Кабели силовые 5 жильные сечение 630 мм с бумажной изоляцией

Кабели силовые 5-жильные сечением 630 мм² с бумажной пропитанной изоляцией: конструкция, применение и технические аспекты

Кабели силовые с бумажной пропитанной изоляцией на напряжение 6-35 кВ, в частности пятижильные с сечением токопроводящей жилы 630 мм², представляют собой классическое и проверенное временем решение для стационарной прокладки в электрических сетях среднего напряжения. Несмотря на появление полимерных аналогов (СПЭ, ПВХ), кабели с бумажной изоляцией (марки, например, СБ, СБл, ОСБ, ЦСБ) сохраняют свою актуальность в ряде ответственных применений благодаря уникальному сочетанию эксплуатационных характеристик.

Конструкция кабеля на 630 мм² 5х630

Конструкция пятижильного кабеля сечением 630 мм² является многослойной и строго регламентированной ГОСТ 18410-73 «Кабели силовые с бумажной изоляцией на напряжение до 35 кВ» и другими нормативными документами. Каждый элемент выполняет критически важную функцию.

• Токопроводящая жила: Жила сечением 630 мм² изготавливается, как правило, из медной или алюминиевой проволоки. Для такого большого сечения жила выполняется секторной или сегментной формы для компактности и обеспечения круглой формы кабеля. Медная жила обеспечивает более высокую проводимость и стойкость к электрохимической коррозии, алюминиевая — меньшую стоимость и вес.
• Фазная изоляция: Каждая токопроводящая жила индивидуально изолируется поясной изоляцией из пропитанной маслоканифольным или синтетическим составом кабельной бумаги. Бумажная лента накладывается в несколько слоев с перекрытием. Толщина изоляции нормируется в зависимости от класса напряжения (например, 6, 10, 20, 35 кВ).
• Заполнение межжильного пространства: В пятижильном кабеле между изолированными жилами остаются зазоры, которые заполняются жгутами из бумажного шпагата или бумажными жгутами. Это обеспечивает механическую стабильность конструкции и круглую форму.
• Поясная изоляция: Поверх всех скрученных изолированных жил и заполнения накладывается общая поясная изоляция, также из пропитанной бумаги. Она является дополнительным барьером и выравнивает электрическое поле.
• Экран (для кабелей на 6 кВ и выше): На поясную изоляцию накладывается экран из электропроводящей бумаги или полупроводящей ленты. Он необходим для выравнивания электрического поля и защиты от поверхностных разрядов.
• Металлическая оболочка: Поверх экрана накладывается герметичная оболочка. Для кабелей марки СБ — это свинцовая (Pb), для СБл — алюминиевая (Al). Свинцовая оболочка обеспечивает абсолютную герметичность и гибкость, алюминиевая — большую механическую прочность и меньший вес.
• Защитные покровы: Металлическая оболочка защищается от коррозии и механических повреждений. Типичная конструкция: подушка (битумный состав, крепированная бумага, ПЭТ-лента), броня (две стальные ленты) и наружный защитный шланг (поливинилхлоридный, битумированный джут и т.д.). Для кабелей марки ОСБ (броня из оцинкованных проволок) покровы могут отличаться.

Основные технические характеристики и параметры

Ключевые параметры для кабеля 5х630 мм² с бумажной изоляцией на напряжение 10 кВ.

Таблица 1. Сводные технические параметры (пример для 10 кВ)

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U	6/10 кВ, 8,7/10 кВ, 8,7/15 кВ, 21/35 кВ и др.
Количество и сечение жил	5 жил (3 фазы, нейтраль, земля), 630 мм² каждая
Материал жилы	Медь (Cu) или Алюминий (Al)
Материал оболочки	Свинец (СБ) или Алюминий (СБл)
Максимально допустимая температура жилы	Длительно: +80°C. В режиме перегрузки: +90°C. В режиме КЗ (до 4 с): +200°C (Cu), +200°C (Al).
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Для многожильных кабелей с секторными жилами: не менее 15-20 наружных диаметров кабеля.
Сопротивление изоляции (при +20°C)	Не менее 100 МОм·км для кабелей на 6-10 кВ.
Испытательное напряжение переменным током	После изготовления: 3.5U0 в течение 15-30 мин. Например, для 8,7/10 кВ — 30,5 кВ.
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл)	Зависит от условий прокладки. Пример для 5х630 Cu в земле: ~710 А. Для 5х630 Al в земле: ~550 А.

Области применения и особенности монтажа

Пятижильные кабели 630 мм² используются в случаях, когда требуется отдельный проводник для защитного заземления (PE) и/или рабочего нуля (N) в сетях с изолированной или глухозаземленной нейтралью. Основные сферы применения:

• Магистральные линии распределительных сетей 6-35 кВ в городах и на промышленных предприятиях.
• Вводы и распределение энергии на крупных подстанциях, ГПП, ЦТП.
• Питание мощных промышленных потребителей: насосные станции, компрессорные, электролизные установки.
• Прокладка в кабельных коллекторах, туннелях, шахтах, по эстакадам и в земле (траншеях).

