Кабель ЦСКл 150 мм
Кабель ЦСКл 150 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель ЦСКл 150 мм² представляет собой силовой кабель с бумажной пропитанной изоляцией в свинцовой оболочке, предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение до 10 кВ частотой 50 Гц. Маркировка расшифровывается следующим образом: Ц – изоляция бумажная, пропитанная нестекающим составом, С – свинцовая оболочка, Кл – броня из круглых стальных оцинкованных проволок. Сечение токопроводящей жилы 150 мм² является одним из ключевых для магистральных и распределительных линий среднего напряжения.
Конструкция кабеля ЦСКл 150 мм²
Конструкция кабеля многослойна и каждый элемент выполняет критически важную функцию, обеспечивая долговечность и надежность в тяжелых условиях эксплуатации.
- Токопроводящая жила: Выполняется из медной (марка ЦСКл) или алюминиевой (АЦСКл) проволоки. Для сечения 150 мм² жила, как правило, многопроволочная (по ГОСТ 22483-2012 класс 2 или 3), что обеспечивает необходимую гибкость. Медь обеспечивает более высокую проводимость и стойкость к электрохимической коррозии, алюминий – меньшую стоимость и массу.
- Фазная изоляция: На жилу послойно накладывается бумажная лента, пропитанная вязким или нестекающим изоляционным составом. Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения (например, для 10 кВ).
- Поясная изоляция: Поверх скрученных изолированных жил (трехжильные кабели) также накладывается несколько слоев бумажных лент, пропитанных составом.
- Экран на жилу (для кабелей на 6 кВ и выше): В кабелях на напряжение 6 и 10 кВ на изоляцию каждой жилы накладывается экран в виде электропроводящей бумаги или полупроводящей ленты для выравнивания электрического поля и предотвращения коронирования.
- Заполнитель: Пространство между скрученными изолированными жилами заполняется жгутами из бумаги или кабельной пряжей для придания конструкции круглой формы.
- Оболочка свинцовая (марка С): Герметичная оболочка из свинцового сплава, наложенная поверх поясной изоляции. Основная функция – абсолютная защита изоляции от проникновения влаги и воздуха, а также от механических воздействий. Свинец химически стоек ко многим средам и не подвержен коррозии в условиях постоянного контакта с пропиточным составом.
- Защитный покров (под броней): Включает подушку под броню, обычно состоящую из слоев битума, крепированной бумаги или полимерных пленок, и битумного состава. Защищает свинцовую оболочку от коррозии и механических повреждений броней.
- Броня (марка Кл): Выполнена из круглых стальных оцинкованных проволок, наложенных поверх подушки. Назначение – защита кабеля от механических повреждений (растягивающих усилий, ударов, грызунов). Буква «л» указывает на то, что поверх брони имеется наружный защитный покров.
- Наружный покров: Представляет собой волокнистый материал (например, пропитанную кабельную пряжу) или полимерную ленту с защитным покровным составом (битум) для защиты брони от коррозии.
- Магистральные и распределительные линии в сетях 6-10 кВ городского и промышленного электроснабжения.
- Питание мощных потребителей: трансформаторных подстанций, насосных станций, промышленных предприятий.
- Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах), по эстакадам, в земле (траншеях) при наличии условий, требующих механической защиты (броня) и высокой влагостойкости (свинцовая оболочка).
- Участки с повышенной коррозионной активностью, где свинцовая оболочка предпочтительнее алюминиевой.
- Прокладка должна производиться с соблюдением минимального радиуса изгиба во избежание повреждения изоляции и оболочек.
- При прокладке в земле необходима подготовка траншеи с песчаной подушкой и защитой сверху кирпичом или сигнальной лентой. Агрессивные грунты требуют дополнительной коррозионной защиты.
- Соединение и ответвление жил производятся с помощью кабельных муфт (соединительных, концевых) специальной конструкции для кабелей с бумажной изоляцией и свинцовой оболочкой, с обязательной герметизацией.
