Кабели силовые 1 кВ сечение 300 мм с бумажной изоляцией

Кабели силовые на 1 кВ с бумажной изоляцией сечением 300 мм²: Технические характеристики, применение и монтаж

Конструкция кабеля

Кабель силовой на напряжение 1 кВ с бумажной пропитанной изоляцией сечением жилы 300 мм² представляет собой сложное многослойное изделие, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Его конструкция оптимизирована для надежной работы в различных условиях.

1. Токопроводящая жила: Выполняется из алюминия (А) или меди (М) сечением 300 мм². Для обеспечения гибкости жила состоит из множества проволок, скрученных по нескольким концентрическим повивам. Медь обладает более высокой электропроводностью и стойкостью к окислению, алюминий — меньшим весом и стоимостью.
2. Фазная изоляция: Наносится на токопроводящую жилу в виде нескольких слоев кабельной бумаги, намотанной по спирали с перекрытием. Толщина изоляции стандартизирована. Для кабелей на 1 кВ она составляет, как правило, 1.5-2.0 мм. Бумажная лента обладает высокой электрической прочностью и термостойкостью.
3. Поясная изоляция: Поверх скрученных изолированных жил накладывается общий слой бумажной изоляции, выравнивающий электрическое поле и обеспечивающий дополнительную защиту.
4. Заполнитель: Пространство между изолированными жилами заполняется жгутами из бумаги или кабельной пряжей для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
5. Оболочка: Защищает изоляцию от воздействия влаги, воздуха, химических веществ и механических повреждений. Материал оболочки зависит от условий эксплуатации:
   • Свинцовая (С): Классический вариант, обеспечивает полную герметичность, стойкость к коррозии в большинстве грунтов, но имеет большой вес и подвержена ползучести.
   • Алюминиевая (А): Более прочная и механически стойкая по сравнению со свинцовой, легче, но требует специальных инструментов для монтажа и разделки.
   • Поливинилхлоридная (В): Применяется в кабелях с нестекающей пропиткой, легче и дешевле металлических, но имеет ограничения по температуре и стойкости к некоторым агрессивным средам.
6. Защитные покровы (броня): Для прокладки в земле (траншеях), в условиях риска механических повреждений кабель бронируется. Броня typically состоит из:
   • Две стальные ленты (Б), наложенные виток к витку с перекрытием. Обеспечивает защиту от продавливания и растягивающих усилий.
   • Подушка под броню: Слой битума, крепированной бумаги или ПВХ-пластиката, который предотвращает повреждение металлической оболочки броней.
   • Наружный защитный шланг: Покрытие из ПВХ-компаунда (В) или полиэтилена (Шв), защищающее броню от коррозии.

Маркировка и обозначения

Маркировка кабелей осуществляется по буквенно-цифровой системе. Для кабеля сечением 300 мм² на 1 кВ с бумажной изоляцией распространены следующие марки:

• АСБ: А — алюминиевая жила, С — свинцовая оболочка, Б — броня из двух стальных лент с защитным покровом.
• ААБ: А — алюминиевая жила, А — алюминиевая оболочка, Б — броня.
• СБ: Медная жила (отсутствие буквы «А» в начале), С — свинцовая оболочка, Б — броня.
• АСБл: «л» — наличие подушки под броней, выполненной из лавсановой ленты или аналогичного материала.
• ЦАСБ: «Ц» — нестекающая пропитка, позволяет прокладывать кабель на трассах с большим перепадом уровней по высоте.

Цифровое обозначение: 1 — количество жил (для трехжильных не указывается), 300 — номинальное сечение жилы в мм².

Область применения и условия эксплуатации

Кабели данного типа предназначены для передачи и распределения электроэнергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 1000 В частотой 50 Гц.

• Прокладка: В земле (траншеях), кабельных туннелях, коллекторах, шахтах, по эстакадам и галереям. Бронированные марки (АСБ, ААБ) предназначены для прокладки в земле без дополнительных защитных труб.
• Условия окружающей среды:
  • Рабочая температура окружающей среды: от -50°C до +50°C.
  • Относительная влажность воздуха: до 98% при температуре +35°C.
  • Прокладка без предварительного подогрева: допустима при температуре не ниже 0°C.
  • Кабели с нестекающей пропиткой (с индексом «Ц») допускают прокладку на трассах с неограниченной разностью уровней.

