Кабели силовые 25 кВ с пластмассовой изоляцией бронированные

Кабели силовые на напряжение 25 кВ с пластмассовой изоляцией бронированные: конструкция, применение, стандарты

Кабели силовые на напряжение 25 кВ с пластмассовой изоляцией бронированные представляют собой ключевой элемент современных распределительных сетей среднего напряжения. Они предназначены для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 25 кВ частотой 50 Гц. Основная сфера применения – кабельные линии, прокладываемые в земле (траншеях), коллекторах, туннелях, шахтах, а также в условиях, где существует риск механических повреждений. Бронирование обеспечивает защиту от внешних воздействий: грызунов, просадок грунта, случайных повреждений при земляных работах.

Конструкция кабеля

Конструкция бронированного кабеля на 25 кВ является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Классическая последовательность слоев, начиная от центра:

• Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия (А) или меди (М). Сечение жилы определяется проектной мощностью и может быть от 50 до 800 мм² и более. Жила может быть однопроволочной (секторной или круглой) для малых сечений или многопроволочной для улучшения гибкости на средних и больших сечениях.
• Экран по жиле (полупроводящей слой). Выполняется из экструдированного полупроводящего сшитого полиэтилена или накладывается в виде полупроводящей ленты. Его функция – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений между изоляцией и жилой, что предотвращает возникновение частичных разрядов.
• Изоляция. Основной изолирующий слой. Для кабелей на 25 кВ применяется сшитый полиэтилен (СПЭ, XLPE). Этот материал обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура жилы до 90°C в продолжительном режиме и до 250°C при коротком замыкании), отличными механическими свойствами и стойкостью к старению. Толщина изоляции нормируется стандартами (например, ГОСТ 31996-2012, МЭК 60502-2).
• Экран по изоляции (полупроводящей слой). Аналогичен экрану по жиле. Вместе с экраном по жиле образует коаксиальную систему, ограничивающую электрическое поле внутри изоляции. Обычно выполняется экструзией.
• Металлический экран (заземляющий). Располагается поверх экрана по изоляции. Выполняет несколько функций: защита от внешних электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, создание пути для тока короткого замыкания и тока утечки. Выполняется в виде медных лент, гофрированной медной ленты, проволок или их комбинации.
• Поясная изоляция. Разделительный слой, обычно из ПВХ или полиэтиленовой ленты, который защищает металлический экран от коррозии при контакте с броней и предотвращает повреждение при наложении бронепокрова.
• Броня. Защитный механический слой. Для кабелей, прокладываемых в земле, применяется броня из стальных оцинкованных лент (тип Бл) или стальных оцинкованных проволок (тип Бп). Ленточная броня (две ленты, наложенные с зазором) защищает от механических воздействий, но не воспринимает значительные растягивающие усилия. Проволочная броня (спирально наложенные проволоки) применяется при возможности возникновения растягивающих нагрузок (например, на крутых склонах, в вертикальных шахтах).
• Наружный защитный шланг (оболочка). Внешний слой из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ) или полиэтилена (ПЭ). Защищает броню от коррозии, выполняет функцию защиты от влаги, агрессивных сред (химических, биологических) и обеспечивает необходимые противопожарные характеристики (например, нераспространение горения).

Ключевые технические характеристики и стандарты

Основные параметры кабелей регламентируются национальными и международными стандартами. В России основным документом является ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ». Для напряжений 6 кВ и выше применяется серия стандартов МЭК 60502, на которые ссылается ГОСТ. Кабели на 25 кВ относятся к классу напряжения 20/25 кВ (U₀/U, где U₀ – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное напряжение).

Таблица 1. Основные технические характеристики кабеля 25 кВ с изоляцией из СПЭ

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U	20/25 кВ
Максимальное рабочее напряжение, Um	24 кВ
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты (5 мин.)	45 кВ
Испытательное постоянное напряжение (15 мин.)	67.5 кВ
Допустимая температура жилы в продолжительном режиме	+90°C
Допустимая температура жилы при коротком замыкании (макс. 5 с)	+250°C
Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева)	-15°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15-20 наружных диаметров кабеля (зависит от конструкции)
Сопротивление изоляции при +20°C	Не менее 1000 МОм·км

Области применения и особенности прокладки

Бронированные кабели 25 кВ применяются для создания надежных кабельных линий в условиях, требующих повышенной механической защиты. Основные объекты применения:

• Городские и промышленные распределительные сети (подземная прокладка в траншеях).
• Вводы на территорию крупных предприятий, нефтехимических комплексов, портов.
• Питание удаленных объектов: насосных станций, карьеров, буровых установок.
• Прокладка в коллекторах, туннелях и кабельных каналах, где существует риск повреждения.
• Участки с повышенной сейсмической активностью или подвижками грунта.
• Переходы через автомобильные и железные дороги (в футлярах).

