К22

Кабель К22: Полное техническое описание, сфера применения и нормативная база

Кабель К22 – это силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях на напряжение 20 кВ и 35 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и характеристики регламентируются Техническими условиями ТУ 16.К71-310-2001 (и более поздними редакциями). Кабель марки К22 является ключевым элементом в современных кабельных линиях среднего класса напряжения, сочетая высокие электрические характеристики, надежность и долговечность.

Конструкция кабеля К22

Конструкция кабеля К22 многослойна и каждый элемент выполняет строго определенную функцию. От центрального токопроводящего элемента к внешней оболочке структура выглядит следующим образом:

• Токопроводящая жила: Выполняется из медной или алюминиевой проволоки, круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма позволяет уменьшить общий диаметр кабеля и более эффективно использовать пространство в кабельных линиях. Жила может быть однопроволочной (монолитной) для небольших сечений или многопроволочной для обеспечения гибкости.
• Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой): Наносится поверх токопроводящей жилы методом экструзии. Изготавливается из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его основная функция – выравнивание электрического поля, устранение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают изоляцию.
• Изоляция: Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Это ключевой элемент кабеля. Процесс сшивания (образования поперечных молекулярных связей) придает материалу выдающиеся свойства: высокую температурную стойкость (до 90°C в длительном режиме и до 250°C при коротком замыкании), отличные диэлектрические характеристики, механическую прочность и стойкость к трекингу.
• Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой): Также выполняется из полупроводящего СПЭ. Назначение аналогично внутреннему экрану – выравнивание электрического поля на внешней поверхности изоляции.
• Металлический экран: Располагается поверх внешнего полупроводящего слоя. Выполняет несколько критически важных функций:
  • Защита от электромагнитных помех (экранирование).
  • Обеспечение симметрии электрического поля вокруг жилы.
  • Создание пути для тока утечки и, главное, для тока короткого замыкания. Выполняется в виде медной ленты, гофрированной медной ленты, проволок или их комбинации.
• Поясная изоляция: Лента или оболочка, накладываемая поверх металлического экрана для его защиты от коррозии и механических повреждений, а также для обеспечения электрической изоляции экрана от внешней среды.
• Наружная оболочка: Защищает все внутренние элементы кабеля от механических воздействий, агрессивных сред (химических, биологических) и влаги. Изготавливается из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката или полиэтилена (PE/ПЭ). Оболочка может иметь различные цвета (чаще черный или оранжевый) и содержит маркировку с данными о кабеле.

Основные технические характеристики и параметры

Характеристики кабеля К22 определяются его конструкцией и материалами. Ниже приведены ключевые параметры.

Таблица 1. Основные электрические и механические параметры кабеля К22

Параметр	Значение / Описание	Примечание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	20/35 кВ (40,5 кВ)	U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, Um – максимальное рабочее напряжение.
Частота	50 Гц	Стандартная промышленная частота.
Количество и форма жил	1, 3 жилы; круглые или секторные	Трехжильные кабели могут быть с общим экраном или с индивидуальными экранами на каждой жиле.
Материал жилы	Медь (Cu) или Алюминий (Al)	Медные жилы имеют лучшее проводимость, алюминиевые – меньший вес и стоимость.
Сечение жил	От 50 до 800 мм2 и более (по ТУ)	Определяется расчетным током нагрузки и током КЗ.
Длительно допустимая температура жилы	+90°C	В нормальном рабочем режиме.
Максимальная температура при КЗ	+250°C (для меди), +200°C (для алюминия)	Длительность – не более 5 секунд.
Минимальная температура монтажа	-15°C (без предварительного прогрева)	При более низких температурах требуется прогрев.
Минимальный радиус изгиба	15-20 наружных диаметров кабеля	Зависит от конструкции и сечения.
Срок службы	Не менее 30 лет	При соблюдении условий эксплуатации и монтажа.

Таблица 2. Испытательные напряжения для кабеля К22

Вид испытаний	Испытательное напряжение (переменный ток 50 Гц)	Длительность
Приемо-сдаточные (на заводе и после монтажа)	2.5U0 = 50 кВ (для 20 кВ) / 87.5 кВ (для 35 кВ)	5 минут
После монтажа (полевые испытания)	2.0U0 = 40 кВ (для 20 кВ) / 70 кВ (для 35 кВ)	60 минут (рекомендация, может отличаться по проекту)
Эксплуатационные (неразрушающий контроль)	Часто 0.7-0.8 от приемо-сдаточного	5-15 минут

Сравнение с другими типами кабелей и область применения

Кабель К22 пришел на смену кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией (например, марки СБ) и конкурирует с кабелями в ПВХ изоляцией (например, ВВГ). Его ключевые преимущества:

• Противопожарная безопасность: СПЭ не поддерживает горение и не растекается при перегреве, в отличие от пропитанной бумаги.
• Высокая допустимая температура: +90°C против +70°C для кабелей в ПВХ изоляции, что позволяет пропускать больший ток по тому же сечению.
• Стойкость к влаге: Не требует сложных концевых муфт с барьерами для стопорения влаги, как бумажные кабели.
• Простота монтажа и эксплуатации: Меньший вес, большая гибкость, возможность прокладки на вертикальных участках без ограничения по высоте.

