Кабель АСГ 35 кВ: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель АСГ 35 кВ представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, бумажной пропитанной изоляцией, в свинцовой оболочке, без защитных покровов. Расшифровка маркировки: А – алюминиевая токопроводящая жила, С – свинцовая оболочка, Г – «голый» (отсутствие защитных покровов в виде брони и наружного шланга). Номинальное напряжение 35 кВ указывает на принадлежность к классу высоковольтных кабелей, предназначенных для работы в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью.
Конструкция кабеля АСГ 35 кВ
Конструкция кабеля является классической для кабелей с бумажной пропитанной изоляцией и формируется концентрическими слоями.
- Токопроводящая жила: Выполняется из алюминия (марки АВЕ или АЕ по ГОСТ 22483). Для сечений до 240 мм² включительно жила, как правило, однопроволочная (сплошная). Для сечений от 300 мм² и выше жила многопроволочная, секторной или круглой формы. Это обеспечивает гибкость и удобство монтажа.
- Фазная изоляция: Выполняется из бумажных лент кабельной, пропитанных вязким маслоканифольным или синтетическим (на основе полиизобутилена) составом. Толщина изоляции строго нормирована в зависимости от номинального напряжения. Для 35 кВ она составляет несколько миллиметров. Изоляция накладывается послойно с определенным перекрытием, что обеспечивает высокую электрическую прочность.
- Поясная изоляция: Поверх скрученных изолированных жил (изолированного сердечника) накладывается поясная изоляция, также из бумажных лент. Ее функция – дополнительное выравнивание электрического поля и защита фазной изоляции.
- Экран (полупроводящая бумага): На поясную изоляцию может накладываться экран из полупроводящей бумаги. Он служит для выравнивания электрического поля и предотвращения возникновения частичных разрядов между изоляцией и металлической оболочкой.
- Свинцовая оболочка (марка С): Герметичная оболочка, накладываемая поверх экрана или поясной изоляции. Изготавливается из свинца или его сплавов (например, с сурьмой) для повышения механической прочности. Основная функция – абсолютная герметизация изоляционной системы, защита от проникновения влаги и воздуха, а также оттекание токов утечки. Является заземляемым элементом.
- Защитные покровы: Буква «Г» в маркировке указывает на их отсутствие. Кабель поставляется без брони и наружного защитного шланга. Это определяет условия его прокладки – только в условиях отсутствия механических воздействий (в кабельных каналах, туннелях, на эстакадах, в помещениях).
- Стационарная прокладка внутри кабельных сооружений: туннели, коллекторы, каналы, эстакады.
- Прокладка в закрытых помещениях (распределительные устройства, цеха промышленных предприятий) при отсутствии риска механических повреждений.
- Участки от силовых трансформаторов до РУ распределительных сетей.
- Вводы на территории промышленных объектов и крупных подстанций.
- Высокая электрическая надежность и долговечность (срок службы при соблюдении условий достигает 40-50 лет).
- Отличные диэлектрические характеристики бумажно-масляной изоляции, стойкость к тепловым старениям.
- Хорошая теплоотдача из-за отсутствия внешних покровов, что способствует более высоким допустимым токам нагрузки по сравнению с кабелями в пластиковой изоляции аналогичного сечения в аналогичных условиях.
- Свинцовая оболочка обеспечивает полную герметизацию и защиту от влаги.
- Относительно меньший вес и наружный диаметр по сравнению с бронированными аналогами того же класса напряжения.
- Ограниченная механическая прочность. Уязвимость оболочки к ударам, порезам, вибрации.
- Сложность монтажа из-за жесткости и большого радиуса изгиба, необходимость специальных технологий разделки и монтажа концевой муфты.
- Наличие градиента уровня пропитки. Кабель имеет ограничения по разности уровней при вертикальной прокладке (обычно не более 15-25 м), так как пропиточный состав может стекать в нижнюю точку.
- Пожароопасность. Бумажная изоляция и пропиточный состав горючи. При групповой прокладке требуется применение огнезащитных покрытий или иных мер.
- Экологические аспекты: использование свинца требует специальных мер при утилизации.
- Транспортировка и хранение: Барабаны должны храниться и перевозиться в вертикальном положении. Запрещены сбрасывания и удары.
