Кабель силовой с бумажной пропитанной изоляцией на напряжение 10 кВ. Конструкция, применение, технические характеристики

Кабель марки ЦСП (буквенное обозначение: Ц – бумажная изоляция, пропитанная вязким или нестекающим составом, С – свинцовая оболочка, П – наличие наружного защитного покрова) является классическим представителем кабелей с бумажной пропитанной изоляцией, предназначенных для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 10 кВ частотой 50 Гц. Несмотря на появление современных аналогов с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), кабель ЦСП сохраняет свою актуальность в ряде областей благодаря проверенной надежности, высокой термостойкости и стабильности характеристик в течение длительного срока службы.

Конструкция кабеля ЦСП 3х жильного 10 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее подробно, начиная от центра.

• Токопроводящая жила. Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки. Для сечений до 16 мм² (медь) и 25 мм² (алюминий) жилы, как правило, однопроволочные (монолитные). Для больших сечений – многопроволочные, скрученные из отдельных проволок. Жилы имеют круглую форму. В трехжильных кабелях на напряжение 10 кВ все жилы равны по сечению.
• Фазная изоляция. На токопроводящую жилу послойно накладывается бумажная лента, пропитанная вязким маслоканифольным или нестекающим (например, на основе полиизобутилена) составом. Толщина изоляции строго нормирована и зависит от номинального напряжения. Для 10 кВ она составляет несколько миллиметров. Бумажная лента обладает высокой электрической прочностью и термостойкостью, а пропитка заполняет воздушные поры, предотвращая возникновение частичных разрядов.
• Заполнение. Пространство между изолированными жилами заполняется жгутами из кабельной бумаги или бумажными жгутами в сочетании с кабельной пряжей. Это обеспечивает округлую форму сердечника и механическую стабильность.
• Поясная изоляция. Поверх скрученных изолированных жил (сердечника) также накладывается несколько слоев бумажных лент. Поясная изоляция является дополнительным барьером и выравнивает электрическое поле.
• Экран (оболочка) из свинца или свинцового сплава. Важнейший элемент конструкции. Свинцовая оболочка накладывается поверх поясной изоляции методом прессования. Она выполняет несколько ключевых функций: абсолютная герметичность, защита изоляции от проникновения влаги и воздуха; механическая защита; выполнение роли экрана – замыкание электрического поля на землю и обеспечение его радиальной симметрии. Свинец коррозионно-стоек и пластичен.
• Защитный покров (подушка). Непосредственно на свинцовую оболочку накладывается слой-подушка, чаще всего из битумного состава, крепированной бумаги или ПЭТ-ленты. Он предотвращает непосредственный контакт свинца с броней и защищает оболочку от коррозии.
• Броня. Для защиты от механических повреждений кабель бронируется. Типичная броня для кабелей ЦСП – две стальные ленты, наложенные с зазором в противоположных направлениях. В особо тяжелых условиях может применяться броня из плоских или круглых стальных оцинкованных проволок.
• Наружный защитный шланг. Поверх брони накладывается покров из битумного состава и джута, либо, в современных исполнениях, шланг из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Он защищает броню от коррозии и обеспечивает дополнительную механическую и химическую стойкость.

Область применения и условия эксплуатации

Кабель ЦСП 10 кВ предназначен для прокладки в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, коллекторах, а также в помещениях. Он применяется:

• Для создания питающих и распределительных линий в сетях 6-10 кВ.
• Для подключения мощного оборудования (трансформаторы, двигатели, генераторы).
• На промышленных предприятиях, в том числе во взрывоопасных зонах (при условии соответствия исполнения).
• В городских кабельных сетях.
• На объектах инфраструктуры (железные дороры, метрополитен, порты).

Важное ограничение: Из-за наличия свинцовой оболочки и бумажно-масляной изоляции прокладка по трассам с большими перепадами уровней (вертикальные и крутонаклонные участки) ограничена. При значительных перепадах (более 15-25 метров) используется кабель с нестекающей пропиткой (ЦСПН) или специальными барьерами для предотвращения стекания пропиточного состава.

Основные технические характеристики и параметры

Параметры кабеля регламентируются ГОСТ 18410-73 «Кабели с бумажной изоляцией. Технические условия» и другими нормативными документами.

Таблица 1. Номинальные сечения жил и массогабаритные показатели (пример для кабеля с алюминиевыми жилами, броня из стальных лент)

Сечение жил, мм²	Наружный диаметр, мм (приблизит.)	Масса 1 км кабеля, кг (приблизит.)	Допустимый ток нагрузки в земле, А (приблизит.)
3х16	45-50	2500-3000	95-105
3х25	48-53	2900-3400	120-130
3х35	50-55	3200-3800	145-155
3х50	53-58	3600-4300	170-185
3х70	57-63	4300-5100	210-225
3х95	62-68	5100-6000	250-265
3х120	65-72	5800-6900	285-300
3х150	69-76	6700-7900	325-340
3х185	73-81	7700-9100	370-385
3х240	79-87	9300-11000	430-450

Таблица 2. Ключевые электрические и эксплуатационные параметры

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U, кВ	6/10; 8,7/10; 10/10
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты, 50 Гц, в течение 10 мин.	От 25 до 35 кВ (зависит от исполнения)
Максимально допустимая температура жилы при длительной эксплуатации	+80°C (для кабелей с вязкой пропиткой)
Максимальная температура жилы при коротком замыкании (длительность до 4 с)	+200°C (для меди), +200°C (для алюминия)
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева	-0°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 25 наружных диаметров кабеля (для многожильных бронированных)
Срок службы	Не менее 30 лет при соблюдении условий эксплуатации и монтажа

