Кабель ЦСКл 120 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель ЦСКл с сечением токопроводящей жилы 120 мм² представляет собой силовой кабель с бумажной пропитанной изоляцией в свинцовой оболочке, предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение до 10 кВ частотой до 100 Гц или до 25 кВ постоянного тока. Данный тип кабеля является классическим решением для магистральных линий и ответвлений в распределительных сетях, а также для питания мощного промышленного оборудования. Его ключевыми преимуществами являются высокая электрическая прочность, надежность, длительный срок службы и стойкость к внешним электромагнитным воздействиям.

Расшифровка маркировки и конструктивные элементы

Маркировка «ЦСКл 120» расшифровывается следующим образом:

• Ц – обозначает, что токопроводящая жила выполнена из электролитической меди.
• С – указывает на материал оболочки – свинец.
• Кл – обозначает тип защитных покровов: «К» – броня из круглых стальных оцинкованных проволок, «л» – наличие подушки под броней, состоящей из двух битумных слоев, крепированной бумаги и битумного состава.
• 120 – номинальное сечение основной токопроводящей жилы в квадратных миллиметрах.

Детальное описание конструкции кабеля ЦСКл 120 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

Жила сечением 120 мм² изготавливается из медной проволоки по ГОСТ 22483. Для данного сечения, как правило, применяется многопроволочная крученая конструкция, обеспечивающая необходимую гибкость. Класс жилы – 1 или 2. Жила может быть однопроволочной (монолитной) для особо жестких условий монтажа, но чаще используется многопроволочная.

2. Фазная изоляция

Каждая жила изолируется в отдель бумажными лентами кабельной бумаги, пропитанной вязким маслоканифольным или синтетическим составом. Бумажная изоляция обладает высокой диэлектрической прочностью и теплопроводностью. Изоляция накладывается с определенной толщиной, регламентированной стандартами, в зависимости от номинального напряжения кабеля (1, 6 или 10 кВ).

3. Поясная изоляция

Поверх изолированных скрученных жил (трех для трехжильных кабелей) накладывается общий поясной слой из тех же пропитанных бумажных лент. Он обеспечивает дополнительную электрическую прочность и механическую связку сердечника.

4. Экран на жилах (для кабелей на 6 кВ и выше)

В кабелях ЦСКл на напряжение 6 и 10 кВ каждая изолированная жила обязательно экранируется электропроводящей бумагой или полупроводящей лентой. Это необходимо для выравнивания электрического поля и предотвращения возникновения частичных разрядов, разрушающих изоляцию.

5. Свинцовая оболочка (С)

Сердечник кабеля герметично заключен в оболочку из свинцового сплава (чаще всего с небольшими добавками сурьмы или олова для повышения механической прочности и стойкости к вибрации). Свинцовая оболочка обеспечивает абсолютную герметичность, защищая пропитанную бумажную изоляцию от проникновения влаги и воздуха, а также служит нулевым (заземляющим) экраном. Толщина оболочки нормируется стандартами.

6. Защитные покровы типа «Кл»

Под броней и поверх свинцовой оболочки наносятся защитные слои:

• Подушка под броней: Непосредственно на свинцовую оболочку наносится слой битумного состава, затем слой крепированной или другой подобной бумаги, и снова слой битума. Эта подушка предотвращает коррозию оболочки от возможного взаимодействия с материалом брони и предохраняет ее от механических повреждений проволоками брони.
• Броня (К): Выполняется из оцинкованных стальных проволок круглого сечения, наложенных спирально с определенным шагом. Броня предназначена для защиты кабеля от механических повреждений (растягивающих усилий, ударов, грызунов).
• Наружный защитный шланг: Поверх брони накладывается волокнистый материал (например, пропитанная кабельная пряжа, стеклопряжа) или битумный состав, который затем покрывается меловым слоем для предотвращения слипания в бухте. Этот слой защищает броню от коррозии.

