Кабели силовые 35 кВ сечение 300 мм с бумажной изоляцией

Кабели силовые на напряжение 35 кВ с бумажной изоляцией и сечением жилы 300 мм²: конструкция, применение и технические аспекты

Кабели силовые на напряжение 35 кВ с бумажной пропитанной изоляцией и сечением токопроводящей жилы 300 мм² представляют собой классическое, проверенное временем решение для стационарной прокладки в электрических сетях среднего и высокого напряжения. Несмотря на развитие полимерных изоляционных технологий, кабели с бумажной изоляцией сохраняют свою актуальность в ряде ответственных применений благодаря высокой электрической прочности, надежности и длительному сроку службы при правильной эксплуатации. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц.

Конструкция кабеля 35 кВ 300 мм² с бумажной изоляцией

Конструкция кабеля является многослойной и включает в себя ряд обязательных элементов, каждый из которых выполняет критически важную функцию.

1. Токопроводящая жила

Жила сечением 300 мм² изготавливается, как правило, из алюминия (марка А) или меди (марка М). Для данного сечения жила является многопроволочной, скрученной из отдельных проволок. Это обеспечивает необходимую гибкость. Жила имеет круглую форму. В маркировке кабеля сечение и материал жилы указываются обязательно, например, АСБ-35 кВ 1х300 (алюминиевая жила) или МСБ-35 кВ 1х300 (медная жила).

2. Фазная изоляция

Изоляция каждой жилы выполняется из кабельной бумаги высокой плотности и чистоты, наложенной по методу «конденсаторной» намотки в несколько десятков слоев. Толщина изоляции строго нормирована и для напряжения 35 кВ составляет несколько миллиметров. Бумажная лента пропитывается вязким маслоканифольным или синтетическим (на основе полиизобутилена) составом. Эта пропитка заполняет все воздушные промежутки между слоями бумаги, что резко повышает электрическую прочность изоляции и улучшает теплоотвод.

3. Поясная изоляция

Поверх изолированных фазных жил, собранных в скрутку с заполнением промежутков бумажным жгутом, накладывается общая поясная изоляция, также из бумажных лент. Она служит для выравнивания электрического поля и дополнительной механической защиты.

4. Герметичная оболочка

Для защиты гигроскопичной бумажной изоляции от воздействия влаги и сохранения пропитки поверх поясной изоляции накладывается герметичная оболочка. В зависимости от типа кабеля, она может быть:

• Свинцовая (С): Традиционный материал, обеспечивающий абсолютную герметичность, гибкость и коррозионную стойкость в ряде сред. Обозначается буквой «С» в марке кабеля (АСБ, МСБ).
• Алюминиевая (А): Более современное и прочное решение, обеспечивающее механическую защиту и защиту от проникновения влаги. Обозначается буквой «А» (ААБ, МАБ). Обладает меньшим весом и большей стойкостью к вибрациям по сравнению со свинцовой.

5. Защитные покровы

Металлическая оболочка требует защиты от механических повреждений и химически агрессивных сред. Конструкция покровов зависит от условий прокладки:

• Для прокладки в земле (траншеях): Под оболочкой накладывается подушка из битума и бумажных лент (Б), затем броня из двух стальных оцинкованных лент (Бл), и наружный защитный шланг из поливинилхлорида (В) или полиэтилена (Шв). Пример марки: АСБл-35 кВ 1х300 (с алюминиевой жилой, свинцовой оболочкой, броней из стальных лент).
• Для прокладки в кабельных сооружениях (тоннелях, каналах): Может применяться кабель без брони, но с усиленными защитными покровами, например, с наружным покровом из негорючего материала.

Основные технические характеристики

Технические параметры регламентируются ГОСТ 18410-73 (и более ранними), ТУ производителей, а также ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок).

Таблица 1. Ключевые электрические и конструктивные параметры кабеля 35 кВ 300 мм²

Параметр	Значение для жилы 300 мм² (примерное/типовое)	Примечания
Номинальное напряжение, U0/U, кВ	20/35	U0 – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное
Максимально допустимая рабочая температура жилы, °C	+80	В нормальном режиме
Максимальная температура при КЗ (до 4 сек), °C	+200 (для меди), +200 (для алюминия)	Зависит от материала жилы
Допустимый длительный ток нагрузки, А	~390-410 (для АСБл в земле)	Зависит от условий прокладки, температуры грунта, числа работающих кабелей в траншее
Сопротивление жилы постоянному току при 20°C, Ом/км, не более	0.0601 (алюминий), 0.0367 (медь)	По ГОСТ 22483
Индуктивное сопротивление, Ом/км	~0.11 – 0.13	Зависит от взаимного расположения жил
Емкостной ток, А/км	~1.5 – 2.0	Важный параметр для расчета компенсации в сетях с изолированной нейтралью
Испытательное напряжение переменным током, кВ (продолжительность)	80 (10 мин.)	Для готового кабеля после изготовления
Минимальный радиус изгиба	25 x (диаметр кабеля) – для многожильных с броней	Критично при монтаже

Таблица 2. Сравнение условий прокладки и допустимых токовых нагрузок (ориентировочно)

Условия прокладки	Количество кабелей в траншее	Глубина прокладки, м	Температура грунта, °C	Допустимый длительный ток, А (примерно)
В земле (траншее)	1	0.7 – 1.0	+15	410
В земле (траншее)	2 (расстояние 250 мм)	0.7 – 1.0	+15	360 (с учетом взаимного нагрева)
В воздухе (в кабельном канале)	Одиночно	—	+25	430
В воздухе (в кабельном канале)	Пучком (3 кабеля)	—	+25	380

Области применения и особенности монтажа

Кабели 35 кВ 300 мм² с бумажной изоляцией применяются для создания питающих и распределительных линий от подстанций 35/6(10) кВ к главным понижающим подстанциям предприятий, для межстанционных соединений, в городских кабельных сетях, на крупных промышленных объектах (металлургия, химия, машиностроение).

