Кабель ЦСБ2л 3-х жильный представляет собой силовой кабель с бумажной изоляцией, пропитанной нестекающим составом, в свинцовой оболочке, с двумя стальными ленточными бронепокровами и защитным наружным покровом. Он предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение до 10 кВ частотой до 100 Гц или постоянное напряжение до 25 кВ. Основная сфера применения – прокладка в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в том числе с наличием блуждающих токов, а также в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, каналах), при условии отсутствия растягивающих усилий. Кабель рассчитан на эксплуатацию в широком диапазоне температур окружающей среды.
Маркировка кабеля производится по ГОСТ и содержит информацию о его конструкции:
Таким образом, ЦСБ2л 3х120 – это кабель с тремя жилами сечением 120 мм² каждая, с нестекающей пропиткой, в свинцовой оболочке, бронированный двумя стальными лентами с полимерной подушкой.
Конструкция кабеля является многослойной и обеспечивает высокую надежность в тяжелых условиях эксплуатации. Рассмотрим ее от центра к периферии.
Жилы изготавливаются из медной или алюминиевой проволоки, соответствуют классу 1 или 2 по ГОСТ 22483. Для сечений от 16 мм² и выше, как правило, используются многопроволочные жилы круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма жил позволяет оптимально заполнить внутреннее пространство кабеля, уменьшить его общий диаметр и массу.
Каждая жила изолируется несколькими слоями кабельной бумаги, которая впоследствии пропитывается вязким нестекающим изоляционным составом. Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения кабеля. Бумажная изоляция, пропитанная специальным составом, обладает высокой электрической прочностью и термической стабильностью.
Пространство между изолированными жилами заполняется жгутами из бумаги или бумажными жгутами в сочетании с кабельной пряжей для придания кабелю круглой формы. Поверх скрученных изолированных жил накладывается поясная изоляция из нескольких слоев кабельной бумаги.
Поверх поясной изоляции методом прессования накладывается герметичная оболочка из свинцового сплава. Ее основное назначение – полная защита изоляции от проникновения влаги, воздуха и других внешних воздействий, а также обеспечение радиальной герметичности. Свинец химически стоек ко многим средам и обеспечивает долговечность кабеля.
Непосредственно на свинцовую оболочку накладывается подушка, состоящая из одного или двух слоев битумизированной или крепированной бумаги, либо из полимерных (ПЭТ, ПВХ) лент. Подушка защищает свинцовую оболочку от коррозии и механических повреждений стальными лентами брони.
Бронепокров типа «2л» состоит из двух стальных оцинкованных лент, наложенных спирально с перекрытием. Первая лента накладывается с зазором, вторая – в перекрытие, что обеспечивает гибкость и механическую прочность. Ленты защищают кабель от механических повреждений (напр., при раскопках), от грызунов.
Поверх брони накладывается защитный покров для предотвращения коррозии стальных лент. Он обычно состоит из битумного состава, слоя стеклопряжи или полимерных материалов, и может быть покрыт меловой посыпкой для предотвращения слипания в бухте.
Кабель выпускается на номинальные напряжения: 1 кВ, 6 кВ и 10 кВ. Соответственно, толщина изоляции и испытательные напряжения различны.
| Номинальное напряжение, кВ | Толщина фазной изоляции, мм (примерно) | Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ (продолжительность 10 мин.) | Испытательное постоянное напряжение, кВ (продолжительность 10 мин.) |
|---|---|---|---|
| 1 | ~1.8 — 2.2 | 6 | 12 |
| 6 | ~2.5 — 3.0 | 16 | 36 |
| 10 | ~3.0 — 3.5 | 25 | 60 |
Длительно допустимый ток нагрузки зависит от сечения жилы, номинального напряжения, способа прокладки (в земле или воздухе) и условий окружающей среды. Приведем пример для кабеля с алюминиевыми жилами при прокладке в земле (траншее) при температуре грунта +15°С.
| Сечение жил, мм² | Напряжение 1 кВ, А | Напряжение 6 кВ, А | Напряжение 10 кВ, А |
|---|---|---|---|
| 3х50 | 130 | 125 | 120 |
| 3х70 | 160 | 155 | 150 |
| 3х95 | 195 | 190 | 180 |
| 3х120 | 225 | 220 | 210 |
| 3х150 | 260 | 255 | 240 |
| 3х185 | 300 | 290 | 275 |
Примечание: Для кабелей с медными жилами значения токов необходимо умножить на коэффициент 1.3. При изменении условий прокладки (температура грунта, количество кабелей в траншее, термическое сопротивление грунта) применяются поправочные коэффициенты согласно ПУЭ гл. 1.3.
