Цепи серии SB

Цепи серии SB: технические характеристики, конструкция и применение в электротехнических установках

Цепи серии SB представляют собой специализированные кабельные изделия, предназначенные для неподвижного монтажа в электрических установках, где предъявляются повышенные требования к механической прочности, термостойкости и надежности контактных соединений. Данные цепи, также известные как силовые кабели с секторными жилами, являются ключевым элементом при подключении силовых трансформаторов, распределительных устройств (РУ) и крупного электрооборудования на напряжение до 35 кВ. Их основное функциональное назначение – создание гибкой и долговечной токопроводящей связи между аппаратами, имеющими несоосность или подверженными вибрациям, где применение жестких шин недопустимо или нецелесообразно.

Конструктивное исполнение цепей серии SB

Конструкция цепи SB является многослойной и включает в себя несколько ключевых элементов, каждый из которых выполняет строго определенную функцию.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки круглой формы, скрученной в секторный или сегментный профиль. Секторная форма жилы (в сечении напоминающая сегмент круга) является отличительной особенностью серии SB и позволяет оптимально заполнять изоляцию, уменьшая общий диаметр кабеля и экономя материалы. Жилы могут быть однопроволочными (для меньших сечений) и многопроволочными. Класс гибкости, как правило, соответствует 1 или 2 по ГОСТ 22483, что подразумевает применение для неподвижного монтажа.
• Фазная изоляция: Наносится экструзионным способом на каждую токопроводящую жилу. В качестве материала изоляции традиционно используется сшитый полиэтилен (XLPE) или этиленпропиленовая каучуковая резина (EPR). Изоляция из сшитого полиэтилена обладает высокой электрической прочностью, низкими диэлектрическими потерями и отличной термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C). Резиновая изоляция EPR обеспечивает повышенную гибкость и стойкость к многократным изгибам.
• Поясная изоляция: Общий слой изоляции, накладываемый поверх скрученных изолированных жил. Служит для дополнительного выравнивания электрического поля и механической защиты фазной изоляции.
• Экран: Обязательный элемент для кабелей на напряжение 6 кВ и выше. Выполняется в виде полупроводящего слоя (экструдированный полупроводящий сшитый полиэтилен или наложенная полупроводящая лента) поверх изоляции каждой жилы. Поверх скрученных экранированных жил накладывается медная оплетка или обмотка медной лентой. Экран предназначен для выравнивания электрического поля радиального направления, отвода емкостных токов и обеспечения безопасности при касании оболочки в аварийном режиме.
• Оболочка: Наружный защитный слой, предохраняющий внутренние элементы цепи от механических повреждений, агрессивных сред (масла, влага, УФ-излучение) и распространения пламени. Материал оболочки – поливинилхлорид (ПВХ) различных типов (ПВХ пластикат, маслостойкий ПВХ, ПВХ пониженной горючести), безгалогеновые полимеры (LSZH) или специальная резина. Цвет оболочки, как правило, черный.
• Концевые заделки: Неотъемлемая часть комплектной поставки цепи SB. Включают в себя изолирующие колпаки или термоусаживаемые трубки для жил, медные или алюминиевые наконечники с необходимым отверстием под болт, маркировочные кольца. Качество и тип концевых заделок критически важны для надежности всего соединения.

Ключевые технические характеристики и параметры

Технические параметры цепей SB регламентируются техническими условиями производителей, а также общими стандартами на силовые кабели. Основные характеристики приведены в таблицах ниже.

Таблица 1. Основные электрические и механические параметры цепей SB с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE)

Параметр	Значение / Описание	Примечание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	1/1 кВ, 6/10 кВ (12 кВ), 10/15 кВ (17.5 кВ), 20/35 кВ (40.5 кВ)	U0 – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное, Um – максимальное
Частота	50 Гц (или 60 Гц)	Стандартная промышленная частота
Диапазон сечений жил	От 16 мм² до 1000 мм² (медь/алюминий)	Наиболее распространены сечения 50-300 мм²
Допустимая температура длительной работы	+90°C	Для изоляции XLPE
Максимальная температура при КЗ	+250°C (продолжительность до 5 с)	Согласно ГОСТ Р 53769-2010
Минимальная температура монтажа	-20°C	Без предварительного прогрева
Минимальный радиус изгиба	Не менее 7.5 x D (наружного диаметра)	Для многопроволочных жил
Сопротивление изоляции	Не менее 100 МОм·км при +20°C	После испытания переменным напряжением

Таблица 2. Сравнение материалов изоляции для цепей SB

Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)	Этиленпропиленовая резина (EPR)
Темп. длительной работы	+90°C	+90°C
Стойкость к влаге	Высокая	Очень высокая
Гибкость	Средняя	Высокая
Стойкость к растрескиванию	Высокая	Превосходная
Диэлектрические потери	Очень низкие	Низкие
Типичная сфера применения в SB	Стационарные подключения в РУ, КРУ, сухие помещения	Подключения с частой вибрацией, сырые зоны, объекты с повышенными требованиями к гибкости

Области применения и особенности монтажа

Цепи серии SB нашли широкое применение в следующих областях:

• Подключение силовых трансформаторов: Соединение выводов НН и ВН трансформатора с ячейками распределительного устройства. Гибкость цепи компенсирует возможные смещения, термическое расширение и вибрации трансформатора.
• Соединения в распределительных устройствах (РУ и КРУ): Связь между разъединителями, выключателями, шинами и измерительными трансформаторами. Особенно критично в КРУ, где требуется точная трассировка и компактность.
• Подключение крупных электродвигателей и генераторов: Обеспечение надежного токоподвода к вращающимся машинам, подверженным вибрации и небольшим смещениям на фундаментах.
• Вводы в здания и сооружения: Использование в качестве переходных линий между воздушными ЛЭП и кабельными линиями, ввод в силовые распределительные щиты.

