Кабель ЦАСКл 10 кВ: полное техническое описание и область применения
Кабель ЦАСКл 10 кВ представляет собой силовой кабель с бумажной пропитанной изоляцией, алюминиевыми жилами, свинцовой оболочкой и броней из двух стальных лент. Расшифровка маркировки: Ц – изоляция бумажная, пропитанная нестекающим составом, А – алюминиевая токопроводящая жила, С – свинцовая оболочка, Кл – бронепокров из круглых стальных оцинкованных проволок. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6/10 кВ частотой 50 Гц.
Конструкция кабеля ЦАСКл 10 кВ
Конструкция кабеля многослойна и каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговечность и надежность в тяжелых условиях эксплуатации.
- Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или АВ), круглой или секторной формы. Жилы могут быть однопроволочными (сечением до 240 мм²) или многопроволочными (от 300 мм² и выше).
- Фазная изоляция: Выполнена из бумажных лент, пропитанных вязким нестекающим изоляционным составом. Толщина изоляции нормирована в зависимости от номинального напряжения.
- Поясная изоляция: Наносится поверх скрученных изолированных жил также из бумажных лент, выравнивая электрическое поле и обеспечивая механическую целостность.
- Экран (полупроводящая бумага): Наносится поверх жил и под поясной изоляцией для выравнивания электрического поля и предотвращения возникновения частичных разрядов.
- Заполнитель: Пространство между изолированными жилами заполняется жгутами из бумажной пряжи или кабельной бумагой для придания кабелю круглой формы.
- Оболочка: Герметичная оболочка из свинца марки С (свинец) или ССу (свинец сурьмянистый). Защищает изоляцию от увлажнения и механических повреждений, а также служит экраном.
- Защитный покров (броня): Бронепокров типа «Кл» состоит из круглых оцинкованных стальных проволок, наложенных по спирали. Предназначен для защиты от механических повреждений (растягивающих усилий, грызунов).
- Наружный покров: Поверх брони накладывается битумный состав и обмотка из кабельной пряжи (стеклопряжи) с пропиткой для защиты брони от коррозии.
- Прокладка: Допускается прокладка в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в кабельных каналах, туннелях, по эстакадам и в помещениях. При прокладке в земле обязательна песчаная подушка и защита кирпичом или сигнальной лентой.
- Подготовка к монтажу: При температуре ниже 0°C требуется предварительный подогрев кабеля. Работа с кабелем должна исключать его перекручивание и повреждение оболочки.
- Монтаж муфт: Установка концевых и соединительных муфт требует высокой квалификации персонала. Необходима тщательная ступенчатая разделка изоляции с соблюдением геометрии, качественная опрессовка наконечников и герметизация.
- Особое внимание уделяется герметичности свинцовой оболочки. При ее повреждении бумажная изоляция быстро увлажняется, что приводит к снижению электрической прочности и пробою.
- Механическое повреждение оболочки при монтаже или раскопках: Приводит к увлажнению бумажной изоляции и последующему пробою.
- Коррозия свинцовой оболочки: В агрессивных грунтах без должной защиты (катодная защита, дополнительные покровы).
- Старение изоляции: Постепенное снижение электрической прочности из-за теплового и электрического старения.
- Неправильный монтаж муфт: Нарушение герметичности или технологии разделки – наиболее частая причина отказов на вновь смонтированных линиях.
- Перегрузка по току: Длительное превышение допустимой температуры ведет к ускоренному старению и высыханию пропитки.
- Допустимой длительной токовой нагрузки (с учетом способа прокладки, температуры грунта, количества работающих кабелей в траншее).
- Потери напряжения (должна быть в пределах нормы для данной сети).
- Термической стойкости к токам короткого замыкания.
- Экономической плотности тока (для сетей с большим числом часов использования максимума нагрузки).
Основные технические характеристики и условия эксплуатации
Кабель ЦАСКл 10 кВ рассчитан на длительную и надежную работу в специфических условиях, предъявляющих высокие требования к стойкости изоляции и механической защите.
Таблица 1. Условия эксплуатации и основные параметры
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 6/10 |
| Максимально допустимая длительная температура жилы | +80°C |
| Допустимая температура жилы при коротком замыкании | +200°C (не более 4 сек) |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева | -0°C |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 х Dнар (где Dнар – наружный диаметр кабеля) |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
| Климатическое исполнение | УХЛ, Т (умеренный, холодный, тропический климат) |
| Категория размещения | 1-5 (в земле, каналах, туннелях, на эстакадах, в помещениях) |
Область применения и особенности монтажа
Кабель ЦАСКл применяется для создания магистральных линий электропередачи, распределительных сетей, питания мощных промышленных потребителей. Основная сфера применения – сети с изолированной нейтралью или сеть с компенсацией емкостных токов, где возможно длительное воздействие линейного напряжения при однофазных замыканиях на землю.
Особенности монтажа и эксплуатации:
Сравнение с кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ)
Кабели с бумажно-масляной изоляцией, такие как ЦАСКл, постепенно вытесняются кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена (например, АПвПг). Однако они сохраняют свои ниши применения.
Таблица 2. Сравнение ЦАСКл 10 кВ и АПвПг 10 кВ
| Критерий | ЦАСКл 10 кВ | АПвПг 10 кВ (СПЭ) |
|---|---|---|
| Материал изоляции | Бумага, пропитанная нестекающим составом | Сшитый полиэтилен |
| Допустимая температура жилы | +80°C | +90°C (длительно) |
| Токовая нагрузка | Ниже на 10-15% при одинаковом сечении | Выше |
| Монтаж при низких температурах | Требует подогрева (ниже 0°C) | До -20°C без подогрева |
| Радиус изгиба | 15D | 10-12D |
| Монтаж муфт и концевых заделок | Сложнее, более трудоемко, требуется герметизация | Проще, быстрее (используются термоусаживаемые компоненты) |
| Требования к трассе | Не допускаются большие перепады по высоте (риск стекания пропитки) | Ограничений по перепадам высот нет |
| Эксплуатация | Требует мониторинга состояния изоляции (измерение tg δ) | Меньше эксплуатационных затрат |
| Основное преимущество | Высокая стойкость к локальным перегревам, долгая история эксплуатации, проверенная надежность в специфичных условиях. | Более высокая нагрузочная способность, простота монтажа, меньший вес и диаметр. |
Контроль состояния и диагностика
Эксплуатация кабеля ЦАСКл требует периодического контроля состояния его изоляции. Основным диагностическим параметром является тангенс угла диэлектрических потерь (tg δ). Измерение проводится на переменном напряжении с помощью мостов переменного тока. Рост tg δ указывает на старение изоляции, ее увлажнение или загрязнение. Также проводится измерение сопротивления изоляции мегомметром на 2500 В. Визуальный осмотр брони и наружного покрова на предмет коррозии и механических повреждений обязателен.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем главное отличие кабеля ЦАСКл от ААБл?
Основное отличие – материал оболочки. У кабеля ААБл оболочка алюминиевая, а у ЦАСКл – свинцовая. Свинцовая оболочка обеспечивает лучшую гибкость, коррозионную стойкость в агрессивных грунтах (например, при наличии блуждающих токов) и более надежную герметизацию. Однако кабель со свинцовой оболочкой тяжелее и дороже.
Почему до сих пор применяют бумажную изоляцию, если есть современный сшитый полиэтилен?
Кабели с бумажной изоляцией, такие как ЦАСКл, обладают высокой электрической прочностью и, что критически важно, значительной тепловой инерционностью и стойкостью к локальным перегревам. Они десятилетиями доказали надежность в базовых сетях, особенно в условиях, где возможны длительные перегрузки или есть риск теплового пробоя. Также их применение часто продиктовано требованиями проектов реконструкции, где необходимо стыковаться с существующими линиями, и экономическими соображениями.
Каковы основные причины выхода из строя кабеля ЦАСКл?
Как правильно выбрать сечение жилы кабеля ЦАСКл 10 кВ?
Выбор сечения осуществляется по ПУЭ (Правила устройства электроустановок) на основе:
Необходимо выполнить все проверки и выбрать наибольшее из полученных сечений.
Что означает маркировка «нестекающий состав» в изоляции ЦАСКл?
Это специальная вязкая маслоканифольная или синтетическая пропитка, которая в рабочем диапазоне температур (от -50°C до +80°C) не стекает с жил при прокладке на уклонах или вертикальных участках. В отличие от старых кабелей с обедненной пропиткой, это свойство предотвращает образование воздушных включений в верхних точках трассы и снижает риск возникновения частичных разрядов, повышая надежность.
Заключение
Кабель ЦАСКл 10 кВ остается востребованным изделием для строительства и реконструкции распределительных сетей среднего напряжения, несмотря на активное внедрение кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Его ключевые преимущества – проверенная временем надежность, высокая стойкость к перегрузкам и возможность работы в сетях с изолированной нейтралью. Успешная эксплуатация на протяжении всего срока службы напрямую зависит от соблюдения правил монтажа, качественного обустройства кабельной линии, регулярного контроля состояния изоляции и квалифицированного обслуживания. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация кабеля ЦАСКл обеспечивают бесперебойное электроснабжение ответственных потребителей.