К98
Кабель К98: Полное техническое описание и сфера применения
Кабель К98 – это силовой кабель с изоляцией и оболочкой из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 10, 20 и 35 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, длительный срок службы и возможность эксплуатации в широком диапазоне условий, включая прокладку в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях и по эстакадам, за исключением прокладки в блоках.
Конструкция кабеля К98
Конструкция кабеля К98 является многослойной и включает в себя несколько ключевых элементов, каждый из которых выполняет строго определенную функцию.
- Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия или меди, круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма позволяет уменьшить общий диаметр кабеля и экономить материалы. Жила может быть однопроволочной (монолитной) для сечений до 240 мм² включительно или многопроволочной для всех сечений, согласно ГОСТ 22483.
- Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой): Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из сшитого полупроводящего полиэтилена. Его основная задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения изоляции.
- Изоляция: Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул под высоким давлением и температурой, приобретает исключительные свойства: высокую электрическую прочность, стойкость к тепловой деформации (сохраняет форму при температурах до 90°C в длительном режиме и до 250°C в режиме короткого замыкания), отличные механические характеристики и устойчивость к воздействию влаги и химикатов.
- Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой): Также выполняется из экструдированного сшитого полупроводящего полиэтилена. Он служит для создания равномерного цилиндрического электрического поля вокруг изоляции.
- Металлический экран: Располагается поверх внешнего полупроводящего слоя. Выполняет несколько критически важных функций: защита от внешних электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, отвод токов утечки и, главное, выполнение роли заземляющей оболочки для пропускания токов короткого замыкания. Может быть выполнен в виде медной или алюминиевой гофрированной ленты, либо в виде повива медных проволок.
- Поясная изоляция: Представляет собой обмотку из электротехнической бумаги, полимерной пленки или нетканого материала. Наносится поверх металлического экрана для его защиты от механических повреждений и предотвращения контакта с оболочкой.
- Защитная оболочка: Внешний слой, защищающий все внутренние элементы кабеля от механических воздействий, влаги, химической и биологической агрессии. Для кабеля К98 оболочка изготавливается из полиэтилена (обозначение «Шв» в маркировке) или поливинилхлоридного пластиката («Шп»). Полиэтиленовая оболочка обладает повышенной стойкостью к влаге и агрессивным средам, поливинилхлоридная – к распространению горения.
- Высокая надежность и безопасность: Отсутствие жидкого диэлектрика исключает риск утечек масла и возгорания. СПЭ изоляция не стареет под воздействием тепловых циклов.
- Простота монтажа и эксплуатации: Возможность прокладки на вертикальные и наклонные трассы без ограничений по перепаду высот. Меньшая масса и большая гибкость по сравнению с бумажно-пропитанными кабелями аналогичного сечения.
- Высокая пропускная способность: Допустимая температура жилы +90°C позволяет пропускать большие токи нагрузки по сравнению с кабелями с ПВХ изоляцией.
- Стойкость к влаге и агрессивным средам: Полностью полимерная конструкция обеспечивает высокую коррозионную стойкость, что особенно важно при прокладке в грунтах с высокой агрессивностью.
- Удобство монтажа муфт и оконцевателей: Технология монтажа соединительных и концевых муфт для кабелей со СПЭ изоляцией хорошо отработана и требует меньше времени.
- «ож» – однопроволочная (монолитная) жила. Применяется для сечений, как правило, до 240 мм².
- «мн» – многопроволочная жила. Состоит из множества проволок, скрученных вместе. Более гибкая, применяется для всех сечений, особенно для больших (300 мм² и выше) и для прокладки на трассах со сложной геометрией.
Технические характеристики и условия эксплуатации
Кабель К98 соответствует требованиям ТУ 16.К71-335-2004 и международным стандартам (МЭК 60502-2). Его ключевые параметры представлены в таблицах ниже.
Таблица 1. Основные электрические параметры кабеля К98
| Параметр | Значение для номинального напряжения | Примечания |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U (Um), кВ | 6/10 (12), 10/20 (24), 20/35 (40.5) | U0 – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное, Um – максимальное длительно допустимое |
| Допустимая длительная температура жилы | +90°C | В нормальном режиме работы |
| Максимальная температура жилы при КЗ | +250°C | Продолжительность не более 5 сек |
| Допустимая температура нагрева жилы при перегрузке | +130°C | Согласно ПУЭ и рекомендациям производителя |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева | -20°C | Для кабеля в ПВХ оболочке -15°C |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 наружных диаметров кабеля (для одножильных кабелей – 20 диаметров) | Для предотвращения повреждения изоляции и экранов |
| Срок службы | Не менее 30 лет | При соблюдении условий эксплуатации и монтажа |
Таблица 2. Примеры сечений и массо-габаритные показатели (кабель 10 кВ, 3-жильный, с алюминиевыми жилами, в полиэтиленовой оболочке)
| Сечение жил, мм² | Наружный диаметр, мм (прибл.) | Масса 1 км кабеля, кг (прибл.) | Допустимый длительный ток нагрузки (в земле), А (прибл.) |
|---|---|---|---|
| 3х50 | 45 | 2200 | 175 |
| 3х120 | 58 | 3800 | 275 |
| 3х240 | 72 | 6100 | 385 |
Область применения и преимущества перед кабелями старых типов
Кабель К98 является современной заменой маслонаполненным кабелям и кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией (например, АСБ, СБ). Его основная сфера применения – магистральные и распределительные сети среднего напряжения (6-35 кВ) в условиях городов, промышленных предприятий, для питания крупных объектов инфраструктуры.
