Кабель СГ 20 кВ

Кабель СГ 20 кВ: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель СГ (Силовой с бумажной изоляцией, в свинцовой оболочке, без защитных покровов) на напряжение 20 кВ представляет собой классическое решение для стационарной прокладки в электрических сетях среднего напряжения. Несмотря на появление современных аналогов с пластмассовой изоляцией (XLPE), кабели с бумажно-масляной изоляцией в свинцовой оболочке остаются востребованными благодаря своей исключительной надежности, длительному сроку службы и стабильности параметров в тяжелых эксплуатационных условиях. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц.

Конструкция кабеля СГ 20 кВ

Конструкция кабеля СГ является многослойной, каждый элемент выполняет критически важную функцию. Основные компоненты, начиная от центра:

• Токопроводящая жила: Выполняется из медной или алюминиевой проволоки. Может быть однопроволочной (секторной или круглой) для малых и средних сечений или многопроволочной для больших сечений. Класс гибкости – 1 или 2 по ГОСТ 22483.
• Фазная изоляция: Наносится на жилу в виде нескольких слоев бумажной ленты, пропитанной вязким или нестекающим изоляционным составом. Толщина изоляции строго нормирована в зависимости от номинального напряжения. Для 20 кВ она составляет несколько миллиметров.
• Заполнитель: Пространство между изолированными жилами заполняется бумажными жгутами или кордельно-бумажной лентой для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
• Поясная изоляция: Поверх скрученных изолированных жил накладывается общий поясной слой из бумажных лент.
• Экран (для кабелей на 6 кВ и выше): Обязательный элемент. Представляет собой полупроводящую бумагу или ленту, наложенную поверх поясной изоляции, и медную ленту или проволоку. Выравнивает электрическое поле, предотвращая локальные перенапряжения в изоляции.
• Свинцовая оболочка: Герметичная оболочка из свинцового сплава (чаще всего с добавками сурьмы, олова или меди для повышения механической прочности и стойкости к вибрации). Основная функция – абсолютная защита бумажной изоляции от проникновения влаги и воздуха, а также от вытекания пропиточного состава.
• Защитный покров (в базовом исполнении СГ – отсутствует): Кабель марки СГ поставляется без наружных защитных покровов (броня, джут). Для прокладки в грунтах, тоннелях, каналах, где возможны механические воздействия, применяются модификации: СБ (броня из стальных лент), СКл (броня из круглых оцинкованных стальных проволок) и другие.

Технические характеристики и параметры

Основные параметры кабеля СГ 20 кВ регламентируются ГОСТ 18410-73 «Кабели силовые с бумажной изоляцией» и другими сопутствующими стандартами.

Таблица 1. Основные электрические и механические параметры

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U, кВ	20/20
Максимальное рабочее напряжение, Umax, кВ	24
Испытательное переменное напряжение, 50 Гц, 10 мин.	50 кВ
Температура длительно допустимого нагрева жил	+80°C
Температура при перегрузке (не более 8 ч в сутки)	+90°C
Температура при коротком замыкании (до 5 с)	+200°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 25 наружных диаметров кабеля для одножильных, не менее 15 – для многожильных.
Срок службы	Не менее 30 лет при соблюдении условий эксплуатации и монтажа.

Таблица 2. Примеры сечений и массо-габаритных показателей (3-жильные, алюминиевые/медные жилы)

Сечение жил, мм²	Примерный наружный диаметр, мм	Примерная масса 1 км кабеля, кг	Допустимый длительный ток в земле (в воздухе)*, А
3×70	60-65	5500-6500	200 (175)
3×120	70-75	7500-8500	255 (220)
3×185	80-85	9500-11000	310 (265)
3×240	85-90	11500-13000	355 (305)

• Точные значения зависят от конкретного производителя, условий прокладки (температура грунта, удельное тепловое сопротивление) и должны приниматься по справочным таблицам ПУЭ 7 изд.

Область применения и особенности монтажа

Кабель СГ 20 кВ применяется для создания кабельных линий электропередачи в следующих условиях:

• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, блоках и по эстакадам внутри и вне зданий.
• Прокладка в сырых и особо сырых помещениях, при наличии агрессивных паров и газов (при условии отсутствия механических повреждений).
• Прокладка по специальным кабельным конструкциям на территориях промышленных предприятий.
• Для прокладки в земле (траншеях) обязательно требуется применение бронированных модификаций (СБ, СКл) для защиты от механических повреждений.