- Прокладка: Осуществляется с соблюдением минимального радиуса изгиба. Не допускается повреждение свинцовой оболочки. Крепление производится специальными скобами с мягкими прокладками, не повреждающими оболочку.
- Разделка и монтаж муфт: Является критически важной операцией. Применяются специальные концевые (КНС) и соединительные (СС) муфты для кабелей с бумажной изоляцией 35 кВ. Технология включает ступенчатую разделку изоляции, установку изоляционных колпачков или наложение рулонной изоляции, заполнение полости муфты масло- или мастиконаполненным составом для сохранения герметичности и диэлектрических свойств. Требуется тщательная герметизация места ввода кабеля в муфту.
- Заземление: Свинцовая оболочка кабеля подлежит обязательному заземлению с двух концов для безопасности и отвода токов утечки.
- Масса и гибкость: Кабели со СПЭ легче и имеют меньший радиус изгиба, что упрощает транспортировку и монтаж.
- Монтаж и обслуживание: Монтаж муфт и оконцеваний на кабелях со СПЭ проще, быстрее и менее требователен к квалификации. Отсутствует проблема градиента уровня.
- Допустимая температура: Кабели со СПЭ допускают длительную работу при +90 °C и короткое замыкание при +250 °C.
- Пожароопасность: Современные кабели со СПЭ часто выпускаются в исполнении с пониженной пожарной опасностью (индексы «нг(А)-LS», «нг(А)-FR»).
- Надежность и старение: Бумажная пропитанная изоляция имеет многодесятилетнюю историю и предсказуемую кривую старения. Для СПЭ долгосрочное поведение (30+ лет) в некоторых условиях все еще изучается, особенно чувствительность к водяным деревьям (для ранних модификаций) и термоокислительному старению.
- Стоимость: На сегодняшний день кабели с бумажной изоляцией, как правило, дороже аналогов со СПЭ из-за высокой материалоемкости и снижения объемов производства.
Технические и электрические характеристики
Основные параметры кабеля АСГ 35 кВ регламентируются ГОСТ 18410-73 «Кабели силовые с бумажной изоляцией» и техническими условиями.
Таблица 1. Основные электрические параметры для кабеля АСГ 35 кВ
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U (Um) | 35/35 кВ (40,5 кВ) |
| Частота переменного тока | 50 Гц |
| Максимально допустимая температура жилы при длительной эксплуатации | +80 °C |
| Максимально допустимая температура жилы в режиме перегрузки | +90 °C |
| Максимально допустимая температура жилы при коротком замыкании (до 4 сек) | +200 °C |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева | -0 °C |
| Допустимый радиус изгиба при прокладке | Не менее 25 наружных диаметров кабеля |
| Сопротивление изоляции при +20 °C | Не нормируется в абсолютных значениях. Контролируется испытанием повышенным напряжением. |
Таблица 2. Примеры сечений и массогабаритные показатели (ориентировочные)
| Сечение жилы, мм² | Наружный диаметр, мм | Масса 1 км кабеля, кг | Допустимый длительный ток (в воздухе), А |
|---|---|---|---|
| 3×50 | ~55-60 | ~4500 | ~165 |
| 3×95 | ~65-70 | ~6000 | ~220 |
| 3×120 | ~70-75 | ~7000 | ~255 |
| 3×150 | ~75-80 | ~8000 | ~295 |
| 3×185 | ~80-85 | ~9500 | ~340 |
| 3×240 | ~85-90 | ~11000 | ~400 |
Примечание: Точные значения зависят от производителя и должны быть указаны в паспорте на конкретную партию кабеля. Токовые нагрузки могут корректироваться в зависимости от условий прокладки (группировка, температура окружающей среды).
Область применения и условия эксплуатации
Кабель АСГ 35 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 35 кВ частоты 50 Гц. Основные сферы применения:
Важное ограничение: Из-за отсутствия защитных покровов (брони) кабель АСГ запрещено прокладывать в земле (траншеях), а также в местах, где возможны механические воздействия, вибрации, растягивающие усилия или контакт с химически агрессивными средами. Для таких условий применяются модификации с броней (АСБ, АСБл, АСБ2л и др.).
Преимущества и недостатки кабеля АСГ 35 кВ
Преимущества:
Недостатки:
Особенности монтажа и соединения
Монтаж кабеля АСГ требует высокой квалификации персонала. Основные этапы:
Сравнение с современными аналогами (кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена, СПЭ)
Кабель АСГ 35 кВ является традиционным решением, в то время как в последние десятилетия широкое распространение получили кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (например, марки ПвП, ПвПу).
