Кабель СБ 1 кВ
Кабель СБ 1 кВ: полный технический обзор, конструкция и область применения
Кабель СБ 1 кВ – это силовой кабель с бумажной пропитанной изоляцией в свинцовой оболочке, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 1000 В частоты 50 Гц. Маркировка «СБ» расшифровывается как: С – свинцовая оболочка, Б – изоляция бумажная пропитанная. Данный тип кабеля является классическим представителем кабелей с бумажной изоляцией, которые на протяжении десятилетий составляли основу магистральных и распределительных сетей благодаря высокой надежности и долговечности в эксплуатации.
Конструкция кабеля СБ 1 кВ
Конструкция кабеля СБ многослойна и каждый элемент выполняет критически важную функцию. Полное понимание устройства необходимо для правильного монтажа, эксплуатации и ремонта.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из меди или алюминия. Медные жилы обладают более высокой проводимостью и механической прочностью, алюминиевые – меньшим весом и стоимостью. Жилы могут быть:
- Однопроволочными (секторной или круглой формы) для сечений до 16-25 мм².
- Многопроволочными (круглой или секторной формы) для больших сечений, что повышает гибкость.
- Абсолютную герметичность, защищая пропитанную бумажную изоляцию от проникновения влаги и воздуха.
- Защиту от механических повреждений.
- Стойкость к коррозии в различных грунтах (при наличии внешних защитных покровов).
- СБГ – «голый» кабель без защитных покровов (только свинцовая оболочка). Для прокладки в кабельных сооружениях, где нет риска механических повреждений.
- СБл – с подушкой, броней из двух стальных лент и наружным покровом. Наиболее распространенный тип для прокладки в земле (траншеях).
- СБн – с подушкой, броней из круглых оцинкованных стальных проволок и наружным покровом. Применяется при повышенных растягивающих нагрузках (уклоны, водные преграды).
- СБп – с подушкой и броней из плоских оцинкованных стальных проволок.
- Для кабелей на 1 кВ: переменное напряжение 3 кВ частоты 50 Гц в течение 10 минут после монтажа или 5 кВ постоянного напряжения в течение 5 минут.
- Допустимая температура нагрева жил при длительной эксплуатации: +80°C.
- Допустимая температура нагрева жил в режиме перегрузки: +90°C (не более 8 часов в сутки, суммарно не более 100 часов в год).
- Температура короткого замыкания (длительность до 4 сек): для меди +250°C, для алюминия +200°C.
- Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: 0°C.
- Прокладка в земле (траншеях) – основной способ для кабелей в броне (СБл, СБн).
- Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам – для всех типов, но преимущественно СБГ в сухих помещениях или СБл.
- Прокладка в помещениях с повышенной влажностью и агрессивными средами (благодаря герметичной свинцовой оболочке).
- Соблюдение допустимых радиусов изгиба: для одножильных кабелей – не менее 25 наружных диаметров, для многожильных – не менее 15 наружных диаметров.
- Обеспечение герметичности концевых и соединительных муфт. Для этого используются свинцовые, эпоксидные или современные термоусаживаемые муфты, полностью изолирующие бумажную изоляцию от окружающей среды.
- При прокладке в земле – обязательная подсыпка и засыпка песком, укладка сигнальной ленты, защита от механических повреждений кирпичом или плитами в местах с повышенной нагрузкой.
- Учет вертикальных уровней при прокладке с перепадами высот во избежание стекания пропиточного состава и образования пустот в изоляции.
- Высокая стабильность изоляционных свойств при длительном нагреве. Бумажно-масляная изоляция не стареет так быстро, как полимерная, при рабочих температурах.
- Высокая перегрузочная способность благодаря большой теплоемкости и хорошей теплопроводности изоляционного состава.
- Абсолютная герметичность свинцовой оболочки, что обеспечивает длительный срок службы даже в условиях постоянной влажности.
- Проверенная долговечность – срок службы при правильной эксплуатации превышает 40 лет.
- Лучшее поведение в режиме короткого замыкания из-за высокой температуры допустимого КЗ.
- Большой вес и габариты по сравнению с полимерными кабелями аналогичного сечения.
- Сложность монтажа: необходимость применения специальных муфт, требующих высокой квалификации монтажников, ограничения по температуре прокладки.
- Пожароопасность: бумажно-масляная изоляция горюча, требуется дополнительная противопожарная защита (прокладка в несгораемых лотках, засыпка песком).
- Жесткость и сложность укладки на трассах со множеством поворотов.
- Экологические и логистические аспекты: использование свинца и масла требует специальных условий утилизации.
- Снижение сопротивления изоляции ниже нормируемых значений (для СБ на 1 кВ – не менее 10 МОм на километр длины).
- Наличие в истории эксплуатации многочисленных пробоев и повреждений на участке.
- Потеря герметичности оболочки, ведущая к осушению изоляции, что фиксируется по снижению давления в маслонаполненных кабелях или по результатам диагностики (анализ газов в оболочке).
- Физический износ бронепокровов и наружной оболочки.
Форма секторных жил позволяет оптимально заполнять внутреннее пространство, уменьшая общий диаметр кабеля и расход материалов.
2. Фазная изоляция
Выполняется из кабельной бумаги (крепированной или гладкой), наложенной по спирали в несколько слоев. Бумажная лента пропитывается вязким маслоканифольным или синтетическим составом. Толщина изоляции нормирована в зависимости от номинального напряжения. Основное преимущество – высочайшая электрическая прочность и стабильность характеристик при нагреве.
3. Поясная изоляция
Поверх изолированных фазных жил накладывается общий поясной слой из бумажных лент. Его функция – дополнительное выравнивание электрического поля и механическая защита фазной изоляции.