Область применения кабеля К22:

• Питающие и распределительные сети городов и промышленных предприятий напряжением 6-35 кВ.
• Кабельные вводы на подстанциях и распределительных устройствах.
• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам и в производственных помещениях.
• Прокладка в земле (в траншеях) при условии защиты от механических повреждений (броневыми лентами или плитами).
• Важно: Кабель К22 в стандартном исполнении не имеет брони, поэтому для прямой прокладки в земле рекомендуется использовать его бронированные модификации (например, КВБбШв) или обеспечивать дополнительную защиту.

Монтаж, соединение и оконцевание

Монтаж кабеля К22 требует профессионального подхода. Ключевые этапы:

1. Подготовка: Проверка сертификатов, визуальный осмотр барабана, измерение сопротивления изоляции мегомметром на 2500 В.
2. Прокладка: Соблюдение минимальных радиусов изгиба. Избегание механических напряжений и повреждения оболочки.
3. Соединение: Выполняется с помощью соединительных муфт (ССИ). Процесс включает ступенчатую зачистку изоляции и экранов, монтаж соединителей на жилы, установку изоляционных элементов (обычно термоусаживаемых или холодноусаживаемых) и восстановление электрической целостности экранов.
4. Оконцевание: Выполняется с помощью концевых муфт (КНС) или кабельных наконечников для подключения к шинам распределительных устройств. Критически важно обеспечить равномерное снятие электрических напряжений на краях изоляции с помощью стресс-конусов, которые являются частью концевой муфты.

Все работы должны выполняться квалифицированным персоналом с использованием специального инструмента для разделки кабеля с СПЭ изоляцией.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальное отличие кабеля К22 от кабеля АСБ?

Кабель АСБ имеет алюминиевые жилы, бумажную пропитанную изоляцию и свинцовую оболочку с броней. К22 – это кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена и полимерной оболочкой. К22 легче, не требует сложных систем стопорения влаги, имеет более высокую допустимую температуру и является более пожаробезопасным. АСБ имеет лучшую стойкость к некоторым агрессивным средам благодаря свинцовой оболочке, но морально устарел.

Можно ли прокладывать кабель К22 непосредственно в земле (траншее)?

Стандартный К22 без брони (в оболочке из ПВХ или ПЭ) не предназначен для прямой прокладки в земле из-за риска механических повреждений. Для прокладки в земле необходимо использовать его бронированные версии (например, КВБбШв) или применять защитные конструкции – кирпич, бетонные плиты, гофрированные трубы из ПНД/ПВХ высокой жесткости.

Как правильно выбрать сечение кабеля К22?

Выбор сечения производится по двум основным критериям: 1) По допустимому длительному току нагрузки (с учетом способа прокладки, температуры окружающей среды и группировки с другими кабелями). 2) По термической стойкости к току короткого замыкания – сечение должно быть таким, чтобы при протекании расчетного тока КЗ за заданное время время срабатывания защиты температура жилы не превысила +250°C (для меди). Расчеты должны выполняться в соответствии с ПУЭ и проектными нормами.

Что означают маркировки «oz» и «hz» в обозначениях кабелей К22?

Это обозначения, пришедшие из международных стандартов, указывающие на конструкцию металлического экрана:

• oz (one wire) – экран из одной медной проволоки, наложенной по спирали.
• hz (longitudinally and cross applied) – комбинированный экран, обычно состоящий из медных проволок и медной ленты. Такая конструкция обеспечивает лучшее экранирование и большую стойкость к токам КЗ.

В российской практике часто используется описание «экран из медных проволок и ленты».

Каковы основные причины выхода из строя кабелей К22 и методы диагностики?

Основные причины: повреждения при монтаже (зарезы, превышение радиуса изгиба), некачественный монтаж муфт (загрязнения, неправильная усадка), внешние механические воздействия (раскапывание трассы), старение изоляции под воздействием тепловых циклов. Методы диагностики: измерение сопротивления изоляции, испытание повышенным напряжением постоянного или переменного тока, диагностика частичных разрядов (ЧР/PD), термовизионный контроль соединений.

Заключение

Кабель К22 представляет собой современное, технологичное и надежное решение для строительства и модернизации кабельных сетей среднего напряжения. Его преимущества, основанные на свойствах сшитого полиэтилена, делают его предпочтительным выбором для ответственных объектов. Успешная эксплуатация на протяжении всего заявленного срока службы достигается строгим соблюдением правил выбора, монтажа, соединения и технического обслуживания, регламентированных соответствующими нормативными документами и инструкциями производителей.