Кабели силовые сечение 120 мм с бумажной изоляцией

Кабели силовые с бумажной изоляцией сечением 120 мм²: конструкция, применение и технические характеристики

Силовые кабели с бумажной пропитанной изоляцией на напряжение 1, 6, 10, 35 кВ и сечением токопроводящей жилы 120 мм² представляют собой классическое и проверенное временем решение для стационарной прокладки в электрических сетях. Несмотря на появление полимерных аналогов, данные кабели сохраняют свою актуальность благодаря высокой электрической прочности, надежности и долговечности в определенных условиях эксплуатации. Конкретное сечение 120 мм² является одним из наиболее востребованных в распределительных сетях среднего напряжения для передачи значительных мощностей.

Конструкция кабеля на 120 мм²

Конструкция кабеля типа СБ (с бумажной изоляцией, в свинцовой оболочке) или СБл (в алюминиевой оболочке) сечением 120 мм² является многослойной и строго регламентированной ГОСТ 18410-73 и другими нормативными документами.

• Токопроводящая жила: Выполняется из алюминия (марка А) или меди (марка М) сечением 120 мм². Жила может быть однопроволочной (при сечении до 120 мм² включительно — для меди, до 185 мм² — для алюминия) или многопроволочной. Для 120 мм² чаще применяется однопроволочная конструкция, что обеспечивает компактность и жесткость.
• Фазная изоляция: На жилу послойно накладываются ленты кабельной бумаги, пропитанной вязким маслоканифольным или синтетическим составом. Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения кабеля (например, для 10 кВ).
• Заполнение: Пространство между изолированными жилами заполняется жгутами из бумажных прядей или бумажной лентой для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
• Поясная изоляция: Поверх скрученных изолированных жил также накладываются обмотки из бумажных лент.
• Оболочка: Герметичная оболочка, защищающая изоляцию от влаги и механических воздействий. Выполняется из свинца (марка С) или алюминия (марка А). Алюминиевая оболочка (СБл) легче и прочнее на разрыв, свинцовая – более гибкая и коррозионностойкая в некоторых средах.
• Защитные покровы: Включают подушку (битумный состав, крепированная бумага), броню и наружный покров. Броня из стальных лент (Б) или оцинкованных проволок (К) защищает от механических повреждений. Наружный покров (покров типа ШВ, ШП, ШПс) из джута, пропитанного битумом, или из поливинилхлоридного шланга предохраняет броню от коррозии.

Основные марки и области применения

Кабели сечением 120 мм² применяются для передачи и распределения электроэнергии в стационарных установках. Типичные сферы применения:

• Магистральные линии в сетях 6-35 кВ.
• Вводы электроэнергии на промышленные предприятия, крупные здания.
• Распределительные сети в шахтах, туннелях, на опасных производственных объектах (при соответствующем исполнении).
• Прокладка в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, по эстакадам.

Выбор марки зависит от условий прокладки:

• СБ, СБл: Бронированные кабели для прокладки в земле (траншеях) с умеренной коррозионной активностью и без значительных растягивающих усилий.
• СБГ, СБлГ: Бронированные кабели с негорючим наружным покровом. Для прокладки в туннелях, кабельных этажах, на эстакадах.
• СБ, СБл с защитным шлангом из поливинилхлорида (ШВ, ШП): Для прокладки в условиях повышенной коррозионной активности, в том числе в солончаках, в химически активных грунтах.
• ОСБ, ОСБл: Кабели с однопроволочной жилой. Для прокладки в вертикальных и наклонных трассах с большим перепадом уровней, где важна стойкость изоляции к стеканию пропиточного состава.

Технические характеристики и параметры

Ключевые параметры для кабеля 120 мм² на напряжение 10 кВ (в качестве примера).

Таблица 1. Электрические и механические параметры

Параметр	Значение для алюминиевой жилы (А)	Значение для медной жилы (М)	Примечания
Сопротивление жилы постоянному току при 20°C, Ом/км, не более	0.253	0.149	ГОСТ 22483-2012
Допустимый длительный ток нагрузки при прокладке в земле (1 кабель в траншее, грунт — песок, t земли +15°C), А	~250-275	~320-340	Зависит от конструкции, напряжения, условий охлаждения. Точные значения по ПУЭ гл. 1.3.
Допустимый длительный ток нагрузки при прокладке в воздухе (t воздуха +25°C), А	~215-230	~275-295
Индуктивное сопротивление, Ом/км	~0.08 — 0.11	~0.08 — 0.11	Зависит от расстояния между жилами и конструкции.
Емкостное сопротивление, МОм*км	~50 — 90	~50 — 90	Зависит от толщины изоляции и напряжения.
Масса 1 км кабеля, кг	~4500-6000 (СБл)	~5500-7500 (СБ)	Зависит от марки, брони, защитных покровов.
Минимальный радиус изгиба	25 наружных диаметров	25 наружных диаметров	При монтаже.

Таблица 2. Испытательные напряжения и условия эксплуатации

Параметр	Значение для кабеля на 10 кВ
Номинальное напряжение, кВ	10
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	12
Испытательное напряжение переменного тока 50 Гц, кВ (продолжительность 10 мин.)	60 (для нового, после монтажа)
Допустимая температура жилы при длительной эксплуатации, °C	+80
Кратковременно допустимая температура жилы (при КЗ, не более 4 сек), °C	+200
Допустимая температура нагрева жилы при перегрузке, °C	+105
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева, °C	0

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабелей с бумажной изоляцией требует специальных навыков и соблюдения строгих правил для сохранения герметичности и свойств изоляции.