Особенности монтажа и эксплуатации:

• Учет разности уровней: При прокладке кабелей с бумажно-масляной изоляцией существует ограничение по разности уровней между самой высокой и низкой точками трассы (обычно не более 15-25 м для кабелей с вязкой пропиткой). При превышении возможно стекание пропиточного состава, leading к осушению изоляции в верхней части и повышению давления в нижней.
• Герметичность концевой заделки и муфт: Крайне критичный параметр. Установка концевых и соединительных муфт (свинцовых, эпоксидных, современных полимерных) должна гарантировать отсутствие доступа воздуха и влаги к бумажной изоляции. Нарушение герметичности ведет к увлажнению изоляции и резкому снижению ее электрической прочности.
• Предварительный подогрев: Прокладка при температурах ниже 0°C требует предварительного подогрева кабеля в барабанах без снятия наружных покровов. Монтаж «в холодную» приведет к повреждению хрупкой бумажной изоляции.
• Система подпитки маслом: Для кабелей на высшие напряжения (110 кВ и выше) с низковязкой пропиткой применяются системы постоянного подпитки маслом под давлением. Для кабелей 6-35 кВ с вязкой пропиткой это, как правило, не требуется.

Сравнительные преимущества и недостатки

Таблица 2. Сравнение с кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ)

Критерий	Кабель с бумажной изоляцией (5х630)	Кабель с изоляцией из СПЭ (5х630)
Длительная рабочая температура	+80°C	+90°C
Стойкость к КЗ	Высокая (до +200°C)	Очень высокая (до +250°C)
Чувствительность к увлажнению	Критична. Требует абсолютной герметичности.	Низкая. Гигроскопичность изоляции отсутствует.
Монтаж при низких температурах	Требует подогрева (ниже 0°C).	Возможен до -20°C без подогрева.
Ограничение по разности уровней	Есть (15-25 м для вязкой пропитки).	Отсутствует.
Радиус изгиба	Больший (15-20 D)	Меньший (10-15 D для многожильных)
Требования к монтажу муфт	Высокие, необходима квалификация для обеспечения герметичности.	Высокие, но связаны с чистотой и точностью обработки, а не с герметизацией.
Экологичность и утилизация	Сложнее (свинец, пропиточные составы).	Проще, но утилизация полимеров также требует условий.
Традиционная надежность	Очень высокая при соблюдении условий монтажа и эксплуатации. Большая статистика наработки на отказ.	Высокая, но некоторые риски, связанные с ростом деревьев (водяных триингов).
Вес и габариты	Больше (особенно со свинцовой оболочкой и броней).	Значительно меньше.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: Почему до сих пор применяют бумажную изоляцию, если есть современный СПЭ?

Бумажная пропитанная изоляция обладает столетней историей применения, и ее поведение в различных условиях, включая длительные перегрузки и режимы короткого замыкания, хорошо изучено. Она менее чувствительна к локальным дефектам и длительным перегрузкам по температуре в сравнении с некоторыми ранними проблемами СПЭ-изоляции (триинги). Для многих эксплуатационников это «консервативный» и предсказуемый выбор, особенно при модернизации старых сетей, где уже есть инфраструктура и опыт работы с такими кабелями.

В2: Как определить, что кабель с бумажной изоляцией увлажнен?

Основной метод — измерение тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ) и емкости на переменном токе промышленной частоты. Рост tg δ и изменение емкости являются диагностическими признаками увлажнения и старения изоляции. Также косвенным признаком может служить снижение сопротивления изоляции, измеренного мегомметром на постоянном токе.

В3: Можно ли прокладывать кабель 5х630 с бумажной изоляцией в земле (траншее)?

Да, это один из основных способов прокладки. Однако необходимо строго соблюдать правила: использовать песчаную подушку и засыпку, защиту кирпичом или плитами от механических повреждений, обеспечить отсутствие в траншее воды и коррозионно-активных веществ. Броня из стальных лент (марки СБ, СБл) предназначена именно для защиты от механических воздействий в грунте.

В4: Что означает маркировка СБлШп 5х630-10?

• С — кабель силовой.
• Б — с бумажной изоляцией.
• л — оболочка из алюминия.
• Шп — защитный покров в виде выпрессованного полиэтиленового шланга.
• 5х630 — пять жил сечением 630 мм² каждая.
• 10 — номинальное напряжение 10 кВ.

В5: Какой кабель лучше для вертикальной трассы с большим перепадом высот: бумажный или СПЭ?

Для вертикальных и крутонаклонных трасс с перепадом более 25 метров кабель с бумажной пропитанной изоляцией на вязкой пропитке не рекомендуется из-за риска стекания пропиточного состава. В таких случаях предпочтительнее использовать кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), для которых такое ограничение отсутствует, или специальные кабели с нестекающей пропиткой (обозначаются индексом «н», например, ЦСБн).

В6: Как осуществляется переход с бумажного кабеля на оборудование или кабель другого типа?

Переход осуществляется через специальную концевую заделку (концевую муфту). Для кабелей с бумажной изоляцией это критически важный элемент. Муфта (например, типа КНБ, эпоксидная или современная термоусаживаемая) обеспечивает герметичный вывод жил, растекание электрического поля (с помощью изоляционных колпачков или слоев) и защиту среза изоляции от увлажнения. Технология монтажа такой муфты сложна и требует высокой квалификации персонала.

Заключение

Силовой пятижильный кабель сечением 630 мм² с бумажной пропитанной изоляцией остается надежным, предсказуемым и технически обоснованным решением для строительства и реконструкции распределительных сетей среднего класса напряжения. Его выбор оправдан при наличии квалифицированного персонала для монтажа и обслуживания, соблюдении нормативных ограничений по прокладке и в проектах, где приоритетом является долговременная надежность, подтвержденная многолетней мировой практикой. При этом проектировщик всегда должен проводить технико-экономическое сравнение с полимерными аналогами, учитывая все особенности конкретной трассы, условия эксплуатации и стоимость жизненного цикла.