Особенности монтажа и эксплуатации:

• Герметичность концов: При монтаже необходимо использовать кабельные концевые заделки (КНС, КНБ) или муфты, которые обеспечивают герметизацию среза кабеля, предотвращая подсос влаги и истечение пропитки.
• Учет перепадов уровней: При прокладке кабелей с бумажно-масляной изоляцией по трассе с большими перепадами высот (более 15-25 м) необходимо применять специальные стопорные муфты для ограничения стекания пропиточного состава.
• Требования к трассе: При прокладке в земле необходима песчаная подушка, защита от механических повреждений кирпичом или плитами, наличие сигнальной ленты.
• Система заземления: Броня и металлическая оболочка кабеля подлежат обязательному заземлению с двух сторон для безопасности и нормальной работы защит.

Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ)

Преимущества кабелей с бумажной изоляцией:

• Высокая термостойкость и стойкость к частичным разрядам в течение длительного срока службы (40-50 лет и более).
• Отличные диэлектрические характеристики, стабильность параметров.
• Хорошая теплоотводящая способность пропиточной массы.
• Относительно низкая стоимость самого кабеля (но часто более высокая стоимость монтажа из-за муфт).
• Проверенная надежность в эксплуатации.

Недостатки:

• Гигроскопичность: Требуется абсолютная герметичность оболочки и концевых заделок.
• Большая масса и габариты по сравнению с СПЭ кабелями аналогичного сечения и напряжения.
• Ограничения по трассе (перепады уровней).
• Сложность и трудоемкость монтажа концевых заделок и соединительных муфт, требующие высокой квалификации персонала.
• Пожароопасность: Бумажная изоляция и пропиточный состав горючи, требуется соблюдение противопожарных мероприятий (прокладка в траншеях с засыпкой, применение огнестойких покрытий).
• Необходимость в периодическом контроле состояния (например, измерение тангенса угла диэлектрических потерь).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос 1: В каких случаях сегодня целесообразно выбирать кабель с бумажной изоляцией 35 кВ, а не с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ)?

Ответ: Выбор в пользу бумажной изоляции может быть обоснован при реконструкции или расширении существующих сетей, где уже эксплуатируются подобные кабели (для унификации); в проектах с жесткими бюджетными ограничениями на закупку кабельной продукции (но с учетом возможного увеличения стоимости монтажа); в специфических условиях, где требуется повышенная стойкость к локальным перегревам или где накоплен большой опыт эксплуатации именно таких кабелей. Однако для новых проектов, особенно с сложной трассой и высокими требованиями к простоте монтажа, чаще выбирают СПЭ.

Вопрос 2: Как правильно организовать систему заземления брони и металлической оболочки такого кабеля?

Ответ: Броня и свинцовая/алюминиевая оболочка должны быть заземлены на обоих концах линии. Это делается через специальные заземляющие зажимы, подключенные к контуру заземления подстанции. В случае длинных линий (более 1-2 км) для снижения токов, наводимых в оболочке, может применяться поперечное соединение оболочек и их изоляция в промежуточных точках (система cross-bonding).

Вопрос 3: Каков реальный срок службы кабеля 35 кВ с бумажной изоляцией?

Ответ: Номинальный срок службы, заявленный в нормативной документации, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации при соблюдении условий прокладки, монтажа и эксплуатации, а также при проведении плановых испытаний и обслуживания, часто превышает 40-50 лет.

Вопрос 4: Что важнее контролировать при эксплуатации таких кабелей?

Ответ: Ключевыми видами контроля являются:

• Измерение сопротивления изоляции мегомметром на 2500 В.
• Измерение тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ) и емкости жил. Рост tg δ свидетельствует о старении изоляции или увлажнении.
• Контроль состояния наружных покровов, муфт и концевых заделок на предмет механических повреждений, коррозии оболочки, подтекания пропитки.
• Мониторинг нагрузки для предотвращения длительного превышения допустимого тока.

Вопрос 5: Можно ли прокладывать кабель АСБл-35 кВ 1х300 в одном лотке с кабелями низкого напряжения?

Ответ: ПУЭ (п. 2.1.16, 2.3.86) не рекомендуют совместную прокладку силовых кабелей выше 1 кВ с кабелями ниже 1 кВ в одном лотке, коробе или на одном эстакаде без раздельных перегородок. Исключение может быть сделано только для кабелей до 20 кВ, питающих электродвигатели одного агрегата. В общем случае для кабеля 35 кВ требуется отдельная полка в лотке или отдельный лоток с целью повышения надежности и безопасности, а также для уменьшения электромагнитного влияния.

Заключение

Силовой кабель на напряжение 35 кВ с бумажной пропитанной изоляцией и сечением жилы 300 мм² остается важным элементом в арсенале энергетиков. Его применение требует глубокого понимания конструкции, строгого соблюдения норм монтажа и эксплуатации. Несмотря на конкуренцию со стороны полимерных кабелей, его технико-экономические показатели в ряде сценариев использования, а также проверенная долговременная надежность обеспечивают ему устойчивую нишу в системах распределения электроэнергии среднего напряжения. Правильный выбор, монтаж и обслуживание данного типа кабеля являются залогом бесперебойного электроснабжения ответственных объектов на протяжении десятилетий.