Питание насосных станций, систем водо- и теплоснабжения.
- Вводы на территории с повышенной пожарной опасностью, где использование кабелей в ПВХ изоляции может быть ограничено.
- Прокладка: Допускается прокладка в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, по эстакадам и в помещениях. При прокладке в земле необходимо обеспечить песчаную подушку и защиту кирпичом или плитами от механических повреждений.
- Концевые заделки: Требуют обязательного применения специальных концевых муфт (КНС, КНБ) для герметизации среза кабеля и обеспечения плавного распределения электрического поля. Негерметичный срез приводит к подсосу влаги и выходу кабеля из строя.
- Соединительные муфты: Для соединения двух отрезков кабеля применяются соединительные муфты (СС). Все работы по монтажу муфт требуют высокой квалификации персонала.
- Ограничение по трассе: При прокладке в вертикальных и наклонных участках с перепадом высот более 15-25 метров необходимо использовать кабели с нестекающей пропиткой (обозначаются индексом «н» в конце марки, например, ЦСПн) или применять стопорные муфты для предотвращения стекания пропиточного состава.
- Требования к герметичности: Повреждение свинцовой оболочки недопустимо. Перед монтажом муфт необходимо проверить оболочку на отсутствие вмятин и надрезов.
- Высокая термическая и электрическая стабильность. Бумажная изоляция, пропитанная минеральным маслом, обладает высокой теплостойкостью и устойчивостью к частичным разрядам.
- Длительный срок службы при правильной эксплуатации (более 30-40 лет).
- Высокая надежность и стойкость к внешним пожарам (благодаря отсутствию галогенов в изоляции).
- Хорошая ремонтопригодность в случае локальных повреждений.
- Проверенная десятилетиями конструкция и знакомые технологии монтажа.
- Большая масса и габариты по сравнению с кабелями аналогичного сечения на напряжение 6 кВ с XLPE-изоляцией.
- Сложность монтажа, требующая высокой квалификации монтажников для разделки и установки свинцовых муфт.
- Ограничения по перепаду высот при прокладке (для кабелей с вязкой пропиткой).
- Гигроскопичность бумажной изоляции – при повреждении свинцовой оболочки изоляция быстро увлажняется и теряет свойства.
- Наличие свинца, что создает экологические проблемы при утилизации.
- Необходимость в специальном оборудовании для монтажа (газовые горелки, специальные ножи).
Технические характеристики и параметры
Основные параметры кабеля ЦСП 6 кВ регламентируются ГОСТ 18410-73 «Кабели силовые с бумажной изоляцией» и другими сопутствующими стандартами.
Таблица 1. Основные технические характеристики кабеля ЦСП 6 кВ
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U | 6/6 кВ (для сетей с изолированной нейтралью или компенсированной нейтралью, где время действия защиты от замыканий на землю не превышает 2 часов) |
| Число жил | 3 |
| Сечение жил, мм2 | От 10 до 240 (для меди), от 16 до 240 (для алюминия). Наиболее распространенные сечения: 50, 70, 95, 120, 150. |
| Форма жилы | Круглая или секторная |
| Материал жилы | Алюминий (А) или Медь (нет буквенного обозначения) |
| Испытательное переменное напряжение промышленной частоты | 12 кВ (в течение 10 мин. для кабелей после изготовления) |
| Допустимая длительная температура нагрева жил | +80°C |
| Допустимая температура нагрева жил в режиме перегрузки | +90°C (не более 8 ч в сутки, суммарно не более 1000 ч за год) |
| Допустимая температура нагрева жил при коротком замыкании | +200°C (для бумажной изоляции, не более 4 с) |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | Не менее 25 наружных диаметров кабеля для многожильных кабелей с секторными жилами. |
| Климатическое исполнение | УХЛ, Т, категории размещения 1-5 (для прокладки в земле, кабельных каналах, туннелях, на эстакадах, в помещениях). Не рекомендуется для прокладки без защитных покровов в агрессивных средах, где свинец может корродировать. |
Таблица 2. Допустимые длительные токовые нагрузки для кабелей ЦСП 6 кВ (пример для прокладки в земле)
| Сечение жилы, мм2 | Медь, А | Алюминий, А |
|---|---|---|
| 25 | 140 | 110 |
| 50 | 190 | 150 |
| 95 | 280 | 215 |
| 150 | 345 | 265 |
| 240 | 435 | 335 |
Примечание: Точные значения токовых нагрузок зависят от конкретных условий прокладки (температура земли, число кабелей в траншее, термическое сопротивление грунта) и должны определяться по ПУЭ 7-го издания, глава 1.3.
