Кабель SAT-50

Кабель SAT-50: полное техническое описание и область применения

Кабель SAT-50 представляет собой одножильный силовой кабель с алюминиевой жилой, изоляцией и оболочкой из светостабилизированного сшитого полиэтилена (СПЭ). Основное назначение – передача и распределение электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение до 35 кВ частотой 50 Гц. Его ключевая особенность – конструкция, адаптированная для прокладки в земле (траншеях) без дополнительных защитных элементов, таких как трубы или каналы, что существенно снижает капитальные затраты на строительство кабельных линий.

Конструктивные элементы кабеля SAT-50

Конструкция кабеля SAT-50 является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию для обеспечения долговечности и надежности в тяжелых условиях эксплуатации.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия (материал — Al 99,5% по ГОСТ 22483). Жила может быть секторной или круглой формы, однопроволочной (для сечений до 240 мм²) или многопроволочной (для сечений 300 мм² и выше). Использование секторной жилы позволяет оптимизировать диаметр кабеля и более эффективно использовать пространство в траншее.
• Экран по жиле (полупроводящий экран): Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его функция – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение локальных перенапряжений и микроскопических воздушных включений на границе с изоляцией.
• Изоляция: Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии. Толщина изоляции нормирована в зависимости от класса напряжения. СПЭ обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (длительно допустимая температура жилы +90°C) и стойкостью к тепловым деформациям.
• Экран по изоляции (полупроводящий слой): Наносится поверх изоляции. Аналогично экрану по жиле, служит для создания равномерного электрического поля и является частью экранной системы.
• Металлический экран: Выполняется в виде медной ленты или проволок, наложенных продольно или в виде оплетки. В кабелях SAT-50 чаще применяется экран из медных проволок. Его назначение:
  • Защита от электромагнитных помех.
  • Обеспечение симметрии электрического поля вокруг изоляции.
  • Функция нулевой жилы в сетях с изолированной нейтралью.
  • Защита от токов короткого замыкания (требуется расчет сечения экрана).
• Поясная изоляция: Лента из полимерного материала, наматываемая поверх металлического экрана. Предохраняет оболочку от возможных повреждений острыми кромками экрана и служит барьером для влаги.
• Защитная оболочка: Внешний слой из светостабилизированного полиэтилена черного цвета (PE). Оболочка обеспечивает механическую защиту, стойкость к абразивному износу, воздействию грунтовых вод, кислот, щелочей и солнечного ультрафиолетового излучения. Минимальная толщина оболочки нормирована стандартами.

Ключевые технические характеристики и параметры

Технические параметры кабеля SAT-50 регламентируются ГОСТ 18410-73, а также ТУ производителей. Ниже приведены основные эксплуатационные данные.

Таблица 1. Основные технические параметры кабеля SAT-50

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	20/35 кВ (40,5 кВ)
Система измерения	Переменный ток, частота 50 Гц
Климатическое исполнение	УХЛ, категории размещения 1-5 по ГОСТ 15150 (для умеренного и холодного климата)
Длительно допустимая температура жилы	+90°C
Максимальная температура при КЗ (длительность до 4 с)	+250°C
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева	-20°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 20 наружных диаметров кабеля
Срок службы	Не менее 30 лет
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты	65 кВ (в течение 10 мин. для кабелей после изготовления)

Электрические сопротивления жилы и экрана должны соответствовать нормам ГОСТ. Важным параметром является емкость кабеля, влияющая на расчет токов утечки и настройку релейной защиты.

Таблица 2. Примерные данные по сечению, массе и току для кабеля SAT-50 на 35 кВ

Сечение жилы, мм²	Наружный диаметр, мм (примерно)	Масса 1 км, кг (примерно)	Допустимый длительный ток в земле*, А
50	45	1800	190
70	48	2100	230
95	52	2500	275
120	55	2900	315
150	58	3300	355
185	62	3900	405
240	67	4800	475
300	72	5700	540

• Ток приведен для условий: температура грунта +15°C, глубина прокладки 0.7 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт. Фактические значения требуют точного расчета согласно ПУЭ и IEEE 835.

Область применения и особенности монтажа

Кабель SAT-50 предназначен для прокладки в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, включая грунты с наличием блуждающих токов. Он широко используется для сооружения распределительных сетей 6-35 кВ, ввода электроэнергии на промышленные предприятия, нефтегазовые объекты, в качестве магистральных линий в городском кабельном хозяйстве.

Требования к прокладке:

• Подготовка траншеи: глубина не менее 0.7 м от планировочной отметки, дно должно быть очищено от камней, строительного мусора и выровнено. Рекомендуется подсыпка слоя песка (подушки) толщиной 100-150 мм.
• Укладка кабеля: производится без натяжения, с соблюдением допустимого радиуса изгиба. Кабель укладывается волнообразно («змейкой») для компенсации температурных деформаций.
• Защита от механических повреждений: на всем протяжении кабель должен быть защищен сигнальной лентой или защитными плитами (бетонными, полимерными). При пересечении с коммуникациями или дорогами кабель прокладывается в футлярах (трубах).
• Засыпка: после укладки кабель засыпается мягким грунтом или песком без камней слоем 200 мм, затем укладывается защитное покрытие и производится полная засыпка траншеи.
• Маркировка: на концах кабеля и в местах установки соединительных муфт должны быть установлены бирки и маркеры.

