Кабель ЦСБ 3-х жильный 10 кВ

Кабель силовой с бумажной изоляцией, пропитанной вязким составом, с медными жилами, в свинцовой оболочке, бронированный стальными лентами, с наружным покровом (ЦСБ) на напряжение 10 кВ. Полное техническое описание и область применения

Кабель марки ЦСБ является классическим представителем кабелей с бумажной пропитанной изоляцией в свинцовой оболочке. Конструкция 3-х жильного кабеля на напряжение 10 кВ предназначена для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Его ключевые преимущества — высочайшая надежность, длительный срок службы (до 50 лет и более при корректной эксплуатации), отличные электрические характеристики и стойкость к внешним воздействиям. Несмотря на появление современных аналогов с пластмассовой изоляцией (СПЭ, ПВХ), кабель ЦСБ сохраняет свою актуальность для ответственных объектов, реконструкции существующих сетей и применения в специфических условиях.

Конструкция кабеля ЦСБ 3х жильного 10 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. От центра к периферии слои располагаются в следующем порядке:

• Токопроводящая жила. Изготавливается из медной проволоки (материал — медь марки М1). Для сечений до 16 мм² включительно жила может быть однопроволочной (монолитной). Для сечений 25 мм² и выше жила, как правило, многопроволочная, скрученная из отдельных проволок. Это обеспечивает необходимую гибкость. Жилы имеют стандартную цветовую или цифровую идентификацию.
• Фазная изоляция. На токопроводящую жилу накладывается поясная изоляция из бумажных лент, пропитанных вязким маслоканифольным составом. Толщина изоляции строго нормирована и зависит от номинального напряжения (10 кВ). Для кабелей на 10 кВ применяется изоляция по толщине, соответствующая классу напряжения 10 кВ.
• Заполнение. Пространство между изолированными жилами заполняется жгутами из бумажных прядей или кабельной бумагой. Это необходимо для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
• Поясная изоляция. Поверх скрученных и заполненных изолированных жил накладывается общая поясная изоляция, также из бумажных лент. Она является частью основной изоляции.
• Экран (полупроводящая бумага). На поясную изоляцию накладывается экран из полупроводящей бумаги или лент. Его задача — выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения частичных разрядов в толще изоляции и на ее поверхности.
• Свинцовая оболочка. Поверх экрана методом прессования накладывается герметичная оболочка из свинца марки С. Она служит абсолютным барьером для влаги и воздуха, защищает бумажную изоляцию от увлажнения и окисления, а также является нулевой (заземляющей) точкой для электрического поля. Свинец обладает высокой коррозионной стойкостью и пластичностью.
• Подушка под броню. На свинцовую оболочку накладывается слой, состоящий из битумного состава, крепированной бумаги или полимерной пленки, и слоя битума. Он предохраняет свинцовую оболочку от коррозии и механических повреждений стальной броней.
• Броня. Выполняется из двух стальных оцинкованных лент, наложенных спирально с зазором. Ленты накладываются так, чтобы верхняя перекрывала зазор нижней. Броня предназначена для защиты кабеля от механических повреждений (натяжение, удары, давление грунта) и от грызунов.
• Наружный покров. Поверх брони наносится защитный покров — волокнистый материал (например, стеклопряжа) с пропиткой битумным составом. Он защищает стальную броню от коррозии.

Технические характеристики и параметры

Основные технические параметры кабеля ЦСБ 10 кВ регламентируются ГОСТ 18410-73 «Кабели силовые с бумажной изоляцией» и другими сопутствующими стандартами.

