Кабель ЦСКл 6 кВ: полное техническое описание и сфера применения
Кабель ЦСКл 6 кВ представляет собой силовой кабель с бумажной пропитанной изоляцией, свинцовой оболочкой и броней из двух стальных лент. Расшифровка маркировки: Ц – свинцовая оболочка, С – свинцовая броня (в современной трактовке – стальная броня), Кл – кабель с бумажной изоляцией, пропитанной нестекающим составом. Номинальное напряжение – 6000 В. Данный тип кабеля является классическим решением для стационарной прокладки в земле (траншеях) и кабельных сооружениях для передачи и распределения электрической энергии в трехфазных сетях переменного тока частотой 50 Гц.
Конструкция кабеля ЦСКл 6 кВ
Конструкция кабеля многослойна и каждый элемент выполняет критически важную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.
- Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия или меди, круглой формы. Сечение жил соответствует стандартному ряду от 10 до 240 мм² (для трехжильных кабелей). Для сечений 25 мм² и более жила может быть секторной или сегментной формы для более компактной укладки и экономии материалов изоляции и оболочки.
- Фазная изоляция. Выполняется из бумажных лент кабельной конденсаторной или силовой марки, наложенных в несколько слоев с перекрытием. Толщина изоляции строго нормирована в зависимости от номинального напряжения. После наложения бумажной изоляции кабель подвергается пропитке в вакуум-наполнительных аппаратах специальным вязким составом (массой на основе церезина и минерального масла), который не стекает при нагреве кабеля в эксплуатации и при прокладке на уклонах. Это ключевое отличие от кабелей марки ЦС, где используется стекающая пропитка.
- Поясная изоляция. Поверх изолированных жил, скрученных в сердечник, также накладываются слои бумажной ленты. Она выравнивает поверхность сердечника и обеспечивает дополнительную электрическую прочность.
- Экран (полупроводящая бумага). На поясную изоляцию может накладываться экран из полупроводящей бумаги. Он служит для выравнивания электрического поля и предотвращения возникновения частичных разрядов в воздушных включениях между поясной изоляцией и оболочкой.
- Свинцовая оболочка. Герметичная оболочка из свинцового сплава (чаще всего с добавками сурьмы или олова для повышения механической стойкости и виброустойчивости). Ее основная функция – абсолютная защита бумажной изоляции от проникновения влаги и воздуха, а также сохранение внутри кабеля пропиточного состава. Также выполняет роль заземленного экрана.
- Защитный покров (подушка). На свинцовую оболочку накладывается слой, состоящий из битумного состава, крепированной бумаги или ПЭТ-ленты, и битума снова. Он предотвращает коррозию свинца от возможного химического воздействия материалов брони и защищает мягкую свинцовую оболочку от механических повреждений стальными лентами.
- Броня. Выполняется из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с зазором (в перекрышку). Основное назначение – защита кабеля от механических повреждений (напр., при засыпке траншеи камнями, от давления грунта, от случайных раскопок).
- Наружный защитный покров. На броню наносится толстый слой битумного состава и обсыпка мелованной или слюдяной крошкой. Защищает стальную броню от коррозии. Для кабелей, прокладываемых в помещениях, может применяться покров из ПВХ-шланга (маркировка ЦСКлШв).
- Номинальное напряжение: 6000 В переменного тока частотой 50 Гц.
- Максимально допустимая температура жилы: +80°C в длительном режиме работы. В режиме перегрузки допускается +90°C, в режиме короткого замыкания (до 4 сек) +200°C.
- Минимальная температура прокладки: Без предварительного подогрева: 0°C. При более низких температурах требуется подогрев, так как свинец и пропиточный состав теряют эластичность.
- Допустимый радиус изгиба: Не менее 25 наружных диаметров кабеля при прокладке.
- Прокладка на вертикальных и наклонных участках: Допускается без ограничения по высоте благодаря нестекающему пропиточному составу (в отличие от кабелей ЦС).
- Срок службы: Не менее 30 лет при соблюдении условий прокладки, эксплуатации и нормированных нагрузок.
- При прокладке в земле необходима песчаная подушка и засыпка, защита сигнальными лентами или плитами.
- Свинцовая оболочка требует аккуратного обращения – она чувствительна к ударам и резким изгибам.
- При монтаже муфт (соединительных, концевых) необходима тщательная герметизация для сохранения целостности изоляционной системы.
- Обязательно требуется заземление брони и свинцовой оболочки с двух сторон.
Технические характеристики и условия эксплуатации
Кабель ЦСКл 6 кВ предназначен для эксплуатации в широком диапазоне условий, но с четкими ограничениями.
Область применения и особенности монтажа
Кабель ЦСКл 6 кВ традиционно применяется для создания кабельных линий электропередачи от распределительных устройств подстанций 6/10 кВ к мощным потребителям (насосные станции, вентиляторные установки, крупные цеха), а также для распределения энергии внутри промышленных предприятий, в шахтах, на территориях нефтеперерабатывающих заводов, портов. Основная сфера – прокладка в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в кабельных каналах, туннелях, коллекторах.