Технические параметры и характеристики

• Номинальное напряжение: 1000 В.
• Сопротивление изоляции: Не менее 100 МОм·км для кабелей на 1 кВ после изготовления.
• Испытательное напряжение: Кабель должен выдерживать испытание переменным напряжением 3 кВ частотой 50 Гц в течение 10 минут.
• Электрическое сопротивление жилы: Для алюминиевой жилы 300 мм² постоянное сопротивление не более 0.0601 Ом/км при +20°C. Для медной жилы — не более 0.0366 Ом/км.
• Допустимые токовые нагрузки: Зависят от способа прокладки и количества кабелей в траншее. Приведены для длительно допустимой температуры жилы +80°C.

Таблица 1: Допустимые длительные токовые нагрузки для кабелей 1 кВ с бумажной изоляцией, сечение 300 мм²

Способ прокладки	Допустимый длительный ток, А (для кабелей с алюминиевыми жилами)	Допустимый длительный ток, А (для кабелей с медными жилами)
В воздухе (в кабельных сооружениях)	465	605
В земле (в траншее), один кабель	510	665
В земле (в траншее), два кабеля с расстоянием 300 мм	455	590

Примечание: Значения являются ориентировочными. Точные значения определяются по ПУЭ и с учетом поправочных коэффициентов на температуру земли/воздуха, глубину прокладки и количество работающих кабелей.

Таблица 2: Масса и внешний диаметр кабелей 1 кВ сечением 300 мм² (примерные значения для трехжильного кабеля)

Марка кабеля	Расчетный наружный диаметр, мм	Расчетная масса 1 км кабеля, кг
АСБ 3х300	55 — 60	5500 — 6000
ААБ 3х300	55 — 60	4500 — 5000
СБ 3х300	55 — 60	6500 — 7000

Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями с пластмассовой изоляцией (ПВХ, СИП)

Преимущества:

• Высокая термостойкость: Длительно допустимая температура жилы +80°C, а в режиме перегрузки может достигать +90-100°C.
• Стабильность параметров: Бумажная изоляция, пропитанная вязким или нестекающим составом, менее подвержена старению под воздействием тепловых циклов по сравнению с некоторыми видами пластмасс.
• Высокая стойкость к короткому замыканию: Благодаря толстому слою изоляции и пропитке.
• Хорошая ремонтопригодность: Отработанная технология позволяет производить ремонт и монтаж муфт в полевых условиях.
• Относительно низкая стоимость для кабелей большого сечения по сравнению с аналогами с XLPE-изоляцией.

Недостатки:

• Гигроскопичность: Бумажная изоляция требует абсолютной герметичности оболочки. При ее повреждении влага приводит к резкому снижению электрической прочности и выходу кабеля из строя.
• Большой вес и радиус изгиба: Значительно тяжелее и менее гибки, чем кабели с ПВХ или сшитым полиэтиленом.
• Сложность монтажа и разделки: Процесс монтажа концевых и соединительных муфт требует высокой квалификации персонала, использования специальных материалов (мастики, эпоксидные компаунды) и занимает много времени.
• Ограничение по перепаду высот: Кабели с вязкой пропиткой (без индекса «Ц») нельзя прокладывать на трассах с большим перепадом уровней из-за стекания пропиточного состава.
• Пожароопасность: Бумажная изоляция и пропиточный состав являются горючими материалами.

