Кабель ЦСПГ 3-х жильный 10 кВ

Кабель силовой с бумажной пропитанной изоляцией ЦСПГ 3-х жильный на напряжение 10 кВ

Кабель марки ЦСПГ (с бумажной пропитанной изоляцией, в свинцовой оболочке, с защитными покровами) является классическим представителем кабельной продукции для средних и высоких напряжений. Конструкция 3-жильного кабеля на 10 кВ предназначена для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 10 кВ частотой 50 Гц. Его основная сфера применения – прокладка в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, коллекторах, а также в помещениях с отсутствием риска механических повреждений. Допускается прокладка в воде при условии наличия дополнительных защитных покровов, устойчивых к длительному воздействию влаги.

Конструктивные особенности и материалы

Конструкция кабеля ЦСПГ 10 кВ является многослойной и включает в себя несколько ключевых элементов, каждый из которых выполняет строго определенную функцию.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия или меди, круглой формы. Для сечений от 16 мм² и выше, как правило, применяется секторная или сегментная форма жил для компактности общего сечения кабеля. Жилы могут быть однопроволочными (малые сечения) или многопроволочными.
• Фазная изоляция: Выполняется из бумажных лент кабельной конденсаторной бумаги, наложенных спирально в несколько слоев с перекрытием. Толщина изоляции нормирована и зависит от номинального напряжения.
• Заполнение межжильного пространства: Свободное пространство между изолированными жилами заполняется бумажным жгутом или кабельной пряжей для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
• Поясная изоляция: Поверх скрученных изолированных жил также спирально накладываются общие слои бумажной изоляции, формируя единый изоляционный пояс.
• Пропитка изоляции: Вся бумажная изоляция пропитывается вязким маслоканифольным или синтетическим составом. Эта пропитка вытесняет воздух, значительно повышая электрическую прочность и теплопроводность изоляции. Для кабелей с нестекающей пропиткой (маркировка «Н» в конце, например, ЦСПГн) используются специальные составы, предотвращающие стекание пропитки при прокладке на уклонах.
• Экран на изоляции (полупроводящая бумага): На поверхность фазной изоляции каждой жилы, а также поверх поясной изоляции могут накладываться ленты из полупроводящей бумаги. Они выравнивают электрическое поле, предотвращая возникновение частичных разрядов у поверхности жилы и в толще изоляции.
• Свинцовая оболочка: Герметичная оболочка из свинцового сплава (чаще всего с добавками сурьмы или олова для повышения механической прочности и стойкости к вибрации). Основная функция – абсолютная защита пропитанной бумажной изоляции от проникновения влаги и воздуха, а также от вытекания пропиточного состава.
• Защитные покровы (броня): Предназначены для защиты свинцовой оболочки от коррозии, механических повреждений и растягивающих усилий при прокладке. Конструкция покровов стандартизирована:
  • Подушка под броню: Битумный состав, наложенный поверх свинцовой оболочки, слой крепированной бумаги или ПЭТ ленты, слой битума. Защищает оболочку от коррозии и повреждения лентами брони.
  • Броня: Две стальные оцинкованные ленты, наложенные с зазором (зигзагообразно). Ленты обеспечивают защиту от механических воздействий.
  • Наружный защитный покров: Пропитка битумом, обмотка кабельной пряжей (джут, стеклопряжа) с последующей пропиткой битумным составом для защиты брони от коррозии. Для кабелей, прокладываемых в агрессивных грунтах, может применяться наружный покров из пластмассовых шлангов (поливинилхлорид, полиэтилен).

Технические характеристики и параметры

Кабель ЦСПГ 10 кВ должен соответствовать требованиям ГОСТ 18410-73 «Кабели силовые с бумажной изоляцией» и другим сопутствующим стандартам.

Основные электрические параметры

• Номинальное напряжение: 10 кВ.
• Максимальное рабочее напряжение U₀/U (U_m): 6/10 кВ (12 кВ). Где U₀ – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное напряжение.
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 25 кВ в течение 10 минут после монтажа муфт.
• Испытательное постоянное напряжение: 60 кВ в течение 10 минут для кабеля на барабане.
• Допустимая температура нагрева жил:
  • В длительном режиме: +80°C
  • В режиме перегрузки: +90°C
  • В режиме короткого замыкания (до 4 сек): +200°C
• Минимальный радиус изгиба при прокладке: 25 наружных диаметров кабеля для многожильных кабелей с поясной изоляцией.

Таблица 1. Примеры сечений и массо-габаритных показателей (алюминиевые жилы)

Сечение жил, мм²	Примерный наружный диаметр, мм	Примерная масса 1 км кабеля, кг	Допустимый длительный ток при прокладке в земле (1 кабель в траншее, tгрунта=+15°C), А
3×16	45-50	2500-2800	95
3×25	48-53	2900-3200	120
3×50	55-60	3800-4200	155
3×95	65-70	5200-5700	200
3×120	68-73	5900-6400	230
3×150	72-78	6900-7500	265

Примечание: Точные значения зависят от конкретного производителя, конструкции брони и должны браться из технического паспорта кабеля.

Область применения и особенности монтажа

Кабель ЦСПГ традиционно применяется в сетях электроснабжения промышленных предприятий, городских распределительных сетях (6-10 кВ), для питания мощных потребителей (насосные станции, трансформаторные подстанции). Его ключевое преимущество – высочайшая надежность и длительный срок службы (40-50 лет и более) при правильной эксплуатации и отсутствии внешних повреждений.