Критически важные аспекты монтажа:
Сравнительная таблица: Кабель ЦСКл 6 кВ vs. Кабель АПвБбШп 6 кВ
| Параметр | Кабель ЦСКл 6 кВ | Кабель АПвБбШп 6 кВ (сшитый полиэтилен) |
|---|---|---|
| Материал изоляции | Бумага, пропитанная нестекающим составом | Сшитый полиэтилен (XLPE) |
| Материал оболочки | Свинец | Полиэтилен |
| Допустимая температура жилы (долг.) | +80°C | +90°C |
| Допустимый ток нагрузки | Ниже (из-за худшего теплоотвода) | Выше (лучшее охлаждение) |
| Прокладка на вертикальных участках | Без ограничений | Без ограничений |
| Чувствительность к влаге | Критична (при повреждении оболочки) | Низкая (гигроскопичности нет) |
| Радиус изгиба | ≥ 25 D | ≥ 15 D |
| Экологичность | Свинец требует утилизации | Более экологичен |
| Стоимость | Выше (дорогие материалы, сложное производство) | Конкурентная |
| Основное преимущество | Высокая надежность, долгий подтвержденный срок службы, стойкость к внешним воздействиям | Легкость, простота монтажа, высокая пропускная способность |
Таблица: Допустимые длительные токовые нагрузки для кабеля ЦСКл 6 кВ (пример для трехжильного в земле)
| Сечение жилы, мм² | Медь, А | Алюминий, А | Примечание: температура земли +25°C, глубина прокладки 0.7-1 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1.2 К·м/Вт. |
|---|---|---|---|
| 16 | 95 | 75 | Значения приведены справочно. Точный расчет тока нагрузки должен производиться по ПУЭ гл. 1.3 с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру грунта, количество работающих кабелей в траншее и т.д.). |
| 25 | 125 | 100 | |
| 50 | 190 | 150 | |
| 95 | 300 | 230 | |
| 150 | 380 | 295 | |
| 240 | 480 | 370 |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальное отличие кабеля ЦСКл от кабеля ЦС?
Ключевое отличие – в пропиточном составе. В кабеле ЦС используется жидкая маслоканифольная пропитка, которая может стекать с верхних точек на нижние при прокладке на уклонах или при нагреве. Это приводит к снижению электрической прочности в верхней части трассы и повышению давления в нижней. Кабель ЦСКл пропитан специальным нестекающим (загущенным) составом, лишенным этого недостатка, что позволяет прокладывать его на трассах с любым перепадом высот без ограничений.
Можно ли проложить кабель ЦСКл 6 кВ в помещении?
Да, можно. Однако для открытой прокладки по конструкциям внутри сухих и влажных помещений рекомендуется использовать его модификацию с наружным покровом из ПВХ-шланга – ЦСКлШв. Это улучшает противопожарные характеристики (меньше распространение горения) и обеспечивает лучшую защиту от механических воздействий в условиях цеха. Кабель в обычном битумном покрове (ЦСКл) для помещений менее удобен.
Как правильно заземлять броню и свинцовую оболочку?
Броня и свинцовая оболочка должны быть заземлены с обоих концов кабельной линии. Это необходимо для обеспечения безопасности персонала (снятие напряжения с брони при пробое) и для создания пути стока токов короткого замыкания на землю, что обеспечивает быстрое срабатывание релейной защиты. Заземление выполняется с помощью медных гибких проводников, припаиваемых или присоединяемых с помощью хомутов к оболочке и броне, и соединенных с заземляющей шиной.
Что делать, если повреждена свинцовая оболочка при монтаже?
Даже незначительное повреждение свинцовой оболочки недопустимо, так как ведет к проникновению влаги и воздуха в бумажную изоляцию, ее увлажнению и последующему пробою. Участок кабеля с поврежденной оболочкой должен быть вырезан, либо на поврежденное место должна быть установлена ремонтная муфта, обеспечивающая полную герметизацию. Прокладка кабеля с незаделанным повреждением оболочки запрещена.
Почему кабель ЦСКл до сих пор применяется, несмотря на появление современных аналогов с изоляцией из сшитого полиэтилена?
Кабель ЦСКл обладает рядом неоспоримых преимуществ, обеспечивающих его применение в ответственных проектах: исключительная надежность и долговечность (проверенная десятилетиями), высокая стойкость свинцовой оболочки к некоторым видам агрессивных сред и механическим нагрузкам от давления грунта, устойчивость к термическим перегрузкам благодаря высокой теплоемкости пропиточной массы. В ряде отраслей (метрополитен, некоторые объекты Минобороны) его применение регламентировано исторически сложившимися стандартами. Однако для новых проектов, где важны легкость, простота монтажа и更高的 пропускная способность, все чаще выбирают кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена.
Как определить необходимое сечение жил кабеля ЦСКл 6 кВ для конкретной нагрузки?
Выбор сечения производится по двум основным критериям: 1) По допустимому длительному току нагрузки (согласно таблицам ПУЭ, с учетом всех поправочных коэффициентов на условия прокладки). 2) По экономической плотности тока (для объектов с большим числом часов использования максимума нагрузки). После предварительного выбора необходимо проверить сечение на термическую стойкость к токам короткого замыкания и на потерю напряжения. Окончательный расчет должен выполняться квалифицированным проектировщиком.
Комментарии