Основные технические параметры и характеристики

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля ЦСКл 120 мм² (на примере ЦСКл 3×120 мм² на 10 кВ)

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	6/10 кВ (12 кВ)
Количество и сечение жил	3 x 120 мм²
Материал жилы	Медь (электролитическая)
Материал изоляции	Бумажная пропитанная
Материал оболочки	Свинец
Тип защитного покрова	Броня из стальных оцинкованных проволок
Максимально допустимая температура жилы при длительной эксплуатации	+80 °C
Максимальная температура жилы при коротком замыкании (длительность до 4 с)	+250 °C
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева	-0 °C
Радиус изгиба при прокладке	Не менее 15-20 наружных диаметров кабеля
Строительная длина	Не менее 250-300 м (оговаривается при заказе)
Срок службы	Не менее 30 лет при соблюдении условий эксплуатации и монтажа

Таблица 2. Электрические характеристики (ориентировочные данные для 3×120 мм², 10 кВ)

Параметр	Значение
Электрическое сопротивление жилы постоянному току при +20 °C, не более	0.153 Ом/км
Индуктивное сопротивление	~0.1 Ом/км
Емкость на фазу	~0.4 мкФ/км
Допустимый длительный ток нагрузки (в земле, при температуре грунта +15°C, глубине прокладки 0.7 м)	~320 А
Допустимый длительный ток нагрузки (в воздухе, при температуре воздуха +25°C)	~350 А

• Точные значения определяются по ПУЭ 7 изд., гл. 1.3, с учетом конкретных условий прокладки (температура, количество кабелей в траншее, удельное тепловое сопротивление грунта).

Область применения и условия эксплуатации

Кабель ЦСКл 120 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:

• Магистральные и распределительные линии в сетях 6-10 кВ городского и промышленного электроснабжения.
• Питание мощных электродвигателей, трансформаторов, насосных и вентиляторных установок на промышленных предприятиях (шахты, заводы, нефтехимические комплексы).
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах), в земле (траншеях) при условии отсутствия растягивающих усилий и риска механических повреждений, кроме тех, от которых защищает броня.
• В помещениях, туннелях, шахтах, в условиях повышенной влажности.

Важное ограничение: Кабель ЦСКл не предназначен для прокладки по трассам с значительным перепадом уровней (более 15-25 м), так как пропитывающий состав может стекать, вызывая осушение изоляции в верхней части и повышение давления в нижней. Для таких трасс используются кабели с обедненно-пропитанной изоляцией или изоляцией из сшитого полиэтилена.

Особенности монтажа и эксплуатации

• Прокладка: Монтаж должен производиться при температуре не ниже 0°C без предварительного подогрева. При отрицательных температурах кабель требует подогрева в бухте. Радиус изгиба строго нормируется.
• Концевая разделка: Требует специальных навыков. Необходимо аккуратно снять защитные покровы, броню и свинцовую оболочку, отвести жилы, установить концевую муфту (КНТ, ПСТ), обеспечивающую герметизацию торца изоляции и переход на воздушную линию или подключение к оборудованию. Обязательно заземление брони и свинцовой оболочки с двух концов линии.
• Соединение: Выполняется с помощью соединительных муфт (СС), которые по конструкции аналогичны концевым, но имеют два ввода. Требуют абсолютной герметичности.
• Контроль: Перед вводом в эксплуатацию кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям выпрямленным напряжением (например, 60 кВ для кабеля 10 кВ) и измерению сопротивления изоляции.

Сравнение с аналогами (кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена, СПЭ)

Кабель ЦСКл исторически предшествует современным кабелям с изоляцией из сшитого полиэтилена (например, ПвП, ПвПу). Ключевые отличия:

• Материал изоляции: Бумага, пропитанная маслом, против сшитого полиэтилена. СПЭ более легкий, допускает большие перепады уровней, имеет более высокую допустимую температуру жилы (до +90°C).
• Вес и габариты: ЦСКл значительно тяжелее и менее гибок из-за свинцовой оболочки и брони.
• Монтаж: Работа с ЦСКл более трудоемка, требует навыков свинцовых работ и специальных муфт. Монтаж кабелей СПЭ проще и быстрее.
• Эксплуатация: Кабели СПЭ менее чувствительны к внешним повреждениям оболочки (нет риска осушения), но могут быть более чувствительны к распространению водных древов при повреждении внешней полиэтиленовой оболочки.
• Стоимость: Зачастую кабель ЦСКл может быть дороже современных аналогов из-за стоимости свинца и более сложной технологии производства.

