Кабели силовые 4-х жильные с бумажной изоляцией без брони

Кабели силовые 4-х жильные с бумажной изоляцией без брони: конструкция, применение и технические аспекты

Кабели силовые с бумажной пропитанной изоляцией на напряжение до 35 кВ включительно, в частности, четырехжильные исполнения без брони, представляют собой классическое и проверенное временем решение для стационарной прокладки в электрических сетях. Несмотря на активное развитие полимерных изоляционных материалов, бумажно-масляная изоляция сохраняет свои позиции благодаря высокой электрической прочности, надежности и отличным тепловым характеристикам в условиях длительной эксплуатации. Данный тип кабеля, обозначаемый, например, как АСБ (Алюминиевая жила, Бумажная изоляция, Без брони) или СБ (медная жила), применяется для передачи и распределения электрической энергии в трехфазных сетях с изолированной или заземленной нейтралью.

Конструктивные особенности и материалы

Конструкция четырехжильного кабеля без брони с бумажной изоляцией является многослойной и строго регламентированной. Основные элементы, от центра к периферии:

• Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия (марка А) или меди. В четырехжильных кабелях сечением до 16 мм² жилы могут быть круглыми однопроволочными. Для сечений от 25 мм² и выше жилы, как правило, секторной или сегментной формы для оптимального заполнения внутреннего пространства и уменьшения общего диаметра кабеля. Четвертая жила выполняет функцию нулевой (нейтральной) или заземляющей (PEN-проводник в системах TN-C).
• Фазная бумажная изоляция: На каждую токопроводящую жилу послойно накладывается кабельная бумага высокой плотности и электрической прочности. Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения кабеля (1, 6, 10, 20, 35 кВ). Бумажная лента наматывается с определенным перекрытием для исключения прямого стыка.
• Заполнение межжильного пространства: Свободное пространство между изолированными жилами заполняется жгутами из кабельной бумаги или бумажными косичками для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
• Поясная изоляция: Поверх скрученных изолированных жил накладывается общий поясной слой бумажной изоляции, аналогичной фазной.
• Пропитка изоляционной массы: Вся бумажная изоляция пропитывается вязким или нестекающим пропиточным составом. Для кабелей с вязкой пропиткой (типа АСБ) используется маслоканифольный состав. Для кабелей с нестекающей пропиткой (типа ЦАСБ, с бумажной изоляцией, пропитанной нестекающим составом) применяются специальные загущенные составы, позволяющие прокладывать кабель на трассах с большим перепадом уровней без стекания пропитки.
• Экран (для кабелей на 6 кВ и выше): Поверх поясной изоляции накладывается электропроводящий бумажный экран (полупроводящая бумага) для выравнивания электрического поля и металлизированный экран в виде медной или алюминиевой фольги или медной ленты. Для кабелей на 1 кВ экран может не применяться.
• Металлическая оболочка: Герметичная оболочка, защищающая изоляцию от увлажнения и механических воздействий. Выполняется из алюминия (тип А) или свинца (тип С). Алюминиевая оболочка легче и прочнее, свинцовая – более гибкая и коррозионностойкая в некоторых агрессивных средах.
• Защитный покров (подушка): На металлическую оболочку наносится подушка, состоящая из битумного состава, слоя крепированной бумаги или ПЭТ-ленты, и битумного слоя сверху. Она служит для защиты оболочки от коррозии и механических повреждений от внешних покровов.
• Наружный покров: В кабелях без брони наружным покровом является защитный шланг, наложенный поверх подушки. Он изготавливается из поливинилхлоридного пластиката (обозначение «г» в марке, например, АСБг) или, реже, из полиэтилена. Этот шланг обеспечивает защиту от влаги, агрессивных сред и служит основным механическим барьером.

Область применения и условия эксплуатации

Четырехжильные кабели АСБг/СБг предназначены для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение частотой 50 Гц до 10 кВ включительно (для 20-35 кВ обычно применяются трехжильные кабели). Прокладка осуществляется:

• В кабельных каналах, блоках и тоннелях.
• В производственных помещениях.
• На специальных кабельных эстакадах и в галереях.
• В земле (кабельных траншеях) при условии низкой коррозионной активности грунта и отсутствии значительных механических нагрузок (растяжения, сдвиги, вибрация). Для прокладки в земле при наличии риска механических повреждений рекомендуется применять бронированные кабели (АСБл, АСБ2л, СБл).

Важнейшим ограничением является недопустимость прокладки на трассах с большим перепадом уровней (более 15-25 м для кабелей с вязкой пропиткой). В таких случаях обязательна прокладка кабелей с нестекающей пропиткой (ЦАСБг). Кабели не предназначены для прокладки в растянутом положении (например, по воздуху на тросах).

Ключевые технические характеристики и параметры

Основные параметры регламентируются ГОСТ 18410-73 (на алюминиевые жилы) и другими нормативными документами.

Таблица 1. Номинальные сечения жил и масса кабеля АСБг на 1 кВ

Номинальное сечение, мм²	Примерный наружный диаметр, мм	Примерная масса 1 км кабеля, кг	Допустимый длительный ток нагрузки (в земле), А*
4×4	21-23	700-800	40-45
4×16	30-33	1300-1500	80-90
4×50	42-46	2500-2800	145-160
4×120	55-60	4200-4700	230-250
4×240	70-75	6500-7200	340-370

• Точные значения токов нагрузки зависят от конкретных условий прокладки (температура грунта, удельное тепловое сопротивление, количество рабочих кабелей в траншее) и должны определяться по ПУЭ гл. 1.3.

