Кабели алюминиевые силовые сечение 10 мм с бумажной изоляцией

Кабели силовые алюминиевые с бумажной изоляцией на напряжение до 35 кВ, сечение 10 мм²: конструкция, применение и технические характеристики

Кабели силовые с бумажной пропитанной изоляцией (БПИ) и алюминиевыми жилами сечением 10 мм² представляют собой классическое решение для стационарной прокладки в электрических сетях среднего напряжения. Несмотря на появление полимерных аналогов, данная продукция сохраняет свою актуальность благодаря отработанной технологии, высокой надежности в эксплуатации и экономической целесообразности в определенных условиях. В данной статье детально рассматриваются конструктивные особенности, области применения, нормативная база, преимущества, недостатки и ключевые параметры кабелей данного типа.

Конструктивное исполнение кабелей БПИ 10 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Для сечения 10 мм² характерна однопроволочная (монолитная) жила, что обусловлено относительно небольшим сечением и необходимостью обеспечения достаточной гибкости для монтажа.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия марки АЕ (алюминий электротехнический) по ГОСТ 22483. Для сечения 10 мм² жила, как правило, однопроволочная (класс 1 по ГОСТ 22483), что означает использование одного цельного провода. Диаметр монолитной жилы составляет приблизительно 3.6 мм.
• Фазная изоляция: На жилу послойно накладывается бумажная лента, пропитанная вязким или нестекающим составом. Толщина изоляции строго нормируется и зависит от номинального напряжения кабеля (1 кВ, 6 кВ, 10 кВ, 35 кВ). Для кабеля на 10 кВ, например, толщина фазной изоляции составит порядка 3.0 мм.
• Поясная изоляция: Поверх скрученных изолированных жил (в многожильных кабелях) также накладывается обмотка из бумажных лент, выравнивающая электрическое поле.
• Заполнитель: Пространство между изолированными жилами в многожильных кабелях заполняется жгутами из бумаги или кабельной пряжей для придания конструкции круглой формы.
• Экран на жилу (для кабелей на 6 кВ и выше): В кабелях на напряжение 6 кВ и выше на фазную изоляцию обязательно накладывается экран в виде электропроводящей бумаги или полупроводящей ленты. Его назначение – симметризация электрического поля и предотвращение возникновения частичных разрядов.
• Оболочка: Защищает изоляцию от воздействия влаги, агрессивных сред и механических повреждений. Для кабелей БПИ традиционно применяется свинцовая (С) или алюминиевая (А) оболочка. Алюминиевая оболочка легче, прочнее и дешевле, но требует специального инструмента для монтажа муфт. Свинцовая более гибкая и коррозионностойкая в некоторых средах.
• Защитные покровы: Поверх оболочки накладываются подушка (битумный состав, крепированная бумага, ПЭТ-лента), броня и наружный покров. Броня из стальных лент (Б) или оцинкованных проволок (К) обеспечивает защиту от механических воздействий. Наружный покров (например, волокнистые материалы, пропитанные битумом) защищает броню от коррозии.

Маркировка и типы кабелей

Маркировка кабелей БПИ осуществляется буквами и цифрами согласно ГОСТ 18410-73. Сечение 10 мм² обозначается цифрой 10 в конце маркировки.

• А – алюминиевая жила (всегда стоит первой).
• С – свинцовая оболочка.
• А – алюминиевая оболочка (вместо С).
• Б – броня из стальных лент.
• 2Б – двойная броня.
• К – броня из круглых оцинкованных стальных проволок.
• СБ – свинцовая оболочка + броня.
• АБ – алюминиевая оболочка + броня.
• л – лавсановая лента в подушке под броней.
• 2л – двойная лавсановая лента.
• н – негорючий наружный покров.
• шв – шланг защитный из поливинилхлорида поверх брони.
• шп – шланг защитный из полиэтилена.
• Ц – бумажная изоляция с нестекающим пропиточным составом.