Таким образом, выбор в пользу АСГ 35 кВ сегодня часто делается при модернизации существующих сетей, где уже эксплуатируется подобная кабельная продукция, или в специфических проектах, где требуется максимальная предсказуемость в долгосрочной перспективе.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Чем отличается кабель АСГ от АСБ?
Буква «Г» означает отсутствие защитных покровов. АСБ – это кабель в свинцовой оболочке, но с бронепокровом из стальных лент (Б) и наружным защитным шлангом. АСБ предназначен для прокладки в земле (траншеях), так как броня защищает от механических повреждений. АСГ такой защиты не имеет.
2. Можно ли проложить кабель АСГ 35 кВ в земле?
Нет, категорически запрещено. Отсутствие бронепокрова и наружного шланга делает его уязвимым к механическим воздействиям грунта, коррозии и влаге. Для прокладки в земле необходимо использовать кабели с броней, например, АСБл, АСБ2л, ААБл или современные аналоги со СПЭ и бронепокровом.
3. Какой максимальный перепад уровней допускается при прокладке кабеля АСГ?
Для кабелей с вязкой пропиткой, к которым относится АСГ, допустимый перепад уровней между верхней и нижней точкой трассы обычно ограничен 15-25 метрами (точное значение указано в ТУ на конкретный кабель). При большем перепаде существует риск стекания пропиточного состава, что приводит к осушению изоляции в верхней части и повышению давления в нижней, что чревато пробоем и повреждением оболочки.
4. Требуется ли для кабеля АСГ 35 кВ подогрев перед прокладкой в холодное время года?
Да. Минимальная температура для прокладки без подогрева составляет 0 °C. При температуре окружающего воздуха ниже 0 °C кабель необходимо выдержать в теплом помещении или прогреть специальными трансформаторами (методом тока или индукционным способом) в течение регламентированного времени. Прокладка непрогретого кабеля приведет к повреждению изоляции и оболочки.
5. Как производится заземление кабеля АСГ?
Свинцовая оболочка и экран (если есть) подлежат заземлению с обоих концов кабельной линии. Для этого на оболочку устанавливается заземляющий проводник (медная луженая проволока) с помощью бандажа или пайки. Этот проводник затем присоединяется к контуру заземления в концевой муфте или на соединительной арматуре. Двустороннее заземление необходимо для безопасности и обеспечения пути стока токов утечки.
6. Почему для соединения и оконцевания кабеля АСГ используются специальные муфты?
Бумажная пропитанная изоляция теряет свои свойства при контакте с воздухом и влагой. Задача муфты – восстановить герметичность кабеля в месте соединения или на конце, обеспечить необходимую электрическую прочность, выровнять электрическое поле и надежно соединить жилы. Конструкция муфт (мачтовых, проходных, соединительных) предусматривает заполнение изолирующим компаундом или маслом, что заменяет заводскую изоляцию на данном участке.
7. Каков ориентировочный срок службы кабеля АСГ 35 кВ?
При соблюдении условий эксплуатации, монтажа и обслуживания, номинальный срок службы кабеля АСГ составляет 40-50 лет. Фактический срок определяется условиями окружающей среды, нагрузочными циклами, качеством монтажа муфт и отсутствием внешних повреждений.
Заключение
Кабель АСГ 35 кВ остается классическим, проверенным временем решением для стационарной прокладки в кабельных сооружениях и помещениях. Его ключевые преимущества – высокая электрическая надежность и долговечность – обусловлены герметичной свинцовой оболочкой и стабильной бумажно-масляной изоляцией. Однако эти преимущества нивелируются рядом существенных эксплуатационных ограничений: отсутствием механической защиты, сложностью монтажа, пожароопасностью и чувствительностью к перепадам уровней. В современных проектах он часто уступает место более технологичным и удобным в монтаже кабелям с изоляцией из сшитого полиэтилена. Тем не менее, для реконструкции и расширения действующих сетей, построенных на основе кабелей с бумажной изоляцией, а также в специфических технических условиях, АСГ 35 кВ продолжает применяться, требуя от персонала глубоких знаний его особенностей и строгого соблюдения правил монтажа и эксплуатации.