Таблица 2. Классификация по номинальному напряжению

Класс напряжения, кВ	Испытательное переменное напряжение, кВ (частота 50 Гц)	Толщина фазной изоляции (ориентировочно), мм	Наличие экрана
1	5	0.75 — 1.2	Нет или есть
6	15	1.5 — 2.0	Обязательно
10	21	2.0 — 2.5	Обязательно

Температурный режим: Допустимая температура нагрева жил при длительной эксплуатации составляет +80°C. Максимальная температура при коротком замыкании (в течение не более 4 сек) – +200°C для кабелей с бумажной изоляцией.

Минимальный радиус изгиба: При прокладке одножильных кабелей – не менее 25 наружных диаметров, многожильных – не менее 15 наружных диаметров. Для кабелей с секторными жилами требования строже.

Электрическое сопротивление изоляции: Для кабелей на напряжение 1 кВ – не менее 100 МОм·км, для 6-10 кВ – не менее 200 МОм·км при температуре +20°C.

Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями с полимерной изоляцией

Преимущества:

• Высокая электрическая прочность и стабильность параметров изоляции в течение длительного срока службы (40 лет и более).
• Отличная стойкость к тепловому старению, высокая перегрузочная способность.
• Хорошая теплопроводность пропитанной бумажной массы, способствующая эффективному отводу тепла от жил.
• Относительно низкая стоимость для кабелей среднего и высокого напряжения больших сечений.
• Высокая ремонтопригодность: возможность монтажа муфт и концевых заделок с высокой степенью надежности.

Недостатки:

• Гигроскопичность бумажной изоляции. При повреждении металлической оболочки и увлажнении изоляция необратимо теряет свои диэлектрические свойства.
• Ограничения по перепаду высот при прокладке (для вязкой пропитки).
• Большая масса и меньшая гибкость по сравнению с ПВХ или XLPE кабелями.
• Пожароопасность: бумажно-масляная изоляция горюча. При групповой прокладке требуется применение огнезащитных покрытий или других мер.
• Сложность монтажа: необходимость применения специальных муфт, требующих квалификации персонала.
• Экологические аспекты: сложность утилизации пропитанной бумаги и свинцовой оболочки (если применяется).

Особенности монтажа и соединения

Монтаж кабелей с бумажной изоляцией требует строгого соблюдения технологии для предотвращения увлажнения. Концевые заделки (концевые муфты) и соединительные муфты монтируются с полной или частичной раскаткой (расслоением) поясной и фазной изоляции. Изоляция восстанавливается с помощью бумажных роликов и рулонной ленты, а полость муфты заполняется заливочным изоляционным компаундом (массой) или применяются современные термоусаживаемые компоненты с герметизацией. Перед монтажом муфты конец кабеля должен быть тщательно осушен. Прокладка должна производиться при положительной температуре окружающей среды без предварительного подогрева кабеля.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями АСБг и АВВГ?

АСБг имеет бумажную пропитанную изоляцию в металлической (алюминиевой) оболочке с ПВХ шлангом. АВВГ – кабель с поливинилхлоридной (ПВХ) изоляцией жил и таким же ПВХ шлангом без металлической оболочки. АВВГ легче, гибче, не боится увлажнения по трассе, но имеет худшие тепловые и диэлектрические характеристики на средних напряжениях (6-10 кВ) и меньшую долговечность при перегрузках.

Можно ли прокладывать кабель АСБг в земле без дополнительной защиты?

Да, можно, так как наружный ПВХ шланг (индекс «г») обеспечивает защиту от коррозии и умеренных механических воздействий. Однако в каменистых грунтах, в местах с риском раскопок или где возможны растягивающие усилия, рекомендуется прокладка в асбоцементных или ПНД трубах, либо применение бронированного кабеля (АСБл).

Что означает маркировка «ЦАСБг»?

«Ц» означает, что бумажная изоляция пропитана нестекающим составом. Это позволяет прокладывать кабель на трассах с большим перепадом уровней (до 100 м и более по вертикали) без риска стекания пропиточного состава и осушения изоляции в верхней части трассы.

Как определить фазные и нулевую жилу в четырехжильном кабеле?

В кабелях с бумажной изоляцией жилы, как правило, не имеют цветовой маркировки в современном понимании. Идентификация проводится по номеру жилы, указанному на бумажных лентах фазной изоляции, или по расположению в скрутке. Нулевая жила обычно имеет меньшее сечение, чем фазные (например, 3×120+1×70), либо, при равенстве сечений, может быть обозначена отдельно в документации. При монтаже муфт производится маркировка жил бирками.

Каков реальный срок службы такого кабеля?

Номинальный срок службы, заложенный в ГОСТ, составляет 30 лет. Фактический срок эксплуатации при правильной прокладке, отсутствии перегрузок и повреждений оболочки часто превышает 40-50 лет. Критическим фактором является сохранение герметичности металлической оболочки.

Почему для кабелей на 6 кВ и выше обязателен экран?

Экран (заземляемый) выравнивает электрическое поле вокруг каждой жилы, делая его радиально-симметричным. Без экрана силовые линии поля могли бы замыкаться через воздушные промежутки, заполнитель, оболочку, что привело бы к возникновению тангенциальных составляющих напряженности поля, локальным перегревам и ускоренному старению изоляции, вплоть до пробоя.

Как хранить кабели с бумажной изоляцией до монтажа?

Кабельные барабаны должны храниться в закрытых сухих помещениях или под навесом, защищающим от прямых солнечных лучей и атмосферных осадков. Не допускается хранение на открытом грунте. Концы кабеля на барабане должны быть герметично заделаны (металлические колпаки) для предотвращения подсоса влаги.