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

Преимущества кабеля ЦСП:

• Высокая термостойкость и стойкость к тепловым перегрузкам.
• Длительная (более 100 лет) история применения, отработанная технология.
• Высокая стабильность диэлектрических характеристик во времени.
• Меньшая чувствительность к качеству монтажа муфт в полевых условиях по сравнению с СПЭ (при наличии квалифицированных специалистов).
• Хорошая ремонтопригодность при повреждениях.
• Свинцовая оболочка обеспечивает 100% защиту от влаги и служит идеальным экраном.

Недостатки кабеля ЦСП:

• Большая масса и габариты, сложность прокладки и монтажа.
• Ограничения по перепадам высот (для кабеля с вязкой пропиткой).
• Наличие жидкого или вязкого пропиточного состава, что требует специальных концевых заделок и усложняет монтаж.
• Экологические вопросы, связанные с использованием свинца и масляных составов.
• Более высокая трудоемкость монтажа соединительных и концевых муфт.
• Необходимость поддержания постоянного давления масла в магистральных кабелях высокого давления.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабеля ЦСП требует строгого соблюдения правил. Перед прокладкой необходимо проверить герметичность оболочки (отсутствие вмятин, надрезов). При прокладке в траншеях обязательна песчаная подушка и засыпка, защита сигнальной лентой и кирпичом. Радиусы изгиба не должны быть меньше нормированных. При низких температурах кабель требует подогрева.

Особое внимание уделяется монтажу кабельной арматуры: соединительных, стопорных и концевых муфт. Процесс включает разделку кабеля с ступенчатой обрезкой изоляции, установку изоляционных деталей (конусы, рукава), заполнение полости муфты изоляционной массой (заливочным компаундом) и герметизацию. Качество монтажа муфт напрямую определяет надежность всей линии.

В процессе эксплуатации кабельные линии 10 кВ подвергаются плановым испытаниям повышенным напряжением выпрямленного тока для контроля состояния изоляции.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями ЦСП и АСБ?

Марка АСБ – это кабель с бумажной пропитанной изоляцией, алюминиевой жилой, свинцовой оболочкой и броней. ЦСП – это общее обозначение типа кабеля, где материал жилы не указан буквой. На практике кабель с алюминиевыми жилами часто называют АСБ, а с медными – просто ЦСП или СБ (если броня). Таким образом, АСБ является частным случаем кабеля типа ЦСП с алюминиевыми жилами.

Можно ли проложить кабель ЦСП по воздуху (по фасаду, на эстакаде)?

Да, можно, но необходимо учитывать значительный собственный вес кабеля и обеспечить надежное крепление с учетом механических нагрузок (ветер, гололед). Также необходимо защитить кабель от прямых солнечных лучей, используя кабельные лотки с крышками или прокладку в неметаллических трубах.

Что такое «нестекающая пропитка» и когда она применяется?

Нестекающая пропитка – это специальный состав на основе полиизобутилена или других загустителей, который не стекает с жил при нагреве кабеля на вертикальных участках. Кабели с такой пропиткой имеют в маркировке букву «Н» (ЦСПн, АСБн). Они применяются на трассах с большими перепадами высот (более 15-25 м для кабелей 10 кВ).

Как определить поврежденное место в кабеле ЦСП?

Для поиска повреждений применяются специальные методы: импульсный рефлектометр (ищет обрыв или КЗ), метод колебательного разряда (для поиска пробоя изоляции), акустический метод (фиксирует звук разряда в месте повреждения при подаче высоковольтного импульса). Для кабелей с бумажно-масляной изоляцией также эффективен метод петли фазировки.

Почему при разделке кабеля бумажную изоляцию срезают «ступеньками» (конусом)?

Ступенчатая разделка (формирование «карандашей») необходима для плавного распределения градиента электрического напряжения вдоль изоляции в месте установки муфты. Резкий переход от основной изоляции к воздуху или материалу муфты вызвал бы чрезмерную электрическую напряженность и пробой. Ступени выравнивают поле.

Какой срок службы у кабеля ЦСП 10 кВ?

Нормативный срок службы, заложенный в ГОСТ, составляет не менее 30 лет. Однако на практике при правильной эксплуатации, отсутствии перегрузок и внешних повреждений кабельные линии с бумажной изоляцией могут надежно работать 50 и более лет.

Заключение

Кабель ЦСП на напряжение 10 кВ остается важным элементом высоковольтных распределительных сетей, особенно в условиях, требующих максимальной надежности и стойкости к длительным тепловым нагрузкам. Его конструкция, основанная на комбинации бумажной пропитанной изоляции и герметичной свинцовой оболочки, прошла многолетнюю проверку. Несмотря на конкуренцию со стороны полимерных кабелей, знание конструкции, областей применения, правил монтажа и эксплуатации кабелей ЦСП является необходимым для специалистов в области проектирования, строительства и обслуживания кабельных линий электропередачи. Выбор между ЦСП и СПЭ кабелем должен осуществляться на основе технико-экономического расчета, учитывающего все особенности конкретного объекта и условий прокладки.