Примеры марок для сечения 10 мм²: АСБ 10 кВ 3х10 – кабель с алюминиевой жилой, свинцовой оболочкой, броней из стальных лент, на напряжение 10 кВ, трехжильный, сечением 10 мм². ААБл 1 кВ 4х10 – кабель с алюминиевой жилой, алюминиевой оболочкой, броней, с лавсановой лентой, на 1 кВ, четырехжильный, сечением 10 мм².

Основные технические и электрические параметры

Параметры регламентируются ГОСТ 18410-73, ГОСТ 31996-2012 (для кабелей с нестекающим пропиточным составом) и ТУ производителя.

Таблица 1. Допустимые длительные токовые нагрузки для кабелей 10 мм² (ориентировочно)

Условие прокладки	Напряжение 1 кВ	Напряжение 10 кВ
В земле (траншее), 3 жилы	60 А	70 А
В воздухе, 3 жилы	55 А	60 А

Важно: Точные значения токовой нагрузки зависят от конкретных условий: температуры земли/воздуха, количества кабелей в траншее, глубины прокладки, типа грунта. Расчет должен производиться по актуальным ПУЭ (Правила устройства электроустановок).

Таблица 2. Активное и индуктивное сопротивление жилы при 20°C

Параметр	Значение для алюминиевой жилы 10 мм²
Активное сопротивление постоянному току (Ом/км), не более	3.08
Индуктивное сопротивление (Ом/км) для кабелей 1-10 кВ	~0.09 — 0.11

Таблица 3. Испытательные напряжения промышленной частоты

Номинальное напряжение кабеля, кВ	Испытательное напряжение, кВ	Продолжительность испытания, мин.
1	6	10
6	16	10
10	25	10
35	50	10

Области применения и условия эксплуатации

Кабели БПИ сечением 10 мм² применяются для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках:

• В сетях переменного тока с изолированной нейтралью или с заземлением нейтрали через дугогасящий реактор на номинальное напряжение до 35 кВ включительно.
• Для прокладки в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, каналах), в производственных помещениях, на специальных кабельных эстакадах.
• Для прокладки в земле (траншеях) при условии отсутствия значительных растягивающих усилий и коррозионной активности грунтов (при необходимости применяют кабели с усиленной антикоррозионной защитой).
• В качестве вводов на территории промышленных предприятий, для питания районных трансформаторных подстанций, распределительных устройств.

Ограничения: Запрещена прокладка по неровным трассам с большими перепадами уровней (более 15-25 м в зависимости от марки), так как пропиточный состав может стекать, приводя к осушению изоляции в верхних точках и повышению давления в нижних. Для таких трасс используются кабели с нестекающим пропиточным составом (маркировка «Ц») или кабели с полимерной изоляцией.

Преимущества и недостатки по сравнению с полимерными аналогами (XLPE, ЭПР)

Преимущества:

• Длительная история эксплуатации и предсказуемость старения: Характер и скорость деградации бумажно-масляной изоляции хорошо изучены.
• Высокая термостойкость и перегрузочная способность: Бумажная изоляция, пропитанная маслоканифольным составом, сохраняет свойства при кратковременном нагреве до 100-130°C.
• Высокая электрическая прочность.
• Устойчивость к воздействию воды: При повреждении оболочки влага локализуется и не распространяется вдоль кабеля, что облегчает поиск повреждения и ремонт.
• Экономическая выгода: Для сетей среднего и высокого напряжения при больших сечениях кабели БПИ часто оказываются дешевле полимерных аналогов.

Недостатки:

• Ограничения по трассе прокладки: Невозможность применения на трассах с большими перепадами высот без специальных мер.
• Пожароопасность: Бумажная изоляция и пропиточный состав горючи. Требуется соблюдение строгих противопожарных мер при прокладке.
• Сложность монтажа и необходимость специального инструмента: Установка кабельных муфт и концевых заделок требует высокой квалификации, больше времени и использования громоздкого оборудования (для разделки, опрессовки, пайки).
• Больший вес и меньшая гибкость: По сравнению с полимерными кабелями того же сечения.
• Требовательность к условиям хранения: Кабели на барабанах должны храниться в сухих помещениях, концы должны быть герметично заделаны для предотвращения попадания влаги и усыхания пропитки.