Особенности монтажа и эксплуатации: Монтаж цепей SB должен производиться квалифицированным персоналом с соблюдением ПУЭ и инструкций производителя. Ключевые этапы включают: раскатку цепи без резких изгибов (радиус изгиба не менее 7.5D), проверку целостности изоляции и экрана мегомметром, зачистку концов жил на строго заданную длину, опрессовку или пайку наконечников с последующим контролем качества соединения, установку изолирующих колпаков или термоусаживаемых трубок. При монтаже в металлических коробах или лотках необходимо обеспечить отсутствие натяжения и острых кромок. Обязательна проверка фазировки после установки.

Преимущества и недостатки по сравнению с альтернативными решениями

Преимущества цепей SB:

• Высокая надежность и долговечность: Конструкция, рассчитанная на длительную работу в тяжелых условиях.
• Компактность: Секторная форма жил позволяет уменьшить габариты по сравнению с кабелями с круглыми жилами того же сечения.
• Удобство монтажа: Поставка в комплекте с концевыми заделками сокращает время и ошибки при установке.
• Гибкость: Возможность компенсации смещений оборудования, что исключает механические напряжения в точках подключения.
• Стандартизация: Унификация конструкции упрощает проектирование и закупку.

Недостатки и ограничения:

• Высокая стоимость: Значительно выше, чем у голых шин или отдельных кабелей без комплектных заделок.
• Требовательность к монтажу: Неправильный изгиб или повреждение экрана могут привести к выходу из строя.
• Ограниченная длина: Как правило, изготавливаются отрезками строго заданной длины по проекту, что требует высокой точности замеров.
• Ремонтопригодность: Ремонт в полевых условиях затруднен, чаще требуется замена всей цепи.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальное отличие цепи SB от обычного силового кабеля того же сечения и напряжения?

Цепь SB – это комплектное изделие, включающее в себя отрезки кабеля со секторными жилами, уже оснащенные концевыми заделками (наконечниками и изоляцией) на заводе-изготовителе. Обычный силовый кабель поставляется в бухтах без заделок, имеет круглую форму жил и требует самостоятельного монтажа наконечников и изоляции на объекте, что увеличивает трудозатраты и риск брака.

Как правильно выбрать сечение жилы цепи SB?

Выбор сечения производится на основе расчета допустимой токовой нагрузки (по ПУЭ, глава 1.3, или по каталогам производителей с учетом поправочных коэффициентов на группировку, температуру окружающей среды и способ прокладки) и проверки по условиям токов короткого замыкания (термическая стойкость). Для цепей, подключающих трансформаторы, часто используется эмпирическое правило: сечение выбирается близким к номинальному току трансформатора на данной стороне напряжения с округлением в сторону стандартного ряда.

Можно ли использовать алюминиевые цепи SB для подключения к медным шинам распределительного устройства?

Да, это допустимо и широко практикуется. Однако в этом случае критически важно использовать биметаллические (медно-алюминиевые) наконечники или переходные пластины в месте болтового соединения для предотвращения электрохимической коррозии. Болтовое соединение должно выполняться с применением правильно подобранных шайб и контактной пасты.

Требуется ли дополнительное заземление экрана цепи SB?

Да, экран (оплетка) каждой цепи SB должен быть надежно заземлен с двух сторон. Это необходимо для стекания емкостных токов, обеспечения безопасности персонала и правильной работы релейной защиты. Заземление обычно осуществляется через специальные заземляющие наконечники, входящие в комплект, которые подсоединяются к шине заземления РУ.

Какой срок службы у цепей SB и от чего он зависит?

Расчетный срок службы качественных цепей SB с изоляцией XLPE или EPR при соблюдении условий эксплуатации составляет не менее 25-30 лет. Основными факторами, сокращающими срок службы, являются: длительная работа при температурах, превышающих +90°C, циклические перегрузки, механические повреждения оболочки и изоляции, воздействие агрессивных химических сред, несоблюдение радиуса изгиба при монтаже, плохой контакт в наконечниках.

Как маркируются цепи SB и что означают обозначения в каталогах?

Типичное обозначение: СБ—. Например, СБ-10-1×150М-ХЛ – цепь на 10 кВ, с одной жилой сечением 150 мм², медной, с изоляцией из сшитого полиэтилена. В каталогах также указывается длина, тип наконечников (например, ТМЛ – тарельчатый медный луженый), тип внешней оболочки (ПВХ, LSZH) и климатическое исполнение.

Заключение

Цепи серии SB являются высокоспециализированным и надежным решением для создания гибких силовых соединений в электроустановках среднего и высокого напряжения. Их конструкция, сочетающая преимущества секторного кабеля и заводской комплектации, обеспечивает высокую эксплуатационную готовность, безопасность и долговечность. Правильный выбор, монтаж и обслуживание цепей SB в строгом соответствии с технической документацией и нормативными требованиями являются залогом бесперебойной работы критически важных узлов энергосистемы – силовых трансформаторов, распределительных устройств и крупных электроприводов. При проектировании новых и модернизации существующих объектов применение цепей SB следует рассматривать как отраслевой стандарт для ответственных соединений, где надежность превалирует над фактором первоначальной стоимости.