4. Заполнитель
Пространство между изолированными жилами заполняется жгутами из кабельной бумаги или кабельной пряжей для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
5. Оболочка
Свинцовая (марка С) или свинцовосодержащая сплавная оболочка. Она обеспечивает:
Толщина оболочки стандартизирована и зависит от диаметра кабеля под ней.
6. Защитные покровы (броня и наружный покров)
Конструкция может варьироваться в зависимости от типа исполнения:
Подушка (слой битума, крепированной бумаги или ПЭТ ленты) накладывается под броню для защиты свинцовой оболочки от коррозии и механического воздействия бронелент. Наружный покров (джут, пропитанный битумом, или битумный состав) защищает броню от коррозии.
Основные технические характеристики и параметры
Кабель СБ 1 кВ изготавливается в соответствии с ГОСТ 18410-73 «Кабели силовые с бумажной изоляцией». Ниже приведены ключевые параметры.
Таблица 1. Допустимый длительный ток нагрузки для кабелей СБ с медными жилами (прокладка в земле, +25°C)
| Сечение жил, мм² | Одножильный кабель, А | Трехжильный кабель, А |
|---|---|---|
| 10 | 95 | 70 |
| 16 | 125 | 95 |
| 25 | 165 | 125 |
| 35 | 200 | 150 |
| 50 | 240 | 185 |
| 70 | 295 | 225 |
| 95 | 355 | 275 |
| 120 | 410 | 320 |
| 150 | 470 | 375 |
| 185 | 530 | 430 |
| 240 | 605 | 500 |
Примечание: Для кабелей с алюминиевыми жилами токи нагрузки умножаются на коэффициент 0.77. Фактические допустимые токи зависят от условий прокладки (температура грунта, количество кабелей в траншее, термическое сопротивление грунта), что требует индивидуального расчета.
Таблица 2. Электрические сопротивления жил при +20°C
| Сечение жил, мм² | Сопротивление медной жилы, Ом/км, не более | Сопротивление алюминиевой жилы, Ом/км, не более |
|---|---|---|
| 10 | 1.83 | 3.08 |
| 16 | 1.15 | 1.91 |
| 25 | 0.727 | 1.20 |
| 35 | 0.524 | 0.868 |
| 50 | 0.387 | 0.641 |
| 70 | 0.268 | 0.443 |
| 95 | 0.193 | 0.320 |
| 120 | 0.153 | 0.253 |
| 150 | 0.124 | 0.206 |
| 185 | 0.0991 | 0.164 |
| 240 | 0.0754 | 0.125 |
Испытательные напряжения
Температурные режимы
Область применения и особенности прокладки
Кабели СБ 1 кВ традиционно применяются для создания распределительных сетей 0.4/0.23 кВ, вводов в здания и сооружения, питания мощных электроприемников. Основные сферы:
Критически важные требования при прокладке:
Сравнение с кабелями с пластмассовой изоляцией (ВВГ, АВВГ)
Кабель СБ имеет как преимущества, так и недостатки по сравнению с современными кабелями с изоляцией из ПВХ (ВВГ) или сшитого полиэтилена (АПвВг).
Преимущества СБ:
Недостатки СБ:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Можно ли прокладывать кабель СБ в воздухе (по фасадам, на опорах)?
Да, но только в исполнении с броней и наружным покровом (СБл, СБн). При этом необходимо учитывать воздействие солнечного излучения и предусматривать защиту (например, прокладка в гофротрубе или лотках). Кабель СБГ для открытой прокладки на воздухе не предназначен.
2. Как соединять кабель СБ с кабелем с пластмассовой изоляцией?
Соединение возможно только через специализированную переходную муфту, которая обеспечивает герметизацию бумажной изоляции со стороны кабеля СБ и обычную изоляцию со стороны полимерного кабеля. Прямая скрутка недопустима.
3. Что делать, если повреждена свинцовая оболочка кабеля?
Любое повреждение свинцовой оболочки ведет к нарушению герметичности и требует немедленного ремонта. На время до ремонта место повреждения должно быть защищено от влаги (например, герметизирующей лентой на битумной основе). Окончательный ремонт производится путем установки ремонтной свинцовой муфты или наложения свинцовой заплаты методом горячей опрессовки или пайки.
4. Как определить необходимость замены старого кабеля СБ?
Критериями являются:
5. Почему при монтаже концевых муфт на СБ необходимо удалять «макаронную» изоляцию?
«Макаронная» изоляция – это выступающие края бумажных лент фазной изоляции. Их аккуратно подрезают и заворачивают для создания плавного перехода электрического поля с жилы на изоляцию муфты и для обеспечения плотного прилегания элементов муфты. Неправильная обработка «макарон» – частая причина пробоя в концевых заделках.
6. Каков реальный срок службы кабеля СБ?
Номинальный срок службы, заложенный в ГОСТ, составляет 30 лет. Однако на практике, при правильной эксплуатации, отсутствии перегрузок и повреждений, кабели СБ могут надежно работать 50 и более лет. Ключевой фактор – сохранение герметичности свинцовой оболочки.
Заключение
Кабель СБ 1 кВ представляет собой надежное, проверенное временем решение для стационарных силовых линий. Несмотря на активное вытеснение полимерными кабелями в новых проектах из-за простоты монтажа, СБ сохраняет свои позиции в ответственных сетях, особенно в условиях повышенной влажности, при необходимости высокой перегрузочной способности и долговечности. Его успешная эксплуатация целиком зависит от соблюдения правил прокладки, монтажа специализированной арматуры и квалифицированного технического обслуживания. Понимание деталей его конструкции и характеристик является обязательным для инженерно-технического персонала, отвечающего за проектирование и эксплуатацию кабельных сетей среднего и низкого напряжения.