Таблица 1. Основные электрические и конструктивные параметры

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U, кВ	6/10
Частота, Гц	50
Количество и форма жил	3, сегментной или круглой формы
Материал жилы	Медь (М1)
Сечение жил, мм²	От 25 до 240 (стандартный ряд: 25, 35, 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240)
Материал изоляции	Бумажная лента, пропитанная вязким маслоканифольным составом
Материал оболочки	Свинец марки С
Вид брони	Две стальные оцинкованные ленты
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 25 наружных диаметров кабеля для многопроволочных жил
Допустимая температура нагрева жил в длительном режиме	+80°C
Допустимая температура нагрева жил в режиме перегрузки	+90°C
Допустимая температура нагрева жил в аварийном режиме (не более 6 ч)	+105°C
Сопротивление изоляции при +20°C	Не нормируется в абсолютных значениях, контролируется испытанием повышенным напряжением
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты, 10 мин.	30 кВ (для кабелей 6/10 кВ после монтажа)
Срок службы	Не менее 30 лет, фактически достигает 50 лет и более

Таблица 2. Допустимые длительные токовые нагрузки (пример для прокладки в земле)

Сечение жилы, мм²	Длительно допустимый ток, А (в земле)	Длительно допустимый ток, А (в воздухе)
25	135	110
35	165	135
50	200	165
70	245	200
95	295	240
120	340	275
150	390	315
185	450	360
240	525	425

Примечание: Точные значения зависят от конкретных условий прокладки: температуры земли/воздуха, глубины заложения, количества кабелей в траншее, расстояния между ними и должны быть рассчитаны по ПУЭ и методическим указаниям.

Область применения и условия эксплуатации

Кабель ЦСБ 10 кВ предназначен для эксплуатации в электрических сетях с изолированной или компенсированной нейтралью. Основные сферы применения:

• Стационарная прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, каналах).
• Прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия блуждающих токов и малой коррозионной активности грунтов. При высокой коррозионной активности требуется дополнительная защита (полимерный шланг, кабель в пластмассовой трубе).
• Прокладка по эстакадам, галереям и в помещениях.
• Подводка питания к мощным потребителям: трансформаторным подстанциям 10/0.4 кВ, электродвигателям высокого напряжения, насосным станциям, промышленным предприятиям.
• Реконструкция и ремонт существующих кабельных линий, где исторически применялась бумажно-масляная изоляция.

Ограничения по применению: Кабель не предназначен для прокладки в блоках, трубах, на вертикальных и наклонных трассах с перепадом уровней, превышающим допустимую разность уровней (обычно не более 15-25 м для вязкой пропитки). При больших перепадах используется кабель с нестекающей пропиткой (ЦСБН) или иные типы изоляции. Запрещена прокладка в условиях значительных растягивающих усилий.

Монтаж, соединение и оконцевание

Монтаж кабеля ЦСБ требует высокой квалификации персонала и соблюдения специфических правил.

• Раскатка. Производится с помощью кабельных роликов, уложенных по трассе. Запрещено сбрасывать барабан с транспортного средства, допускать удары и резкие изгибы. Температура окружающего воздуха при прокладке без предварительного подогрева не должна быть ниже 0°C.
• Подогрев. При отрицательных температурах кабель перед прокладкой необходимо подогревать в отапливаемом помещении или с помощью специальных трансформаторов (трансформаторов прогрева).
• Соединение. Выполняется с помощью соединительных муфт (СМ). Процесс включает: разделку концов кабеля с ступенчатой зачисткой изоляции, соединение жил с помощью медных трубок обжимом или пайкой, восстановление изоляции с помощью бумажных роликов и рулонной бумаги, заполнение муфты изоляционной мастикой, установку свинцового или латунного корпуса и его герметизацию.
• Оконцевание. Выполняется с помощью концевых муфт (КН) наружной (КНН) или внутренней (КНВ) установки. Процесс аналогичен соединению, но завершается установкой изоляторов или проходных фарфоровых втулок для вывода жил к шинам оборудования.
• Герметизация. Критически важный этап. Все разрезы свинцовой оболочки и места установки муфт должны быть герметично заделаны для предотвращения подсоса воздуха и влаги в бумажную изоляцию.

Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ)

Преимущества кабеля ЦСБ:

• Высокая электрическая прочность и стабильность параметров изоляции в течение всего срока службы.
• Проверенная временем надежность (более 100 лет истории применения).
• Высокая стойкость к тепловым перегрузкам и коротким замыканиям благодаря высокой температуре разложения бумаги и теплоемкости пропитки.
• Хорошая стойкость свинцовой оболочки к большинству видов коррозии.
• Отсутствие проблемы водных древ (treeing), присущей полимерным изоляциям.

Недостатки кабеля ЦСБ:

• Большая масса и габариты по сравнению с кабелями СПЭ аналогичного сечения и напряжения.
• Сложность и трудоемкость монтажа, требующая высокой квалификации монтажников.
• Ограничения по перепаду высот при прокладке.
• Пожароопасность бумажно-масляной изоляции при нарушении герметичности и доступе кислорода.
• Необходимость строгого контроля герметичности на протяжении всего срока службы.
• Экологические аспекты: использование свинца и масла.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель ЦСБ от ЦСБл?

Буква «л» в маркировке ЦСБл означает, что наружный покров (защитный шланг) выполнен из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ), а не из волокнистых материалов с битумной пропиткой. Это повышает коррозионную стойкость кабеля в агрессивных грунтах и при прокладке в помещениях с повышенной влажностью.

Как определить, что кабель ЦСБ увлажнен и непригоден к монтажу?

Основной метод — измерение тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ) и емкости изоляции на переменном токе промышленной частоты. Повышенные значения tg δ по сравнению с нормами (обычно более 0.01-0.02 для 10 кВ) указывают на увлажнение. Также косвенным признаком может служить пониженное сопротивление изоляции, измеренное мегаомметром на 2500 В, но этот метод менее информативен. Визуально при разделке увлажненная бумажная изоляция теряет хруст, становится мягкой, может иметь потемнения.

Можно ли использовать кабель ЦСБ для ремонта участка линии, выполненной кабелем с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ)?

Физически это возможно через специальные переходные муфты (например, «бумага-СПЭ»). Однако такое решение не рекомендуется по причине принципиально разных диэлектрических и температурных характеристик, а также разного поведения в эксплуатации. Предпочтительнее использовать кабель с изоляцией СПЭ, а при его отсутствии — проводить полную замену участка на однотипную конструкцию.

Каковы основные причины выхода из строя кабелей ЦСБ?

• Нарушение герметичности свинцовой оболочки (коррозия, механические повреждения, вибрация) с последующим увлажнением изоляции и пробоем.
• Старение изоляции (постепенное снижение электрической прочности под воздействием тепла и рабочих напряжений).
• Механические повреждения брони при земляных работах.
• Перегрузка по току, приводящая к перегреву и термическому разрушению изоляции.
• Ошибки при монтаже муфт и концевых заделок (недостаточная герметизация, загрязнение изоляции).

Какой кабель выбрать для новой линии 10 кВ: ЦСБ или АПвБбШп (с изоляцией из сшитого полиэтилена)?

Для новых проектов в абсолютном большинстве случаев рекомендуется выбирать кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (АПвБбШп или аналоги). Он обеспечивает: меньшие затраты на монтаж и обслуживание, большую допустимую токовую нагрузку при том же сечении, отсутствие ограничений по перепадам высот, меньший вес и габариты, простоту монтажа муфт и оконцеваний. Кабель ЦСБ следует выбирать для специфических задач: реконструкция сетей без замены всей трассы, особые требования по стойкости к короткому замыканию, объекты с длительными перегрузками, где требуется высокая теплоемкость изоляции.

Как хранить кабель ЦСБ до монтажа?

Барабан с кабелем должен храниться в закрытом сухом помещении или под навесом, защищенном от прямых солнечных лучей и атмосферных осадков. Не допускается хранение на открытом грунте. Барабан должен быть установлен на деревянные подкладки. Концы кабеля на барабане должны быть герметично заделаны свинцовыми колпачками или заглушками для предотвращения подсоса влаги. Срок хранения в оригинальной упаковке — до 5 лет при соблюдении условий.