Кабель ЦСБ2л традиционно используется в сетях электроснабжения промышленных предприятий, шахт, рудников, на железнодорожном транспорте, в городских распределительных сетях (кабельные линии 6-10 кВ). Его ключевое преимущество – возможность прокладки в земле без дополнительных защитных труб (кабельных каналов), что значительно удешевляет строительство трасс.
При прокладке необходимо соблюдать следующие правила:
Кабель ЦСБ2л является классическим представителем кабелей с бумажной изоляцией. В настоящее время его прямыми аналогами являются кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), например, ПвП2г или ПвПу2г.
Преимущества ЦСБ2л перед кабелями с СПЭ-изоляцией:
Недостатки ЦСБ2л по сравнению с кабелями с СПЭ-изоляцией:
Несмотря на активное внедрение полимерных кабелей, ЦСБ2л остается востребованным, особенно для реконструкции и ремонта существующих сетей, где требуется полная взаимозаменяемость, а также для объектов с повышенными требованиями к надежности в тяжелых условиях.
Основное отличие – в конструкции бронепокрова. У кабеля ЦСБ броня также состоит из двух стальных лент, но поверх них накладывается волокнистый защитный покров (джуто-битумный или подобный). У кабеля ЦСБ2л поверх брони накладывается защитный покров из пластмассовых лент («л» – лакированная/лактовая/полимерная лента). Покров типа «2л» более стоек к влаге и химической агрессии, предотвращает коррозию брони.
Нет, прокладка в воде (реки, озера, моря) не предусмотрена. Свинцовая оболочка и броня обеспечивают герметичность и механическую защиту, но длительное прямое воздействие воды, особенно под давлением, не является штатным режимом. Для прокладки в водных преградах существуют специальные кабели с усиленной свинцовой оболочкой и дополнительной защитой (например, типа ЦСК).
Выбор сечения производится по двум основным критериям: по длительно допустимому току нагрузки (чтобы рабочий ток не превышал значений из Таблицы 2 с учетом всех поправочных коэффициентов) и по потере напряжения (чтобы она не выходила за пределы, установленные ПУЭ). Расчет должен выполнять квалифицированный проектировщик с учетом полных данных о нагрузке, конфигурации сети, условиях прокладки и перспективе развития.
Кабель имеет встроенную защиту: свинцовая оболочка коррозионно-стойка, а стальная броня защищена наружным покровом. Однако при прокладке в грунтах с высокой коррозионной активностью (болота, солончаки, территории химических предприятий) или в зонах действия блуждающих токов (вблизи рельсового электротранспорта) может потребоваться применение катодной защиты или прокладка в неметаллических трубах. Необходимость определяется проектом на основании измерений.
Номинальный срок службы, установленный стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок службы при правильной прокладке, эксплуатации и отсутствии внешних повреждений часто превышает 40-50 лет. Критическим фактором является сохранение герметичности свинцовой оболочки. При повреждении оболочки влага проникает в бумажную изоляцию, что приводит к постепенному снижению электрической прочности и пробою.
Для этого используются концевые кабельные муфты (заделки) наружной установки для кабелей с бумажной изоляцией. Наиболее распространены эпоксидные заделки (типа КВЭ) или заливные муфты на основе компаундов. Процесс оконцевания включает разделку конца кабеля, установку изоляционного корпуса, заземление брони и оболочки, и герметичную заливку изоляционной смесью. Работы должны выполняться обученным персоналом с соблюдением строгой технологии.