Соединение и оконцевание: Для монтажа кабельных линий из SAT-50 применяются специальные соединительные и концевые муфты (СТП, НССК) на соответствующее напряжение. Монтаж муфт должен выполняться квалифицированным персоналом с использованием термоусаживаемых или холодноусаживаемых комплектов в строгом соответствии с инструкцией производителя.

Сравнение с аналогами и выбор кабеля

SAT-50 часто сравнивают с кабелями в свинцовой оболочке (типа АСБ) и с кабелями с изоляцией из СПЭ, но с другими типами оболочек (например, ПвП).

• SAT-50 vs. АСБ (ААБл): Кабель SAT-50 значительно легче (отсутствие свинца и тяжелой брони), имеет большую пропускную способность из-за более высокой допустимой температуры жилы (+90°C против +70-80°C), не требует сложных мероприятий по защите от коррозии свинцовой оболочки. Однако SAT-50 менее устойчив к механическим точечным воздействиям (например, удар ломом) по сравнению с бронированным кабелем.
• SAT-50 vs. ПвП (ПвПу): Кабель ПвП имеет аналогичную изоляцию из СПЭ, но защитную оболочку из поливинилхлорида (ПВХ). Полиэтиленовая оболочка SAT-50 обладает лучшей стойкостью к влаге, химикатам и УФ-излучению, что делает его предпочтительным для прямой прокладки в земле. ПВХ оболочка может набухать от влаги и менее устойчива к солнечному свету.

Критерии выбора:

• Условия прокладки: для траншей без значительных механических рисков – SAT-50 оптимален.
• Коррозионная активность грунта: при высокой коррозионной активности предпочтение отдается кабелям с полимерными оболочками.
• Экономический фактор: SAT-50, как правило, дешевле бронированных аналогов и требует меньших затрат на монтаж.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальное отличие кабелей SAT от САТ?

Исторически литера «С» обозначала свинцовую оболочку. В современных обозначениях «SAT» подразумевает кабель с алюминиевой жилой («А»), изоляцией из сшитого полиэтилена («S» от англ. XLPE) и полиэтиленовой оболочкой («П», но в международных обозначениях часто «T» или «Y»). Таким образом, SAT – это современная замена устаревшим кабелям типа АСБ со свинцовой оболочкой.

Можно ли прокладывать кабель SAT-50 в воздухе (по эстакадам, фасадам)?

Да, но с учетом условий. Полиэтиленовая оболочка светостабилизирована, что позволяет противостоять УФ-излучению. Однако при открытой прокладке необходимо обеспечить защиту от прямого механического воздействия (ударов) и учитывать, что кабель не имеет несущего троса. Для воздушных переходов рекомендуется использовать кабели с встроенным тросом или применять отдельный несущий трос.

Какой экран используется в SAT-50 и как правильно его заземлять?

В SAT-50 применяется экран из медных проволок. Заземление экрана должно выполняться с двух концов кабельной линии для устранения наведенного напряжения. Сечение заземляющих проводников должно быть не менее сечения экрана. На практике часто применяют системы заземления с использованием концевых муфт, где предусмотрены выводы для подключения заземления.

Как определить необходимое сечение жилы кабеля SAT-50 для конкретного объекта?

Выбор сечения проводится на основе расчета по следующим критериям:

• По допустимому длительному току нагрузки (нагреву).
• По потере напряжения (для протяженных линий).
• По термической стойкости к токам короткого замыкания.
• По экономической плотности тока (для сетей выше 1 кВ).

Расчет должен выполняться в соответствии с главами 1.3 и 1.4 ПУЭ 7-го издания с учетом конкретных условий прокладки (температура грунта, удельное тепловое сопротивление, глубина заложения, количество кабелей в траншее).

Каковы основные причины выхода из строя кабельных линий на основе SAT-50 и как их избежать?

Основные причины:

• Механические повреждения при земляных работах (отсутствие или некачественная укладка сигнальной ленты).
• Некачественный монтаж соединительных муфт (нарушение технологии, попадание влаги).
• Повреждение оболочки при укладке (острые камни в засыпке, нарушение радиуса изгиба).
• Перегрузка по току, ведущая к термическому старению изоляции.

Меры профилактики: строгое соблюдение правил прокладки и монтажа, проведение приемо-сдаточных испытаний повышенным напряжением, регулярный мониторинг нагрузки, использование систем мониторинга температуры и частичных разрядов.

Заключение

Кабель SAT-50 является современным, надежным и экономически эффективным решением для строительства распределительных сетей среднего класса напряжения 20 и 35 кВ. Его конструкция, основанная на сшитом полиэтилене и полиэтиленовой оболочке, обеспечивает высокие электрические и эксплуатационные характеристики при прокладке в земле. Правильный выбор сечения, соблюдение норм прокладки и монтажа, а также качественное выполнение соединений являются залогом долговечной и безотказной работы кабельной линии на протяжении всего срока службы, превышающего 30 лет. При проектировании новых сетей и модернизации существующих кабель SAT-50 должен рассматриваться как один из приоритетных вариантов.