• Работа с концами: При подключении к аппаратам или соединении муфтами необходимо выполнять разделку концов с ступенчатым срезом изоляции («конус») для управления распределением электрического поля. Обязательна герметизация среза оболочки для предотвращения подсоса влаги и стекания пропитки.
• Прокладка с учетом перепадов уровней: Для трасс с большим перепадом высот (более 15-25 м) необходимо применять кабели с обедненно-пропитанной изоляцией (ОСБ) или устанавливать стопорные муфты для предотвращения миграции пропиточного состава в нижнюю часть трассы, что ведет к снижению электрической прочности в верхней части и повышению давления в нижней.
• Контроль изоляции: Перед включением под напряжение и в процессе эксплуатации обязателен контроль состояния изоляции путем измерения сопротивления изоляции мегаомметром (например, на 2500 В) и определения тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ). Рост tg δ свидетельствует о старении изоляции или увлажнении.
• Защита от коррозии: Свинцовые и алюминиевые оболочки в агрессивных грунтах требуют наличия защитных шлангов (ШВ, ШП) или катодной защиты.

Сравнение с полимерными аналогами (кабели типа ПвП, ПвВ)

Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) активно вытесняют бумажно-пропитанные, но последние имеют ряд специфических преимуществ:

• Преимущества бумажной изоляции: Высокая термостойкость и стойкость к локальным перегревам, длительный опыт эксплуатации (свыше 40 лет), лучшее поведение в условиях внешнего пожара (меньшее дымообразование, отсутствие выделения галогенов), ремонтопригодность муфт старых конструкций.
• Недостатки бумажной изоляции: Гигроскопичность, требующая абсолютной герметичности оболочки; сложность монтажа; большая масса и радиус изгиба; необходимость контроля уровня пропитки; ограничения по перепадам высот; наличие маслоканифольных пропиток, усложняющих утилизацию.
• Область выбора кабеля на 120 мм² с БПИ: Реконструкция и ремонт существующих сетей, где проложены аналогичные кабели; объекты с повышенными требованиями к пожарной безопасности в части задымления (метро, тоннели); среды с возможными частными перегрузками; объекты с высоким уровнем профессионального персонала, способного обслуживать такие линии.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Почему для кабеля 120 мм² до сих пор применяют бумажную изоляцию, если есть современные полимерные материалы?

Бумажно-пропитанная изоляция обладает высокой электрической прочностью, надежностью и предсказуемым старением. В реконструируемых сетях часто требуется сохранить единообразие технологии. Кроме того, в условиях возможных перегрузок бумажная изоляция более стойка к кратковременным тепловым воздействиям. Для ответственных объектов с длительным жизненным циклом (50 лет и более) выбор часто делается в пользу проверенной технологии.

2. Как определить, что бумажно-пропитанная изоляция кабеля увлажнена?

Основными диагностическими признаками являются: снижение сопротивления изоляции (замеряется мегаомметром на 2500 В для кабелей до 10 кВ), увеличение тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ) при проведении высоковольтных испытаний переменным током, а также анализ газов в масле (для маслонаполненных кабелей). Визуально при разделке увлажненная бумага теряет хрупкость, становится более темной и рыхлой.

3. Каков главный недостаток кабелей с БПИ и как с ним борются?

Главный недостаток – гигроскопичность бумажной изоляции и зависимость ее свойств от герметичности металлической оболочки. Борются с этим тщательным контролем целостности оболочки при транспортировке и монтаже, применением герметичных концевых и соединительных муфт, использованием для трасс с большими перепадами кабелей с обедненно-пропитанной изоляцией (ОСБ), не склонных к миграции пропиточного состава.

4. Можно ли прокладывать кабель СБл 120 мм² в земле без дополнительной защиты?

Да, стандартные бронированные марки (СБлБ, СБлБГ) предназначены для прокладки в земле (траншеях). Однако при наличии блуждающих токов, в химически агрессивных грунтах (кислых, щелочных, содержащих блуждающие токи) необходимо применять кабели с дополнительной защитой в виде поливинилхлоридного шланга поверх брони (покров типа Шв, Шп). Прокладка в кабельных каналах или тоннелях предпочтительна для небронированных или бронированных с негорючим покровом марок.

5. Как правильно выбрать между кабелем со свинцовой (СБ) и алюминиевой (СБл) оболочкой на 120 мм²?

Выбор зависит от условий прокладки и эксплуатации. Алюминиевая оболочка (СБл) легче, прочнее на разрыв, дешевле. Свинцовая оболочка (СБ) более гибкая, коррозионностойкая в нейтральных средах (например, в известковых грунтах), легче паяется при монтаже муфт. В агрессивных средах (кислые грунты, сточные воды) предпочтение часто отдается алюминиевой оболочке с усиленной внешней защитой (шланг), так как свинец подвержен электрохимической коррозии.

6. Каковы нормативные сроки службы таких кабелей и от чего они зависят?

Нормативный срок службы силовых кабелей с бумажной пропитанной изоляцией составляет 30 лет. Фактический срок может достигать 50 лет и более при соблюдении условий эксплуатации: отсутствие перегрузок, поддержание нормируемых характеристик изоляции, отсутствие механических повреждений и коррозии оболочки. Критическим фактором является сохранение герметичности оболочки на протяжении всего срока службы.