Особенности монтажа и эксплуатации:

• Прокладка на уклонах: Для трасс с большими перепадами высот необходимо применять кабель с нестекающей пропиткой (ЦСПГн) во избежание стекания пропиточного состава и образования пустот в изоляции, что ведет к пробою.
• Термическая стойкость: При прокладке в земле необходимо учитывать тепловое сопротивление грунта, возможное соседство с теплотрассами и допустимые токовые нагрузки.
• Коррозионная стойкость: Свинцовая оболочка подвержена коррозии в щелочных и кислых грунтах, а также при воздействии блуждающих токов. Требуется применение дополнительной защиты (катодная защита, покровы из пластмассовых шлангов).
• Сложность монтажа концевой и соединительной арматуры: Монтаж муфт (стопорных, соединительных, концевых) требует высокой квалификации персонала. Процесс включает разделку кабеля, ступенчатый зазор изоляции, установку эпоксидных или чугунных муфт с заливкой компаунда, что является трудоемкой операцией.
• Герметичность: При транспортировке, хранении и монтаже крайне важно не допустить повреждения свинцовой оболочки. Концы кабеля на барабане должны быть герметично закрыты.

Сравнение с современными аналогами (кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена, СИП)

В настоящее время кабели ЦСПГ активно вытесняются кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена (СИП, зарубежный аналог – XLPE). Сравнительный анализ ключевых отличий представлен в таблице.

Таблица 2. Сравнение кабеля ЦСПГ 10 кВ и кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена (АПвП, АПвПу)

Параметр	Кабель ЦСПГ	Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СИП)
Материал изоляции	Пропитанная бумага	Сшитый полиэтилен (XLPE)
Максимальная рабочая температура жилы	+80°C	+90°C
Допустимая температура при КЗ	+200°C	+250°C
Влияние влаги	Критично, необходима абсолютно герметичная свинцовая оболочка	Изоляция негигроскопична, но влага может распространяться по зазорам под оболочкой
Монтаж муфт и концевых заделок	Сложный, трудоемкий, требует высокой квалификации, «мокрые» технологии	Относительно простой, с применением термоусаживаемых или холодноусаживаемых компонентов
Радиус изгиба	≥ 25D	≥ 15-20D
Вес и габариты	Значительно выше при равном сечении	Ниже
Экологичность	Использование свинца, пропиточных составов	Более экологичен
Срок службы	40-50 лет и более	Более 30 лет (технология моложе, статистика накапливается)
Стоимость	Зачастую ниже, особенно для больших сечений	Выше

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем главное преимущество ЦСПГ перед современными полиэтиленовыми кабелями?

Главные преимущества – проверенная временем надежность (более чем 100-летняя история эксплуатации), высокая термостойкость при коротком замыкании, устойчивость изоляции к локальным поверхностным повреждениям (царапинам) благодаря многослойности, и, как правило, более низкая стоимость, особенно на сечения от 120 мм² и выше.

Почему для кабеля ЦСПГ так критично повреждение свинцовой оболочки?

Бумажная изоляция гигроскопична. При нарушении герметичности свинцовой оболочки влага и воздух проникают внутрь кабеля. Это приводит к увлажнению изоляции, резкому снижению ее электрической прочности, развитию частичных разрядов и, в конечном итоге, к пробою. Процесс может развиваться постепенно, приводя к отказу через несколько лет после повреждения.

Что означает маркировка «ЦСПГн»?

Буква «н» в конце маркировки означает «нестекающая пропитка». В таком кабеле используется специальный пропиточный состав с добавками загустителей (например, церезина), который не стекает с изолированных жил при прокладке кабеля на трассах с большим перепадом уровней (уклоны, вертикальные участки). Это предотвращает образование воздушных включений в верхней части трассы и сохраняет изоляционные свойства.

Как определить необходимое сечение жил кабеля ЦСПГ 10 кВ?

Сечение выбирается по двум основным критериям: по допустимому длительному току нагрузки (с учетом способа прокладки, температуры окружающей среды и количества параллельно проложенных кабелей) и по термической стойкости к токам короткого замыкания. Расчеты выполняются в соответствии с ПУЭ (Правила устройства электроустановок) и другими нормативными документами. Ориентировочные значения токовых нагрузок приведены в Таблице 1.

Каковы основные причины старения и выхода из строя кабелей ЦСПГ?

• Электрическое старение: Воздействие рабочих и перенапряжений, частичные разряды в местах дефектов.
• Тепловое старение: Длительный нагрев выше допустимой температуры, циклические нагрузки.
• Увлажнение изоляции: Из-за нарушения герметичности оболочки или концевых муфт.
• Коррозия свинцовой оболочки: Химическая или электрохимическая (блуждающие токи).
• Механические повреждения: При раскопках, из-за просадок грунта, повреждения брони.

Можно ли проложить кабель ЦСПГ в помещении без защитных покровов (брони)?

Нет, кабель марки ЦСПГ по своей конструкции всегда имеет защитные покровы (броню и наружный покров). Для прокладки внутри помещений, в кабельных сооружениях, где отсутствует риск механических повреждений, могут использоваться кабели в алюминиевой или свинцовой оболочке без брони, но с другими маркировками (например, ЦСП, ЦСА). Кабель ЦСПГ предназначен для прокладки в земле и условиях возможных внешних воздействий.

Заключение

Кабель ЦСПГ 3-жильный на 10 кВ представляет собой надежное, проверенное временем решение для строительства и реконструкции кабельных линий электропередачи среднего напряжения. Несмотря на появление более современных технологий изоляции, он сохраняет свои позиции благодаря высокой долговечности, устойчивости к внешним воздействиям и экономической целесообразности, особенно для проектов с большими сечениями и стабильными нагрузками. Успешная эксплуатация кабеля ЦСПГ напрямую зависит от соблюдения правил монтажа, качественного изготовления муфт и регулярного мониторинга состояния трассы для предотвращения коррозии и механических повреждений.