- При монтаже концевых муфт на кабелях 6-10 кВ необходимо экранирование и спуск заряда с изоляции.
- Перед включением под напряжение после монтажа кабель должен быть подвергнут высоковольтным испытаниям повышенным напряжением постоянного или переменного тока.
- Высокая надежность и долговечность (срок службы до 40-50 лет при правильной эксплуатации).
- Отличные диэлектрические свойства бумажно-масляной изоляции, особенно в условиях длительной работы под напряжением.
- Абсолютная герметичность свинцовой оболочки, защищающая изоляцию от увлажнения.
- Высокая механическая прочность благодаря стальной броне.
- Хорошая стойкость к температурным перегрузкам.
- Отработанная технология монтажа и эксплуатации.
- Большая масса и габариты, что усложняет транспортировку и монтаж.
- Ограниченная гибкость, сложность прокладки на трассах с множеством изгибов.
- Наличие нестекающего пропиточного состава требует особого внимания при монтаже муфт на вертикальных и наклонных участках.
- Необходимость специальных мер по заземлению брони и свинцовой оболочки.
- Постепенное вытеснение более современными аналогами с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), такими как ПвП, ПвПу.
- Масса и гибкость: Кабели СПЭ значительно легче и гибче, проще в монтаже.
- Допустимая температура: Более высокая допустимая температура жилы (90°C длительно).
- Монтаж: Упрощенный монтаж муфт, отсутствие необходимости в сложной герметизации.
- Эксплуатация: Отсутствие риска протекания пропиточного состава, возможность прокладки на вертикальных участках без ограничений.
- Надежность: Кабели ЦСКл традиционно считаются более надежными в условиях длительной стационарной работы в агрессивных средах благодаря металлической герметичной оболочке, в то время как кабели СПЭ критичны к качеству монтажа муфт и наличию дефектов изоляции.
Основные технические параметры и характеристики
Параметры регламентируются ГОСТ 18410-73 «Кабели с бумажной изоляцией. Общие технические условия» и другими стандартами.
Таблица 1. Ключевые электрические и механические параметры для кабеля ЦСКл 3×150 мм² на 10 кВ
| Параметр | Значение для меди (ЦСКл) | Значение для алюминия (АЦСКл) | Примечание |
|---|---|---|---|
| Номинальное напряжение, кВ | 6; 10 | Частота 50 Гц | |
| Количество и сечение жил, мм² | 3×150 | Возможно исполнение с нулевой жилой (3×150+1×70) | |
| Максимально допустимая температура жилы при длительной эксплуатации, °C | 80 | В аварийном режиме до 90°C | |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева, °C | 0 | При более низких температурах требуется подогрев | |
| Сопротивление жилы постоянному току при 20°C, Ом/км, не более | 0.124 | 0.206 | По ГОСТ 22483 |
| Допустимый длительный ток нагрузки, А | ~330-360 | ~255-280 | Зависит от условий прокладки (в земле, воздухе) |
| Испытательное переменное напряжение, кВ | 25 (для 10 кВ кабеля) | Продолжительность 10 мин. | |
| Масса 1 км кабеля, кг, приблизительно | ~8000-8500 | ~5500-6000 | Зависит от толщины брони и производителя |
| Минимальный радиус изгиба | Не менее 25 наружных диаметров кабеля | Для многопроволочных жил | |
Таблица 2. Сравнение условий прокладки и допустимых токовых нагрузок (ориентировочно)
| Условия прокладки | Допустимый длительный ток для ЦСКл 3×150 мм² (медь), А | Особенности |
|---|---|---|
| В земле (в траншее, одной кабельной линии) | 330-350 | Зависит от удельного теплового сопротивления грунта, глубины заложения, температуры почвы. |
| В воздухе (на открытом воздухе, в помещении) | 350-370 | Зависит от температуры окружающего воздуха, солнечной радиации, расположения относительно других кабелей. |
| В кабельном канале (тоннеле, эстакаде) | 310-330 | Снижение нагрузки из-за возможного группирования кабелей и ухудшения теплоотвода. |
Область применения и особенности монтажа
Кабель ЦСКл 150 мм² применяется для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:
Особенности монтажа и эксплуатации:
Преимущества и недостатки кабеля ЦСКл 150 мм²
Преимущества:
Недостатки:
Сравнение с аналогами из сшитого полиэтилена (СПЭ)
Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (например, ПвП 150 мм²) имеют существенные отличия:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем основное отличие кабеля ЦСКл от АЦБШв?