Критически важные особенности монтажа:

• При монтаже необходимо строго соблюдать минимально допустимые радиусы изгиба, чтобы не повредить свинцовую оболочку и не нарушить структуру бумажной изоляции.
• Запрещается прокладка кабеля при отрицательных температурах без предварительного подогрева, так как пропиточный состав теряет эластичность, и изоляция может быть повреждена.
• Свинцовая оболочка требует бережного обращения – она чувствительна к ударам, надрезам и вибрации.
• При вертикальной или наклонной прокладке с большим перепадом уровней необходимо использовать стопорные муфты для предотвращения стекания пропиточного состава и создания избыточного давления в нижних точках.
• Концы кабеля после разделки должны быть немедленно защищены от увлажнения с помощью концевых заделок (кабельные воронки, полимерные концевые муфты).

Сравнение с кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE)

Кабель СГ 20 кВ конкурирует с современными кабелями типа АПвВнг, АПвПуг и т.п. Сравнительный анализ ключевых аспектов:

• Надежность и история эксплуатации: СГ имеет многодесятилетнюю историю, доказанную надежность. Кабели XLPE – более современное решение с отличными параметрами, но с меньшей статистикой длительной (30+ лет) эксплуатации.
• Чувствительность к влаге: СГ абсолютно герметичен благодаря свинцовой оболочке. Кабель XLPE критически чувствителен к микротрещинам в оболочке и экране, через которые может проникать влага, приводя к развитию «водных древьев» и пробою.
• Монтаж и эксплуатация: Кабели XLPE легче, гибче, допускают прокладку при низких температурах и имеют больший допустимый ток нагрузки при тех же сечениях. Монтаж СГ более трудоемок и требует высокой квалификации персонала.
• Ремонтопригодность: Ремонт свинцовой оболочки и монтаж свинцовых соединительных муфт – сложная операция. Для кабелей XLPE монтаж муфт и арматуры проще и быстрее.
• Стоимость: Кабели СГ, особенно с медными жилами, часто имеют более высокую начальную стоимость, главным образом из-за цены на свинец и медь.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем основное преимущество кабеля СГ перед современными полимерными кабелями?

Главное преимущество – абсолютная герметичность свинцовой оболочки, которая на протяжении всего срока службы защищает бумажно-масляную изоляцию от увлажнения и окисления. Это делает кабель невосприимчивым к внешней влажной среде и обеспечивает стабильность диэлектрических параметров на протяжении десятилетий.

Почему для прокладки в земле нельзя использовать кабель СГ в «голой» свинцовой оболочке?

Свинец – мягкий металл. При прокладке в земле существует риск механических повреждений оболочки от камней, строительного мусора или при последующих земляных работах. Броня из стальных лент (СБ) или проволок (СКл) принимает на себя механические нагрузки, защищая свинцовую оболочку от продавливания и разрыва.

Как определить необходимость подогрева кабеля перед прокладкой в зимних условиях?

Подогрев обязателен, если температура окружающего воздуха ниже 0°C. Пропиточный состав (масса) при отрицательных температурах загустевает, и при изгибе кабеля бумажные ленты изоляции могут смещаться и рваться. Подогрев осуществляется специальными трансформаторами или термочехлами до температуры +5…+10°C и поддерживается в течение всего времени монтажа.

Каковы основные причины выхода из строя кабельных линий СГ?

• Механическое повреждение оболочки при монтаже или сторонними работами с последующим увлажнением изоляции.
• Коррозия свинцовой оболочки в агрессивных грунтах при отсутствии дополнительных защитных покровов (джут, пластмассовый шланг).
• Ошибки при монтаже концевых и соединительных муфт, приводящие к «дыханию» маслопропитанной изоляции и увлажнению.
• Длительные перегрузки по току, вызывающие термическое старение бумажной изоляции.

Существуют ли экологические ограничения на использование кабелей со свинцовой оболочкой?

В некоторых странах и регионах существуют ограничения на использование свинца в новых проектах из-за его потенциального воздействия на окружающую среду при неправильной утилизации. Однако, для ответственных объектов энергетики, где надежность является приоритетом, кабели СГ продолжают применяться. Утилизация должна производиться специализированными организациями с извлечением и переработкой свинца.

Заключение

Кабель СГ 20 кВ остается высоконадежным, проверенным временем решением для строительства и реконструкции кабельных линий среднего напряжения, особенно в условиях, предъявляющих повышенные требования к долговечности и устойчивости к влаге. Его применение экономически и технически обосновано на ответственных объектах, в агрессивных средах и при наличии опыта эксплуатации данной технологии. Выбор между СГ и кабелем с изоляцией из сшитого полиэтилена должен производиться на основе тщательного технико-экономического сравнения с учетом всех условий прокладки, эксплуатации, доступности квалифицированного персонала и требований конкретного проекта.