Ключевые преимущества:
Особенности монтажа и соединения
Монтаж кабеля К98 требует соблюдения ряда специфических правил. Перед прокладкой необходимо проверить целостность оболочки и изоляции (мегомметром на 2500/5000 В). При прокладке в траншеях обязательна песчаная подушка и засыпка, а также защита кирпичом или сигнальной лентой. Радиус изгиба должен строго соблюдаться.
Для соединения и ответвления используются специальные муфты: соединительные, стопорные и концевые. Критически важным этапом является подготовка кабеля – ступенчатая зачистка концов с удалением оболочки, экранов и изоляции с точным соблюдением геометрии. Все полупроводящие слои должны быть аккуратно удалены в зоне контакта с изоляцией. После соединения жил и установки изоляционных элементов производится восстановление экранов и заземление. Заземление металлического экрана с обоих концов кабеля является обязательным требованием для обеспечения безопасности и нормальной работы защит.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальная разница между кабелями К98 и АПвБШп?
Кабель АПвБШп имеет изоляцию из сшитого полиэтилена, но бронирован двумя стальными лентами (индекс «Б») и имеет наружный покров из ПВХ шланга («Шп»). Броня обеспечивает повышенную механическую защиту, но делает кабель тяжелее и менее гибким. К98, как правило, не имеет брони (индекс «Б» отсутствует), его защиту обеспечивает полимерная оболочка. К98 чаще применяется в кабельных сооружениях, АПвБШп – для прокладки непосредственно в земле, в том числе в зонах с повышенными механическими рисками.
Можно ли прокладывать кабель К98 в воздухе (по фасадам, эстакадам)?
Да, кабель К98 допущен для прокладки в воздухе при условии защиты от прямых солнечных лучей. Однако для открытой прокладки рекомендуется использовать кабели с оболочкой из светостабилизированного полиэтилена черного цвета, устойчивого к ультрафиолетовому излучению. ПВХ оболочка менее устойчива к УФ-излучению и со временем может деградировать.
Как правильно выбрать сечение кабеля К98?
Выбор сечения производится по трем основным критериям: 1) По допустимому длительному току нагрузки (с учетом способа прокладки и температуры окружающей среды); 2) По потере напряжения (для протяженных линий); 3) По термической стойкости к токам короткого замыкания. Основным документом для выбора является ПУЭ (Глава 1.3). Рекомендуется выполнять расчет с помощью специализированного программного обеспечения или привлекать профильных инженеров.
Требуется ли дополнительное заземление металлического экрана?
Да, и это требование является обязательным. Металлический экран должен быть надежно заземлен с обоих концов кабеля. В случае большой длины линии (обычно более 1-2 км для кабелей 10 кВ) может возникать наведенное напряжение на экране. В таких случаях применяют специальные схемы заземления, например, поперечное соединение экранов в схему с изолирующим разрывом или использование защитных устройств типа OWTS (Open Wire Transient Suppressor).
Что означают маркировки «ож» и «мн» в обозначении кабеля?
Эти обозначения характеризуют конструкцию токопроводящей жилы:
Пример полного обозначения: К98-10 3х240 ож – кабель на 10 кВ, трехжильный, сечение жилы 240 мм², жила однопроволочная.
Как отличить кабель К98 при визуальном осмотре?
Кабель имеет внешнюю полимерную оболочку (черную – из полиэтилена, серую или оранжевую – из ПВХ). Под оболочкой виден металлический экран (гофрированная лента или оплетка из проволок). На оболочке нанесена несмываемая маркировка с указанием типа кабеля, напряжения, сечения, года выпуска и производителя. Отсутствие бумажных элементов (лент, поясной изоляции из бумаги) и жесткой брони из стальных лент – характерный признак.
Заключение
Кабель К98 представляет собой современное, технологичное и надежное решение для сетей среднего напряжения. Его конструкция на основе сшитого полиэтилена обеспечивает превосходные электрические и эксплуатационные характеристики, долгий срок службы и относительную простоту монтажа. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация кабеля К98 в строгом соответствии с техническими требованиями и правилами ПУЭ являются залогом создания безопасной и устойчивой кабельной линии, что критически важно для надежности всей системы электроснабжения.