Кабель АЦБШв имеет алюминиевые жилы (А), бумажную изоляцию (Ц), броню из двух стальных лент (Б), и защитный шланг из поливинилхлорида (Шв). Ключевые отличия от ЦСКл: алюминиевая жила (если сравнивать с медным ЦСКл), ленточная броня (вместо проволочной у Кл) и отсутствие свинцовой герметичной оболочки. Броня из лент защищает в основном от механических повреждений, но не от растяжения. Проволочная броня (Кл) лучше воспринимает растягивающие нагрузки.
Можно ли прокладывать кабель ЦСКл 150 мм² в воде?
Свинцовая оболочка обеспечивает полную герметичность и водонепроницаемость, поэтому прокладка в воде (например, по дну водоемов) допустима. Однако необходимо обеспечить защиту от механических повреждений (укладка в трубы, наличие усиленной брони) и коррозии свинцовой оболочки в конкретной водной среде. Также требуется специальная конструкция кабеля для больших глубин.
Как правильно выбрать между медным (ЦСКл) и алюминиевым (АЦСКл) исполнением?
Выбор основан на технико-экономическом расчете. Медь имеет меньшее электрическое сопротивление, что позволяет при том же сечении передавать большую мощность или снижать потери. Медный кабель более компактен, долговечен и стоек к коррозии в местах соединений. Алюминиевый кабель значительно дешевле и легче. При ограничении по бюджету и при достаточном сечении для требуемого тока нагрузки выбирают АЦСКл. Для ответственных объектов, где критичны надежность и минимизация потерь, предпочтительнее ЦСКл.
Каковы особенности монтажа концевых муфт на кабель ЦСКл 10 кВ?
Монтаж требует специальных навыков. Процесс включает: разделку конца кабеля с ступенчатым снятием изоляции, заземление брони и свинцовой оболочки, установку изоляционного корпуса муфты (часто чугунного или эпоксидного), заполнение его изоляционной массой (заливочным компаундом) или использование термоусаживаемых компонентов. Обязательным этапом является восстановление экрана на конце кабеля с помощью полупроводящих лент и наложение стресс-конуса для контроля электрического поля. После монтажа муфта подлежит высоковольтным испытаниям.
Почему кабели с бумажной изоляцией до сих пор применяются, несмотря на распространение СПЭ?
Кабели типа ЦСКл обладают многодесятилетней доказанной надежностью в эксплуатации, особенно в существующих сетях. Их конструкция с металлической герметичной оболочкой обеспечивает стабильность диэлектрических свойств на протяжении всего срока службы, не боится локальных дефектов и влаги. Они часто используются для замены старых линий аналогичной конструкции без изменения инфраструктуры. В некоторых специфических условиях (например, при наличии риска распространения грызунов, в агрессивных грунтах) заказчики и проектировщики могут отдавать предпочтение проверенной классической конструкции.
Как определить необходимое сечение 150 мм² для конкретного объекта?
Сечение выбирается по допустимому длительному току нагрузки с учетом условий прокладки (в земле, воздухе), группирования кабелей, температуры окружающей среды и допустимой потери напряжения. Для сечения 150 мм² медного кабеля при прокладке в земле допустимый ток составляет около 330-350 А, что соответствует передаваемой мощности около 6 МВА при напряжении 10 кВ (для трехфазной сети). Окончательный расчет должен выполнять проектировщик на основе ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок) и других нормативных документов.