Особенности монтажа и эксплуатации

1. Транспортировка и хранение: Барабаны с кабелем должны храниться в закрытых помещениях или под навесом. Не допускаются падения барабанов. Концы кабеля на барабане должны быть герметично заделаны.
2. Прокладка в земле: Глубина прокладки — 0.7-1.0 м от планировочной отметки. Дно траншеи должно быть очищено от камней и мусора, устраивается песчаная подушка толщиной 10-15 см. При пересечении с коммуникациями и другими кабелями кабель должен быть защищен асбестоцементными или пластиковыми трубами. Расстояние между несколькими кабелями в одной траншее — не менее 100 мм.
3. Радиус изгиба: Минимально допустимый радиус изгиба при прокладке для бронированных кабелей с многопроволочными жилами составляет 25 наружных диаметров кабеля. Для кабеля диаметром 60 мм радиус изгиба составит 1.5 метра.
4. Монтаж муфт: Является критически важной операцией. Включает в себя ступенчатую разделку концов кабеля для обеспечения равномерного распределения электрического поля, установку соединительных гильз или наконечников, восстановление изоляции с помощью бумажных роликов и лент, и герметизацию корпуса муфты. Требует строгого соблюдения технологических карт.

---

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем принципиальное отличие кабелей с бумажной изоляцией от кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СИП, XLPE)?

• Материал изоляции: Бумага, пропитанная маслоканифольным составом, против сшитого полиэтилена.
• Герметичность: Бумажный кабель критически зависим от целостности металлической оболочки. Кабель с XLPE имеет влагостойкую полимерную оболочку.
• Монтаж: Монтаж муфт на бумажные кабели — сложный, многочасовой процесс. Муфты для кабелей с XLPE часто являются термоусаживаемыми или холодноусаживаемыми, их монтаж быстрее и проще.
• Перепад уровней: Бумажные кабели с обычной пропиткой имеют ограничения, кабели с XLPE — нет.
• Токовая нагрузка: Для кабелей с XLPE длительно допустимая температура жилы обычно выше (+90°C), что позволяет пропускать больший ток при тех же сечениях.

2. Почему для кабеля 300 мм² часто выбирают алюминиевую жилу, а не медную?

Основная причина — экономическая. Алюминий значительно дешевле меди. При сечении 300 мм² разница в стоимости кабеля становится очень существенной. При правильном проектировании и монтаже (использование качественных алюминиевых наконечников с переходным слоем или обработка контактной пастой) проблем с контактными соединениями можно избежать. Медные кабели применяют там, где критичны габариты (более высокая токовая нагрузка при том же сечении) или агрессивная среда.

3. Как определить, что кабель с бумажной изоляцией поврежден и требует ремонта?

Основной диагностический метод — измерение сопротивления изоляции мегомметром на напряжение 2500 В. Сопротивление ниже нормируемого значения (например, менее 0.5 МОм для кабелей на 1 кВ в эксплуатации по некоторым нормативам) указывает на увлажнение изоляции. Также проводится испытание повышенным напряжением постоянного тока (для кабелей на 1 кВ — 5 кВ). Пробой во время испытания или высокий ток утечки свидетельствуют о дефекте.

4. Можно ли прокладывать кабель АСБ в помещениях?

Да, можно. Однако необходимо учитывать горючесть наружных покровов (джутовый покров, пропитанный битумом). При прокладке в пожароопасных помещениях, по конструкциям, кабель следует защищать (например, штукатуркой по слою штукатурной сетки). Прокладка в агрессивных средах, где возможны пары кислот или щелочей, не рекомендуется для кабелей со свинцовой оболочкой.

5. Что означает маркировка «Ц» в обозначении кабеля и когда ее необходимо применять?

«Ц» — кабель с нестекающей пропиткой. Пропиточный состав имеет повышенную температуру каплепадения. Такой кабель необходимо применять при прокладке на трассах с большим перепадом уровней (например, на склонах гор, в шахтах, высотных зданиях), где обычная пропитка могла бы стечь в нижнюю часть трассы. Это приводит к осушению изоляции в верхних точках, перегреву и снижению электрической прочности.

6. Какой срок службы у этих кабелей и от чего он зависит?

Номинальный срок службы бумажно-пропитанных кабелей составляет 30-40 лет. Фактический срок сильно зависит от условий эксплуатации: коррозионной агрессивности грунта (для брони и оболочки), перегрузок по току, качества монтажа соединительных муфт и концевых заделок, а также от соблюдения правил прокладки. Наиболее частая причина выхода из строя — коррозия металлической оболочки и последующее увлажнение изоляции.