Область применения и особенности монтажа
Кабели ЦСП 6 кВ применяются для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:
Особенности монтажа и эксплуатации:
Преимущества и недостатки кабеля ЦСП по сравнению с кабелями с пластмассовой изоляцией (АПвБбШп, АПвПг)
Преимущества:
Недостатки:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается кабель ЦСП от кабеля АСБ?
Кабель АСБ имеет алюминиевые жилы (А), бумажную изоляцию (Ц), свинцовую оболочку (С) и броню из стальных лент с защитным покровом (Б). Таким образом, АСБ – это алюминиевый аналог кабеля ЦСП. Для меди используется маркировка без буквы «А» в начале – просто ЦСП. Конструктивно они идентичны, разница только в материале токопроводящей жилы.
Что означает индекс «н» в маркировке ЦСПн?
Индекс «н» означает, что кабель имеет нестекающую пропитку изоляционного состава. Это позволяет прокладывать кабель на трассах с большим перепадом уровней (более 25 м по вертикали) без риска стекания пропиточного состава к нижней точке, что могло бы привести к снижению уровня изоляции в верхней части и увеличению давления в нижней.
Можно ли проложить кабель ЦСП в воздухе (по фасаду здания, по эстакаде)?
Да, кабель ЦСП допускается к прокладке в воздухе (наружных эстакадах, галереях), если он не подвергается прямому воздействию солнечных лучей. При открытой прокладке в условиях солнечной радиации рекомендуется защита кабеля от ультрафиолета (например, гофрированными трубами из непрозрачного материала). Также необходимо учитывать механические нагрузки (ветровые).
Как определить неисправность в кабеле ЦСП?
Основные методы поиска повреждений в кабельных линиях 6 кВ с бумажной изоляцией: измерение сопротивления изоляции мегомметром на 2500 В, испытание повышенным выпрямленным напряжением, метод колебательного разряда (импульсный метод) для поиска места пробоя, акустический или индукционный метод для точной локализации повреждения в земле. Профилактические испытания повышенным напряжением постоянного тока являются стандартной процедурой для таких кабелей.
Почему при монтаже концевых муфт на ЦСП так важна герметизация?
Бумажно-масляная изоляция гигроскопична и при контакте с атмосферным воздухом начинает активно впитывать влагу. Это приводит к резкому снижению электрической прочности изоляции, росту тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ) и, в конечном итоге, к пробою. Концевая муфта (КНС) обеспечивает полную герметизацию торца кабеля, предотвращая доступ воздуха и влаги к изоляции.
Каков срок службы кабеля ЦСП 6 кВ и от чего он зависит?
Номинальный срок службы кабеля ЦСП, заложенный производителем, составляет 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать 40-50 лет и сильно зависит от условий прокладки, режима работы (температурные перегрузки), качества монтажа муфт, коррозионной активности грунта (для свинцовой оболочки) и своевременности проведения профилактических испытаний и ремонтов.
Заключение
Кабель ЦСП 3-х жильный 6 кВ остается востребованным изделием в арсенале энергетиков, несмотря на появление более современных аналогов с изоляцией из сшитого полиэтилена. Его ключевые преимущества – долговечность, надежность и стойкость в тяжелых условиях эксплуатации – делают его предпочтительным выбором для ответственных объектов, реконструкции старых сетей и проектов, где важна преемственность технологий. Однако его применение требует строгого соблюдения правил монтажа, эксплуатации и испытаний, а также учета таких факторов, как большая масса, сложность монтажа и экологические аспекты. Выбор между ЦСП и кабелем с полимерной изоляцией должен осуществляться на основе технико-экономического расчета, учитывающего все условия прокладки, стоимость жизненного цикла и требования конкретного проекта.