Особенности монтажа и соединения

Монтаж кабелей БПИ 10 мм² требует особой тщательности. Основные этапы:

1. Раскатка: Осуществляется с барабана с использованием кабельных роликов. Запрещено сбрасывать барабан с транспортного средства. Минимально допустимый радиус изгиба при прокладке составляет 25 наружных диаметров для многожильных кабелей в свинцовой оболочке и 30 диаметров – в алюминиевой.
2. Подготовка к монтажу муфт: Конец кабеля отрезается, снимаются защитные покровы, броня, оболочка. Важно не повредить фазную изоляцию. Для кабелей с нестекающей пропиткой («Ц») разделка упрощена.
3. Установка соединительной или концевой муфты: Для кабелей БПИ используются свинцовые, эпоксидные или натяжные полимерные муфты. Процесс включает разделку жил, установку изоляционных колпачков или рукавов, заполнение муфты изоляционным компаундом (массой) или заливку эпоксидной смолой. Для кабелей с алюминиевой оболочкой обязательна ее опрессовка специальными гильзами для обеспечения электрического контакта и герметичности.
4. Герметизация: Критически важный этап. Необходимо полностью исключить доступ влаги и воздуха к бумажной изоляции в месте соединения.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие кабелей с маркировкой «Ц»?

Буква «Ц» указывает на использование в бумажной изоляции нестекающего пропиточного состава на основе церезина или полиизобутилена. Это позволяет прокладывать кабель на трассах с большими перепадами высот (до 100 м и более для напряжения 10 кВ) без риска осушения изоляции. Такие кабели также проще монтировать, так как не требуется подогрев изоляции при монтаже муфт в холодное время года.

Можно ли проложить кабель АСБ 10 мм² в земле без дополнительной защиты?

Да, кабели марок с броней (АСБ, ААБ, ААШв и т.д.) предназначены для прокладки в земле (траншее) без дополнительных защитных труб или коробов. Однако необходимо соблюдать требования ПУЭ: глубина прокладки не менее 0.7 м, подсыпка и засыпка песком, укладка сигнальной ленты, отсутствие в траншее посторонних предметов и источников коррозии.

Как определить необходимое сечение 10 мм² для конкретной нагрузки?

Сечение 10 мм² на напряжение 0.4/0.23 кВ (1 кВ) рассчитано на длительный ток нагрузки около 55-60 А в воздухе. Это соответствует мощности трехфазной нагрузки примерно 36-40 кВт (cos φ=0.95). Выбор сечения должен производиться на основе расчета по току нагрузки с учетом коэффициента спроса, условий прокладки (температуры, количества кабелей в пучке), а также проверки на потерю напряжения и термическую стойкость к токам короткого замыкания.

Что делать, если повреждена свинцовая или алюминиевая оболочка кабеля при прокладке?

Любое повреждение герметизирующей оболочки недопустимо. Кабель должен быть отрезан по месту повреждения, а на оставшихся частях установлены соединительные муфты. Установка заплатки на оболочку не является надежным и разрешенным ПУЭ методом ремонта для кабелей БПИ, так как не гарантирует долговременную герметичность.

Почему для кабелей БПИ 10 кВ и выше обязательно наличие экрана на жиле?

Экран (полупроводящая оболочка) накладывается на фазную изоляцию для выравнивания электрического поля. Без него между поверхностью жилы и изоляцией остаются микроскопические воздушные включения, в которых под действием высокого напряжения возникают частичные разряды (корона). Эти разряды постепенно разрушают бумажную изоляцию, приводя к ее старению и пробою.

Каков срок службы кабеля БПИ 10 мм² и от чего он зависит?

Номинальный срок службы, заявленный в ГОСТ, составляет 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать 40-50 лет при соблюдении условий прокладки, отсутствии перегрузок и правильном обслуживании. Ключевыми факторами, сокращающими срок службы, являются: перегрузка по току (повышение температуры), работа в сетях с заземленной нейтралью (повышенное напряжение на неповрежденных фазах при замыкании на землю), коррозия оболочки, вибрационные воздействия, частые коммутационные перенапряжения.