Кабель ЦСБ 10 кВ

Кабель силовой с бумажной изоляцией, пропитанной вязким составом, в свинцовой оболочке, бронированный стальными лентами, с наружным покровом, на напряжение 10 кВ (ЦСБ 10 кВ)

Кабель марки ЦСБ на напряжение 10 кВ представляет собой классическую конструкцию силового кабеля с бумажной пропитанной изоляцией в свинцовой герметичной оболочке, защищенной броней из стальных лент и наружным покровом. Данный тип кабеля исторически и технически является основой для строительства и эксплуатации кабельных линий электропередачи среднего напряжения в стационарных установках. Его применение регламентировано в условиях, где предъявляются высокие требования к долговечности, надежности и стойкости к сложным внешним воздействиям.

Конструкция кабеля ЦСБ 10 кВ

Конструкция кабеля ЦСБ является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию. От центра к периферии она включает:

• Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия или меди, круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма позволяет оптимизировать использование пространства внутри кабеля, уменьшая его общий диаметр. Для кабелей на 10 кВ жилы, как правило, однопроволочные для сечений до 16-25 мм² и многопроволочные для больших сечений.
• Фазная изоляция. На жилу послойно накладывается бумажная лента, пропитанная вязким маслоканифольным составом. Толщина изоляции строго нормирована и зависит от номинального напряжения. Для 10 кВ она составляет несколько миллиметров. Бумажная изоляция обладает высокой электрической прочностью и теплопроводностью.
• Поясная изоляция. После скрутки изолированных жил в сердечник, на него также накладывается обмотка из бумажных лент, выравнивающая электрическое поле и обеспечивающая дополнительную механическую защиту.
• Экран (полупроводящая бумага). Для выравнивания электрического поля на поверхности изоляции жил и поясной изоляции применяются обмотки из полупроводящей бумаги. Это критически важный элемент для кабелей на 6 кВ и выше, предотвращающий возникновение частичных разрядов и ионизации.
• Заполнители. Пространство между изолированными жилами заполняется жгутами из джута или бумажных жгутов для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
• Свинцовая оболочка. Герметичная оболочка, накладываемая поверх поясной изоляции. Ее основное назначение – абсолютная защита бумажной изоляции от проникновения влаги и воздуха, а также от вытекания пропиточного состава. Свинец химически стоек, пластичен и не подвержен коррозии в большинстве грунтов.
• Подслой под броню (подушка). На свинцовую оболочку накладывается слой, состоящий из битумного состава, крепированной бумаги или ПЭТ ленты, и битума снова. Он служит для защиты оболочки от коррозии бронёй и смягчения механических воздействий.
• Броня. Выполняется из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с зазором так, чтобы вторая лента перекрывала зазор первой. Защищает кабель от механических повреждений (растяжения, удары, сдавливание) и от грызунов.
• Наружный покров (защитный шланг). Представляет собой волокнистый материал (джута, стеклопряжа) пропитанный битумным составом, или полимерные материалы. Защищает броню от коррозии.

Область применения и условия эксплуатации

Кабели ЦСБ 10 кВ предназначены для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 10 кВ частотой 50 Гц. Основные сферы применения:

• Кабельные линии в земле (траншеях) при условии отсутствия блуждающих токов и средней коррозионной активности.
• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, шахтах и по эстакадам.
• Прокладка в помещениях, туннелях и шахтах, в том числе с повышенной влажностью.
• Прокладка через водные преграды (при условии дополнительной защиты от растяжения).

Важное ограничение: Прокладка без дополнительных мер защиты не допускается в грунтах с высокой коррозионной активностью и при наличии блуждающих токов (вблизи трамвайных линий, метрополитена, электрифицированного ж/д транспорта). В таких условиях требуется кабель с усиленным наружным покровом (ЦСБл, ЦСБн) или дополнительная коррозионная защита.

Технические характеристики и параметры

Основные параметры регламентируются ГОСТ 18410-73 «Кабели силовые с бумажной изоляцией» и техническими условиями.

Таблица 1. Допустимые токи нагрузки для кабелей ЦСБ 10 кВ с медными жилами при прокладке в земле

Сечение жилы, мм²	Длительно допустимый ток, А
16	105
25	135
35	165
50	200
70	245
95	295
120	340
150	390
185	440
240	510

Таблица 2. Допустимые токи нагрузки для кабелей ЦСБ 10 кВ с алюминиевыми жилами при прокладке в земле

Сечение жилы, мм²	Длительно допустимый ток, А
16	80
25	105
35	125
50	155
70	190
95	225
120	260
150	300
185	340
240	395

Электрические характеристики:

• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты 50 Гц после монтажа: 30 кВ в течение 10 мин.
• Сопротивление изоляции: не нормируется в абсолютных значениях для готового кабеля, но контролируется в процессе производства. На практике для исправного кабеля составляет сотни и тысячи МОм*км.
• Емкость жилы: зависит от сечения и конструкции, составляет примерно 0,3-0,5 мкФ/км.
• Индуктивность: порядка 0,3-0,4 мГн/км.

Механические и климатические характеристики:

• Минимальный радиус изгиба при прокладке: 25 наружных диаметров для многожильных кабелей с секторными жилами.
• Рабочая температура жилы: +80°C (длительно), +90°C (кратковременно при КЗ, не более 4 сек).
• Допустимая температура нагрева жил при КЗ для кабелей с бумажной изоляцией: +200°C.
• Прокладка без предварительного подогрева допускается при температуре не ниже 0°C.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабелей ЦСБ требует высокой квалификации персонала и соблюдения специфических правил, обусловленных свойствами бумажно-масляной изоляции и свинцовой оболочки.

