Кабель ЦАСП 3-х жильный: конструкция, параметры и область применения

Кабель ЦАСП (Ц – кабель с бумажной изоляцией, пропитанной нестекающим составом, А – алюминиевая жила, С – свинцовая оболочка, П – наружная защитная оболочка из полиэтиленового шланга) представляет собой силовой кабель с трехжильной конструкцией, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Его ключевая особенность – бумажная изоляция, пропитанная специальным нестекающим составом, что позволяет прокладывать трассы с большим перепадом уровней по высоте без риска осушения изоляции. Данный тип кабеля исторически широко применяется в энергетических системах, на промышленных предприятиях и в распределительных сетях.

Конструкция кабеля ЦАСП 3х жильного

Конструкция кабеля многослойна и каждый элемент выполняет критически важную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.

• Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия (марка АВЕ) круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма жил применяется в кабелях больших сечений для более рационального использования пространства внутри оболочки, уменьшения общего диаметра и расхода материалов. Жилы могут быть однопроволочными (для сечений до 240 мм² включительно) или многопроволочными (как правило, для сечений 300 мм² и выше).
• Фазная изоляция. На каждую жилу послойно накладывается бумажная лента кабельной конденсаторной или телефонной бумаги. Плотность и количество слоев строго регламентированы и зависят от номинального напряжения кабеля. После наложения изоляции жилы скручиваются.
• Заполнение. Пространство между скрученными изолированными жилами заполняется бумажными жгутами или кабельной пряжей для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
• Поясная изоляция. Поверх скрученных жил и заполнения накладывается общий поясной слой бумажной изоляции.
• Пропитка. Весь бумажный изоляционный комплекс пропитывается специальным вязким, нестекающим при повышенных температурах составом (на основе церезина, масла, полиизобутилена). Это главное отличие от кабелей типа ЦА, пропитанных жидким маслом, и ключевое преимущество для прокладки на вертикальных и наклонных участках.
• Экран (опционально, для кабелей на напряжение 6 кВ и выше). Поверх поясной изоляции может накладываться экран из электропроводящей бумаги или полупроводящей ленты для выравнивания электрического поля.
• Герметичная оболочка. Поверх изоляции методом прессования накладывается сплошная свинцовая (марка С) или свинцовосодержащая (например, сплав свинца с сурьмой) оболочка. Она служит абсолютным барьером от проникновения влаги и воздуха в бумажную изоляцию и предотвращает вытекание пропиточного состава.
• Защитный покров. Свинцовая оболочка защищается от коррозии и механических повреждений. Конструкция покрова типа «П» (полиэтиленовый шланг) включает:
  • Подушка. На свинцовую оболочку накладывается слой битума, поверх которого – крепированная бумага или ПЭТ лента, затем снова слой битума. Это предохраняет оболочку от коррозии и повреждения броней.
  • Броня. Две стальные ленты (реже оцинкованные), наложенные с зазором, обеспечивают защиту от механических воздействий (растяжения, сдавливания, грызунов).
  • Наружный защитный шланг. Поверх брони накладывается выпрессованный шланг из полиэтилена низкого давления (ПЭ). Он защищает броню от химической коррозии.

Основные технические характеристики и параметры

Кабель ЦАСП производится согласно ГОСТ 18410-73 «Кабели силовые с бумажной изоляцией». Его ключевые параметры определяются этим стандартом.

Таблица 1. Основные номинальные параметры кабеля ЦАСП

Параметр	Значение / Диапазон	Примечание
Номинальное напряжение, U0/U	1 кВ, 6 кВ, 10 кВ	U0 – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное напряжение.
Количество и сечение жил	3 жилы, от 6 мм² до 240 мм² (иногда до 400 мм²)	Наиболее распространенные сечения: 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240 мм².
Частота переменного тока	50 Гц	Стандартная промышленная частота.
Температура эксплуатации	От -50°C до +50°C	Монтаж без предварительного подогрева допускается при температуре не ниже 0°C.
Максимальная допустимая температура нагрева жил	+80°C (длительно) +90°C (кратковременно при КЗ)	Ограничено свойствами бумажной изоляции и пропитки.
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 25 наружных диаметров кабеля для многожильных кабелей с сечением жил до 50 мм², и не менее 20 наружных диаметров для сечений 70 мм² и более.	Жесткое требование для сохранения целостности изоляции и оболочек.
Срок службы	30 лет и более	При соблюдении условий эксплуатации, монтажа и допустимых нагрузок.

Таблица 2. Пример длительно допустимого тока нагрузки для кабелей ЦАСП 10 кВ, проложенных в земле (траншее)

Сечение жил, мм²	Допустимый длительный ток, А	Примерная масса 1 км кабеля, кг
3х50	165	~5500
3х70	200	~6500
3х95	240	~7800
3х120	275	~9200
3х150	320	~10800
3х185	360	~12500
3х240	425	~15200

Примечание: Точные значения токов и масс необходимо брать из актуальных технических каталогов производителей или справочников ПУЭ. Приведенные данные носят справочный характер и зависят от конкретных условий прокладки (температура земли, количество кабелей в траншее, термическое сопротивление грунта).

Область применения и особенности прокладки

Кабель ЦАСП предназначен для стационарной прокладки в электрических сетях на напряжение до 10 кВ включительно. Благодаря свинцовой герметичной оболочке и бронированию, он может применяться в разнообразных условиях.

• Прокладка в земле (траншеях). Это основной способ применения. Кабель устойчив к коррозии, механическим нагрузкам от давления грунта и случайным ударам лопатой. Требуется устройство песчаной подушки и засыпки, а также защита кирпичом или плитами в местах с повышенной нагрузкой.
• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам. Допускается как одиночная, так и групповая прокладка. При групповой прокладке необходимо учитывать коэффициент снижения токовой нагрузки из-за взаимного нагрева.
• Прокладка в условиях повышенной влажности, в заболоченной местности, в грунтах с агрессивными веществами (при условии стойкости наружного полиэтиленового шланга).
• Прокладка на вертикальных и наклонных трассах с большим перепадом уровней. Именно нестекающая пропитка делает ЦАСП предпочтительным выбором для таких трасс, например, в шахтах, рудниках, на высотных объектах.

Важное ограничение: Кабель ЦАСП не предназначен для прокладки в воздухе (по фасадам, на опорах) без дополнительной защиты от прямых солнечных лучей, так как ультрафиолетовое излучение разрушает полиэтиленовый шланг. Для воздушных линий применяются кабели с иными защитными покровами (например, типа ЦАСВ).

Сравнение с аналогами и выбор кабеля

При выборе кабеля на напряжение 6-10 кВ часто рассматриваются альтернативы: кабели с бумажной изоляцией и обычной пропиткой (ЦА), с пластмассовой изоляцией (ПвВ, ПвП) и с изоляцией из сшитого полиэтилена (ПвП, СИП).

Таблица 3. Сравнение кабеля ЦАСП с основными аналогами

Тип кабеля	Преимущества	Недостатки	Ключевое отличие от ЦАСП
ЦАСП (бумажная изоляция, нестекающая пропитка, свинцовая оболочка, броня, ПЭ шланг)	Высокая надежность и долговечность (проверены десятилетиями). Устойчивость к перепадам уровней. Хорошая теплостойкость. Высокая стойкость к коррозии (свинец + ПЭ).	Большая масса и радиус изгиба. Сложность монтажа (требуется заделка концевых муфт). Горючесть бумажной изоляции. Использование свинца (экологические ограничения).	–
ЦА (бумажная изоляция, жидкая пропитка, свинцовая оболочка)	Более низкая стоимость. Хорошие диэлектрические свойства.	Стекание пропитки на трассах с перепадом высот, ведущее к осушению верхних участков и пробою. Ограничение по углу прокладки.	Жидкая пропитка, ограничивающая применение на вертикальных трассах.
ПвВ, ПвП (изоляция из вулканизированного полиэтилена, броня)	Меньший вес и радиус изгиба. Отсутствие ограничений по перепаду высот. Более простой монтаж и заделка. Не требуют сложных концевых муфт. Негорючесть изоляции.	Чувствительность к частичным разрядам при повреждении. Меньший опыт длительной эксплуатации в сравнении с бумажной изоляцией. Как правило, более высокая цена.	Полимерная изоляция, не требующая герметичной металлической оболочки.
ААБл (бумажная изоляция, алюминиевая жила, алюминиевая оболочка, броня)	Меньший вес, чем у свинцового. Большая механическая прочность оболочки. Отсутствие свинца.	Сложность монтажа алюминиевой оболочки при разделке. Риск коррозии алюминиевой оболочки в некоторых грунтах.	Алюминиевая, а не свинцовая герметичная оболочка.

Монтаж, соединение и эксплуатация

Монтаж кабеля ЦАСП требует высокой квалификации персонала, особенно при выполнении концевых и соединительных муфт.

• Транспортировка и размотка. Из-за большого веса и жесткости используются кабельные транспортеры и механизмы. Размотка с барабана производится с соблюдением минимального радиуса изгиба. Запрещается сбрасывать барабан с платформы.
• Прокладка. При укладке в траншею необходимо обеспечить «змейку» для компенсации температурных деформаций. Глубина прокладки – не менее 0.7 м от планировочной отметки, до 1 м в городских проездах.
• Соединение и оконцевание. Для соединения двух отрезков кабеля используются свинцовые или эпоксидные соединительные муфты. Для подключения к оборудованию (шинопроводу, ячейке КРУ) – концевые мачтовые или стационарные муфты (типа КНТ, КНС). Процесс включает: разделку конца кабеля с ступенчатой обрезкой изоляции, установку на жилы наконечников с опрессовкой, восстановление изоляции с помощью бумажных роликов и лент, монтаж корпуса муфты и его заполнение изоляционным компаундом (массой). Все операции требуют чистоты, сухости и точного соблюдения технологии.
• Испытания. После монтажа кабель подвергается высоковольтным испытаниям выпрямленным напряжением в соответствии с ПТЭЭП (например, для кабеля 10 кВ – напряжением 60 кВ в течение 10 минут). Обязательно измеряется сопротивление изоляции мегаомметром на 2500 В.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем принципиально отличается кабель ЦАСП от кабеля ЦА?

Принципиальное отличие – в составе пропитки бумажной изоляции. У кабеля ЦА используется жидкая маслоканифольная пропитка, которая может стекать в нижние точки при прокладке с большим перепадом высот (более 15-25 метров в зависимости от напряжения). Это приводит к осушению изоляции в верхних точках, резкому снижению ее электрической прочности и возможному пробою. Кабель ЦАСП пропитан нестекающим составом на основе церезина, который сохраняет свои свойства и не мигрирует при любых углах прокладки, что делает его пригодным для вертикальных трасс.

Можно ли проложить кабель ЦАСП по воздуху (по опорам)?

Прямая прокладка кабеля ЦАСП по воздуху на опорах не рекомендуется и, как правило, не применяется. Наружная полиэтиленовая оболочка (шланг) типа «П» не имеет устойчивости к ультрафиолетовому излучению. Под длительным воздействием солнечного света полиэтилен стареет, трескается и разрушается, что ведет к коррозии брони и последующему выходу кабеля из строя. Для воздушных линий следует выбирать кабели с защитным покровом, стойким к УФ-излучению, например, с наружным покровом из вулканизированного полиэтилена или с дополнительной оплеткой (типа ЦАСВ).

Как расшифровать маркировку ЦАСП-10 3х120?

• Ц – кабель с бумажной изоляцией, пропитанной нестекающим составом.
• А – материал токопроводящей жилы – алюминий.
• С – материал герметичной оболочки – свинец.
• П – тип защитного покрова – полиэтиленовый шланг поверх брони.
• 10 – номинальное напряжение 10 кВ (междуфазное).
• 3х120 – три токопроводящие жилы, каждая сечением 120 квадратных миллиметров.

Каковы главные недостатки кабеля ЦАСП по сравнению с современными кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ)?

Основные недостатки включают: 1) Большую массу и габариты, что усложняет транспортировку и монтаж. 2) Жесткость и большой минимальный радиус изгиба, затрудняющие прокладку на сложных трассах. 3) Необходимость использования специальных концевых и соединительных муфт с заполнением изоляционной массой, процесс установки которых более трудоемок и требует высокой квалификации, в отличие от более простых муфт для СПЭ-кабелей. 4) Наличие свинца в оболочке, что создает экологические проблемы при утилизации. 5) Горючесть бумажной изоляции и пропиточного состава, в то время как изоляция из СПЭ является трудносгораемой или нераспространяющей горение (в зависимости от исполнения).

Требуется ли для кабеля ЦАСП дополнительная защита при прокладке в земле?

Да, требуется. Несмотря на наличие брони и полиэтиленового шланга, при прокладке в траншее необходимо: создавать песчаную подушку толщиной не менее 100 мм на дне траншеи; после укладки кабеля засыпать его слоем мягкого грунта или песка без камней толщиной не менее 100 мм; уложить сверху сигнальную ленту или защитные плиты (кирпич) для обозначения трассы и защиты от механических повреждений при последующих раскопках; только после этого произвести полную засыпку траншеи грунтом. В местах пересечения с дорогами, въездами и другими коммуникациями кабель должен быть проложен в трубах или блоках.

Как определить необходимое сечение жил кабеля ЦАСП для конкретного объекта?

Выбор сечения производится на основе расчета по следующим критериям, указанным в ПУЭ (Правила устройства электроустановок): 1) По длительно допустимому току нагрузки (нагреву). Расчетный максимальный ток должен быть меньше табличного значения для выбранного способа прокладки (в земле, в воздухе, в канале) с учетом поправочных коэффициентов на количество работающих рядом кабелей, температуру окружающей среды и грунта. 2) По потере напряжения. Для удаленных потребителей потери напряжения в кабеле не должны превышать допустимых значений (например, 5% для силовых нагрузок). 3) По термической стойкости к токам короткого замыкания. Сечение должно быть таким, чтобы при прохождении расчетного тока КЗ за время его отключения защитой, температура жилы не превысила допустимую (для ЦАСП – +200°C). 4) По экономической плотности тока (для сетей напряжением выше 1 кВ). Окончательное сечение выбирается как наибольшее из полученных по этим условиям. Выполнение такого расчета требует инженерной подготовки и должно проводиться проектировщиком.