Несмотря на появление технологий СПЭ, кабель ЦСКл остается востребованным при модернизации старых сетей, в агрессивных средах, где важна стойкость свинца, и в проектах, где его долговременная надежность подтверждена многолетней практикой.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Чем обусловлен выбор именно кабеля ЦСКл 120 мм², а не аналога с изоляцией из СПЭ?

Выбор в пользу ЦСКл может быть обусловлен следующими факторами: требованиями проекта реконструкции существующей сети, где уже используется подобная кабельная продукция; необходимостью обеспечения максимальной электромагнитной совместимости (свинцовая оболочка – отличный экран); условиями эксплуатации в агрессивных грунтах, где стойкость свинца выше, чем у полиэтилена; традициями и наличием квалифицированного персонала для монтажа муфт на предприятии.

2. Как правильно определить необходимую длину кабеля с учетом монтажа муфт?

При расчете длины необходимо учитывать не только трассу, но и запас на концах для разделки и подключения к оборудованию (обычно 2-3 метра с каждой стороны), запас на возможную перекладку (волнообразная укладка в траншее), а также запас на компенсацию возможных ошибок и ремонт в будущем. При соединении барабанов добавляется длина, необходимая для установки соединительной муфты (обычно не менее 1-1.5 м на каждое соединение).

3. Обязательно ли заземлять броню и свинцовую оболочку кабеля ЦСКл?

Да, это обязательное требование Правил Устройства Электроустановок (ПУЭ). Броня и свинцовая оболочка должны быть заземлены с двух концов кабельной линии. Это делается для безопасности персонала (снятие потенциала при повреждении изоляции), для обеспечения нормальной работы защит (токи утечки будут замыкаться на землю), а также для снижения электромагнитных помех.

4. Каковы основные причины выхода из строя кабелей ЦСКл?

Основные причины: механические повреждения брони и оболочки при земляных работах, ведущие к нарушению герметичности и увлажнению изоляции; коррозия свинцовой оболочки в агрессивных грунтах при повреждении наружных покровов; старение изоляции (потеря диэлектрических свойств бумаги и состава); ошибки при монтаже концевых и соединительных муфт (негерметичность); перегрузка по току, вызывающая термическое старение изоляции.

5. Можно ли прокладывать кабель ЦСКл 120 мм² в одном лотке с кабелями низкого напряжения?

ПУЭ допускают совместную прокладку, но с определенными ограничениями. Силовые кабели напряжением до 10 кВ рекомендуется прокладывать отдельно от кабелей ниже 1 кВ. Если такая прокладка不可避免, то между группами кабелей должен быть установлен несгораемый разделительный экран (перегородка), либо кабели выше 1 кВ должны быть расположены сверху и отделены горизонтальным расстоянием не менее 250 мм от кабелей ниже 1 кВ. Это требование связано с безопасностью и снижением влияния в аварийных режимах.

6. Как часто и какие испытания необходимо проводить для кабельной линии 10 кВ на базе ЦСКл?

Согласно нормам (ПТЭЭП, СО 153-34.20.501-2003), кабельные линии 6-10 кВ в процессе эксплуатации должны подвергаться:

• Профилактическим испытаниям повышенным выпрямленным напряжением: периодичность – 1 раз в 2-3 года для линий без специальных устройств компенсации токов утечки, 1 раз в 5 лет – с такими устройствами. Испытательное напряжение для кабеля 10 кВ – 60 кВ, продолжительность – 10 минут.
• Измерению сопротивления изоляции: мегаомметром на 2500 В, периодичность – не реже 1 раза в 3 года. Сопротивление должно быть не ниже установленных норм (сотни МОм на километр).
• Измерению сопротивления заземления брони и оболочки.

Заключение

Кабель ЦСКл 120 мм² остается надежным, проверенным временем решением для строительства и реконструкции распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция, основанная на комбинации пропитанной бумажной изоляции, герметичной свинцовой оболочки и стальной брони, обеспечивает длительный срок службы в различных, в том числе сложных, условиях эксплуатации. Несмотря на рост популярности кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена, ЦСКл сохраняет свою нишу благодаря уникальным свойствам, таким как абсолютная герметичность и высокая стойкость к внешним воздействиям. Грамотный выбор, профессиональный монтаж с соблюдением всех нормативов и регулярный контроль состояния – ключевые условия для многолетней и безотказной работы линии на основе кабеля ЦСКл.