• Герметичность. Нарушение целостности свинцовой оболочки недопустимо. Все концевые и соединительные муфты должны обеспечивать полную герметизацию.
• Учет разности уровней. Для кабелей с вязкой пропиткой существует ограничение по разности уровней между верхней и нижней точками трассы (обычно не более 15-25 м для 10 кВ). При больших перепадах давления пропиточный состав может стекать в нижнюю часть, приводя к осушению изоляции в верхней части и снижению электрической прочности.
• Монтаж муфт. Установка концевых и соединительных муфт (свинцовых или эпоксидных) – критически важная операция. Требуется тщательная разделка кабеля с послойным удалением изоляции, заземление экранов, восстановление герметичности.
• Заземление. Свинцовая оболочка и броня кабеля должны быть заземлены с двух сторон линии для безопасности и отвода токов, наведенных в металлических покровах.
• Защита от коррозии. В агрессивных грунтах необходимо применять кабели с усиленными покровами (ЦСБл – с лавсановой лентой, ЦСБн – с негорючим покровом) или осуществлять катодную защиту.

Преимущества и недостатки кабеля ЦСБ 10 кВ

Преимущества:

• Высокая надежность и долговечность (срок службы при правильной эксплуатации превышает 40-50 лет).
• Отличные электрические характеристики: высокая электрическая прочность, стабильность параметров во времени.
• Хорошая теплостойкость и теплопроводность бумажной изоляции, позволяющая эффективно отводить тепло от жилы.
• Стойкость к термическим перегрузкам и токам короткого замыкания.
• Герметичность свинцовой оболочки, обеспечивающая стабильность изоляционных свойств на протяжении всего срока службы.

Недостатки:

• Большая масса и жесткость, сложность монтажа, особенно на вертикальных участках.
• Ограничение по разности уровней.
• Требовательность к квалификации монтажников при установке муфт.
• Наличие свинца (токсичный материал, требующий специальных мер при утилизации).
• Горючесть наружных покровов и бумажной изоляции (требует мероприятий по пожарной безопасности).
• Постепенное вытеснение более современными и удобными в монтаже полимерными кабелями (АПвБбШп, АПвПг и др.).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем основное отличие кабеля ЦСБ от кабеля АСБ?

Основное отличие – материал оболочки. У кабеля ЦСБ оболочка свинцовая (Ц), у кабеля АСБ – алюминиевая (А). Алюминиевая оболочка легче и дешевле, но менее пластична и более подвержена электрохимической коррозии в некоторых грунтах.

Можно ли прокладывать кабель ЦСБ в воздухе (по фасадам, на эстакадах)?

Да, прокладка в воздухе допускается. Однако необходимо учитывать, что кабель подвергается воздействию ультрафиолета и перепадов температур. Для защиты от солнечной радиации рекомендуется использовать кабели с негорючим наружным покровом (ЦСБн) или предусматривать дополнительные защитные кожухи/лотки.

Что означает маркировка ЦСБ 3х120/240-10?

Эта маркировка расшифровывается следующим образом: кабель силовой с бумажной изоляцией, в свинцовой оболочке, бронированный стальными лентами, с наружным покровом. Конструкция: 3 основные жилы сечением 120 мм² и одна нулевая жила (нейтраль) сечением 240 мм². Номинальное напряжение – 10 кВ.

Как определить повреждение в кабельной линии ЦСБ?

Поиск повреждений осуществляется специализированными бригадами с применением высоковольтной аппаратуры. Основные методы: импульсный метод (рефлектометрия) для определения расстояния до места повреждения, акустический метод для точной локализации в грунте, метод колебательного разряда для прожига кабеля в месте повреждения с высоким переходным сопротивлением.

Почему при прокладке важно избегать механических напряжений в свинцовой оболочке?

Свинец – мягкий и ползучий материал. При длительном механическом напряжении (например, на изгибах или из-за проседания грунта) может происходить его медленная деформация (ползучесть), приводящая к постепенному уменьшению толщины оболочки в напряженных местах и, как следствие, к ее разрыву или потере герметичности.

Каковы альтернативы кабелю ЦСБ 10 кВ на сегодняшний день?

Основной современной альтернативой являются кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), например, марки ПвП, АПвП, ПвВ. Они легче, не имеют ограничений по перепаду уровней, проще в монтаже и не требуют сложных муфт. Однако в ряде ответственных проектов, особенно при реконструкции существующих сетей или в специфических условиях, кабели ЦСБ остаются предпочтительными из-за своей проверенной временем надежности и стойкости к термическим воздействиям.

Заключение

Кабель ЦСБ 10 кВ, несмотря на развитие полимерных технологий, остается значимым элементом в арсенале силового кабелестроения. Его конструкция, основанная на комбинации бумажно-масляной изоляции и свинцовой герметичной оболочки, обеспечивает беспрецедентную надежность и долговечность в стационарных условиях эксплуатации. Применение данного кабеля требует глубокого понимания его особенностей, строгого соблюдения правил монтажа и эксплуатации, а также учета таких факторов, как коррозионная активность среды и перепад уровней. Выбор в пользу ЦСБ оправдан в ответственных проектах, где приоритетом является долгосрочная и безотказная работа кабельной линии, а также при работе в существующей инфраструктуре, изначально рассчитанной на данный тип кабеля.