При прокладке в земле необходимо соблюдать следующие условия: глубина заложения не менее 0.7-1.0 м, устройство песчаной подушки и засыпки, укладка сигнально-предупредительной ленты. При пересечении с другими коммуникациями кабель должен быть защищен футлярами. Броня кабеля подлежит обязательному заземлению с двух сторон для обеспечения электробезопасности и срабатывания защит при повреждении.

Маркировка и обозначение

В России принята буквенно-цифровая система обозначения кабелей. Пример маркировки: АПвБбШв 20/25 кВ 1х240/50-1

• А – материал жилы (алюминий). Отсутствие буквы – медь.
• П – изоляция из сшитого полиэтилена.
• в – оболочка из ПВХ.
• Б – броня из стальных оцинкованных лент.
• б – без подушки под броней (в современной конструкции часто подушка есть, но обозначение сохранилось).
• Шв – защитный шланг (наружная оболочка) из ПВХ.
• 20/25 кВ – номинальное напряжение.
• 1х240/50 – количество и сечение основной жилы (240 мм²) и сечение жилы заземляющего экрана (50 мм²).
• 1 – категория по длительно допустимой температуре жилы (+90°C).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальное отличие кабеля с изоляцией из СПЭ от кабеля с бумажно-масляной изоляцией на 25 кВ?

Кабели с СПЭ-изоляцией не требуют сложных систем подпитки маслом, имеют меньший вес и радиус изгиба, допускают прокладку на вертикальных участках без ограничений по перепаду высот. Они проще в монтаже и эксплуатации, не представляют опасности утечки масла в окружающую среду. СПЭ-кабели имеют более высокую допустимую температуру в продолжительном режиме (90°C против 70-80°C), что позволяет увеличить пропускную способность линии.

Как правильно выбрать тип брони: ленточная (Бл) или проволочная (Бп)?

Ленточная броня (стальные оцинкованные ленты) применяется для защиты от механических повреждений (давление грунта, удары) при прокладке в обычных грунтах. Проволочная броня (стальные оцинкованные проволоки) используется при наличии растягивающих нагрузок (вертикальные трассы, прокладка по мостам, в подвижных грунтах, под водой), а также в условиях, где возможны смещения грунта. Проволочная броня также обеспечивает лучшую защиту от грызунов.

Требуется ли дополнительная защита бронированного кабеля при прокладке в агрессивных грунтах?

Да, требуется. При прокладке в грунтах с повышенной коррозионной активностью (заболоченные, солончаки, с высоким содержанием щелочей или кислот, в зонах блуждающих токов) поверх бронированного кабеля с ПВХ шлангом рекомендуется применять дополнительную антикоррозионную защиту. Это может быть лента из битумно-полимерных материалов, либо прокладка кабеля в асбоцементных или полиэтиленовых трубах с заделкой стыков.

Как осуществляется заземление брони и металлического экрана?

Броня и металлический экран должны быть заземлены с обоих концов кабельной линии. Это необходимо для обеспечения безопасности (снятие потенциала) и для правильной работы релейной защиты. При большой длине линии (обычно более 1-2 км) для снижения потерь и предотвращения наведения опасных напряжений может применяться одностороннее заземление или заземление через ограничитель напряжения (поперечное заземление). Конкретная схема заземления определяется проектом и должна соответствовать ПУЭ (Правила устройства электроустановок).

Каковы особенности монтажа и оконцевания кабелей 25 кВ с СПЭ-изоляцией?

Монтаж требует высокой квалификации персонала. Ключевые этапы: разделка конца кабеля с послойным удалением оболочек, монтаж термоусаживаемых или холодноусаживаемых муфт (концевых или соединительных). Особое внимание уделяется подготовке поверхности изоляции (шлифовка для снятия полупроводящего слоя), обеспечению чистоты, точному позиционированию компонентов и герметичности. Работы должны проводиться в сухую погоду, а на время монтажа торец кабеля должен быть защищен от влаги.

Как определяется допустимый длительный ток нагрузки для кабеля 25 кВ?

Допустимый длительный ток нагрузки (I_доп) зависит от множества факторов: сечения жилы, материала жилы, способа прокладки (в земле, в воздухе, в трубе), температуры грунта или воздуха, количества работающих кабелей вплотную, глубины прокладки. Точные значения приведены в ПУЭ (Глава 1.3, Таблицы 1.3.16-1.3.29) и в расчетных справочниках. Для предварительной оценки можно пользоваться таблицами производителей, составленными для стандартных условий (температура грунта +15°C, глубина 0.7 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт).