Кабели силовые 4-х жильные сечение 25 мм² с бумажной изоляцией: конструкция, применение и технические аспекты
Силовые кабели с бумажной пропитанной изоляцией на напряжение 1, 6 и 10 кВ, в частности четырехжильные сечением 25 мм², представляют собой классическое и проверенное временем решение для стационарной прокладки в электрических сетях. Несмотря на развитие полимерных изоляционных материалов, кабели с бумажной изоляцией сохраняют свою актуальность благодаря высокой электрической прочности, надежности, длительному сроку службы и устойчивости к термическим перегрузкам. Данная статья детально рассматривает конструкцию, параметры, области применения и особенности эксплуатации кабелей марки АСБ (АСБл, АСБ2л) и их аналогов с сечением токопроводящей жилы 25 мм².
Конструкция кабеля
Конструкция четырехжильного кабеля 25 мм² с бумажной изоляцией является многослойной и включает в себя несколько ключевых элементов, каждый из которых выполняет строго определенную функцию.
1. Токопроводящая жила
Жила сечением 25 мм² изготавливается из алюминия (маркировка «А») или меди (отсутствие буквы «А» в начале марки). Для данного сечения, как правило, применяется многопроволочная крученая конструкция (класс 2 по ГОСТ), обеспечивающая достаточную гибкость для транспортировки и прокладки. Жилы имеют стандартную цветовую или цифровую идентификацию: три жилы для фаз (обычно бесцветные или с метками) и одна нулевая жила (синего цвета или с меткой «0»).
2. Фазная изоляция
Каждая токопроводящая жила индивидуально изолируется несколькими слоями кабельной бумаги, пропитанной вязким маслоканифольным или современным синтетическим (нестекающим) составом. Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения кабеля (1, 6, 10 кВ). Бумажная изоляция обладает высокой диэлектрической прочностью и теплостойкостью.
3. Скрутка изолированных жил
Четыре изолированные жилы скручиваются в сердечник. Нулевая жила, имеющая в четырехжильных кабелях на 1 кВ сечение, равное или несколько меньшее (часто 16 мм² для магистралей), чем у фазных, располагается в центре или заполняет промежутки между фазными жилами. Для кабелей на 6 и 10 кВ четвертая жила является жилой заземления и имеет равное с фазными сечение (25 мм²).
4. Поясная изоляция
Поверх скрученных жил накладывается поясная изоляция, также состоящая из слоев пропитанной кабельной бумаги. Ее функция – дополнительное выравнивание электрического поля и защита фазной изоляции.
5. Герметичная оболочка
Сердечник помещается в герметичную оболочку, препятствующую попаданию влаги и выходу пропитки. В зависимости от марки кабеля оболочка может быть:
- Свинцовая (АСБ): Традиционное решение, обеспечивающее абсолютную герметичность и гибкость, но обладающее большим весом и чувствительностью к вибрациям.
- Алюминиевая (ААБл): Более легкая и механически прочная, но менее гибкая. Буква «л» в маркировке указывает на наличие подушки под оболочкой из лавсановой или поливинилхлоридной ленты.
- Подушка: Слой битума, крепированной бумаги или ПВХ-лент, предотвращающий повреждение оболочки бронелентами.
- Броня: Две стальные ленты (в марках АСБ, ААБл), наложенные с зазором. Для кабелей АСБл бронеленты имеют антикоррозионное покрытие.
- Наружный защитный шланг: Покров из волокнистых материалов (пряжа, пропитанная битумом) или поливинилхлоридного пластиката (в марках с индексом «2л», например, АСБ2л).
- Номинальное напряжение: 1 кВ, 6 кВ, 10 кВ.
- Допустимый длительный ток нагрузки: При прокладке в земле (+25°C, теплопроводность грунта 1.2 К·м/Вт) для кабеля АСБ 4×25 мм² на 1 кВ составляет примерно 100 А. Для 6 кВ и 10 кВ ток определяется условиями теплоотвода и допустимой температурой жилы (+80°C для кабелей с вязкой пропиткой).
- Сопротивление жилы постоянному току при +20°C: Не более 1.24 Ом/км для алюминиевой жилы.
- Испытательное напряжение переменного тока частотой 50 Гц: После изготовления кабели испытываются повышенным напряжением: 3.5 кВ (для 1 кВ), 15 кВ (для 6 кВ), 25 кВ (для 10 кВ) в течение 10 минут.
- Минимальный радиус изгиба: Для многожильных кабелей с бумажной изоляцией в свинцовой оболочке — 25 наружных диаметров; в алюминиевой оболочке — 30 наружных диаметров.
- Масса 1 км кабеля: Приблизительно 2500-3500 кг в зависимости от марки и напряжения.
- Распределительные сети 0.4/1 кВ, 6 кВ, 10 кВ: Питание промышленных предприятий, жилых микрорайонов, объектов инфраструктуры.
- Вводы на трансформаторные подстанции и распределительные пункты.
- Прокладка в кабельных туннелях, коллекторах, каналах и по эстакадам.
- Прокладка в земле (траншеях): Наиболее распространенный способ. Требует подготовки песчаной подушки, защиты кирпичом или сигнальной лентой, наличия плана трассы.
- Запрещена прокладка по трассам с значительными перепадами уровней (более 15-25 м для кабелей с вязкой пропиткой) из-за возможного стекания пропиточного состава и осушения изоляции в верхней точке.
- Не рекомендуется применение в условиях сильных вибраций (особенно для кабелей со свинцовой оболочкой).
- При прокладке в земле необходимо учитывать коррозионную активность грунта и наличие блуждающих токов, выбирая соответствующую марку (АСБл, АСБ2л).
- Раскрой кабеля: Должен производиться с использованием специальных ножей, предотвращающих расслоение бумажных лент и повреждение жил. Конец кабеля immediately герметизируется для предотвращения попадания влаги и вытекания пропитки.
- Соединение и ответвление: Осуществляется с помощью кабельных муфт – соединительных (С), ответвительных (О) и концевых (К). Для кабелей на 1 кВ применяются чугунные или эпоксидные муфты, на 6-10 кВ – свинцовые или эпоксидные. Процесс включает разделку конца кабеля (послойное снятие покровов), соединение жил с помощью гильз, восстановление изоляции с помощью бумажных роликов и лент, заполнение муфты изоляционным компаундом и монтаж корпуса.
- Заземление: Броня, оболочка и экран (если есть) кабеля подлежат обязательному заземлению с двух сторон для безопасности.
6. Защитные покровы
Поверх оболочки накладываются покровы, обеспечивающие механическую и химическую защиту. Типичная структура «брони»:
Основные марки и технические характеристики
Для кабеля 4×25 мм² с бумажной изоляцией актуальны следующие марки, регламентируемые ГОСТ 18410-73 и другими нормативными документами.
| Марка кабеля | Материал жилы | Материал оболочки | Тип брони/защиты | Основная область применения |
|---|---|---|---|---|
| АСБ | Алюминий | Свинец | Стальные ленты, волокнистый покров | Прокладка в земле (траншеях) при отсутствии блуждающих токов и коррозионной активности. |
| АСБл | Алюминий | Свинец | Стальные ленты с антикоррозионным покрытием, волокнистый покров | Прокладка в земле с умеренной коррозионной активностью. |
| АСБ2л | Алюминий | Свинец | Стальные ленты с антикоррозионным покрытием, ПВХ шланг поверх брони | Прокладка в земле с повышенной коррозионной активностью, в агрессивных грунтах, в воде. |
| ААБл | Алюминий | Алюминий | Стальные ленты с антикоррозионным покрытием, волокнистый покров | Прокладка в земле, туннелях, каналах. Обладает повышенной стойкостью к механическим нагрузкам. |
| СБ | Медь | Свинец | Стальные ленты, волокнистый покров | Аналогично АСБ, но при необходимости использования медных жил (повышенная стойкость к коррозии в особых условиях). |
Технические параметры (на примере АСБ 4×25 мм² на 1 кВ):
Области применения и условия прокладки
Кабели АСБ 4×25 мм² и их модификации предназначены для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:
Важные ограничения по прокладке:
Особенности монтажа и соединения
Монтаж кабелей с бумажной изоляцией требует высокой квалификации персонала и соблюдения технологии для сохранения герметичности.
Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями с пластмассовой изоляцией (ВВГ, АВБбШв)
| Критерий | Кабель с бумажной изоляцией (АСБ 4×25) | Кабель с пластмассовой изоляцией (АВБбШв 4×25) |
|---|---|---|
| Стойкость к перегрузкам | Высокая, благодаря теплостойкости бумажно-масляной изоляции. | Ограниченная, ПВХ изоляция подвержена необратимому тепловому старению. |
| Длительный срок службы | 40-50 лет и более при правильной эксплуатации. | 25-30 лет в среднем. |
| Чувствительность к влаге | Критична. Нарушение герметичности оболочки ведет к резкому снижению диэлектрических свойств. | Низкая. Пластмассовая изоляция гигроскопична. |
| Сложность монтажа и ремонта | Высокая, требуется квалификация, герметизация, специальные муфты. | Относительно низкая, муфтирование проще. |
| Экологичность | Ниже (использование свинца, пропиток). | Выше. |
| Радиус изгиба | Больший (25-30 D), менее гибкие. | Меньший (10-15 D для бронированных). |
| Пожароопасность | Пропитка горюча, но броня препятствует распространению пламени. | ПВХ изоляция распространяет горение и выделяет много дыма, необходимы негорючие исполнения (нг-LS). |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. В чем ключевое отличие кабелей на 1 кВ и 10 кВ при одинаковом сечении жилы 25 мм²?
Основное отличие – толщина и количество слоев фазной и поясной бумажной изоляции, рассчитанных на работу в более высоком электрическом поле. Конструкция жил, оболочка и броня могут быть идентичными. Также для кабелей на 6-10 кВ все четыре жилы обычно имеют одинаковое сечение (25 мм²), так как четвертая жила является жилой заземления, а не нулевой рабочей.
2. Можно ли проложить кабель АСБ в помещении?
Да, но с учетом его горючести. Прокладка по сгораемым конструкциям не рекомендуется. В помещениях, туннелях и каналах его следует прокладывать в лотках, на полках или по несгораемым основаниям. При групповой прокладке необходимо учитывать снижающие коэффициенты к допустимому току.
3. Что означает маркировка «АСБ2л 4×25-1» и «АСБ2л 4×25-10»?
«А» – алюминиевая жила, «С» – свинцовая оболочка, «Б» – броня из стальных лент, «2л» – наличие подушки под броней из лавсановой ленты и наружного покрова в виде ПВХ шланга поверх брони. «4×25» – четыре жилы сечением 25 мм². Цифра после дефиса указывает на номинальное напряжение: «1» – 1 кВ, «10» – 10 кВ.
4. Как определить, что кабель с бумажной изоляцией поврежден?
Косвенными признаками могут быть локальные вздутия оболочки, подтеки пропиточного состава. При электрических измерениях – снижение сопротивления изоляции мегаомметром (менее 100 МОм/км для 6-10 кВ в нагретом состоянии), рост tg δ (тангенса угла диэлектрических потерь) при испытаниях переменным напряжением. Окончательный диагноз ставится после вскрытия и визуального осмотра изоляции на влажность и разрушение.
5. Почему для кабелей с бумажной изоляцией так важна герметизация концов после резки?
Бумажная изоляция гигроскопична и теряет свои диэлектрические свойства при увлажнении даже на несколько процентов. Кроме того, вязкий пропиточный состав при положительных температурах может вытекать из торца, что приводит к осушению изоляции, образованию воздушных включений и резкому снижению электрической прочности. Герметизация (колпачками, термоусаживаемыми заглушками) предотвращает эти процессы до момента монтажа муфты.
6. Каков реальный срок службы такого кабеля?
Номинальный срок службы, заложенный в ГОСТ, составляет не менее 30 лет. На практике, при корректной прокладке в нормальных условиях, отсутствии перегрузок и повреждений, кабели с бумажной изоляцией могут надежно работать 50 лет и более. Ключевыми факторами, сокращающими срок службы, являются коррозия оболочки, увлажнение изоляции, частые тепловые и электродинамические перегрузки.
Заключение
Силовые четырехжильные кабели сечением 25 мм² с бумажной пропитанной изоляцией остаются надежным и технически обоснованным выбором для строительства и реконструкции распределительных сетей среднего напряжения, особенно в условиях, требующих высокой стойкости к длительным и аварийным перегрузкам. Их применение требует глубокого понимания конструкции, строгого соблюдения правил прокладки, монтажа и эксплуатации, а также учета современных тенденций в области материалов и экологических норм. Выбор между бумажной и полимерной изоляцией должен основываться на технико-экономическом расчете, учитывающем все условия проекта на протяжении всего жизненного цикла кабельной линии.
Комментарии