Кабель СБЗПу: конструкция, параметры и область применения одножильной модификации
Кабель СБЗПу 1х жильный представляет собой силовой кабель с бумажной пропитанной изоляцией, бронированный стальными лентами, с защитным покровом и медной жилой. Расшифровка маркировки: С – свинцовая оболочка, Б – броня из двух стальных лент, З – наличие защитного покрова (подушки) под броней для защиты свинцовой оболочки, Пу – наружный покров из пропитанной кабельной пряжи. Конструкция кабеля СБЗПу 1х жильный предназначена для стационарной прокладки в земле (траншеях) и воде, в условиях агрессивных грунтов и при наличии блуждающих токов, где требуется высокая механическая прочность и надежная защита от влаги.
Конструктивные элементы кабеля СБЗПу одножильного
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим элементы от центра к периферии.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из медной проволоки (материал — М). В зависимости от номинального сечения может быть однопроволочной (секторной или круглой) или многопроволочной. Для сечений 25-50 мм² обычно применяется однопроволочная секторная жила, что позволяет оптимизировать диаметр кабеля. Для больших сечений (70 мм² и выше) жила выполняется многопроволочной для обеспечения необходимой гибкости.
2. Фазная изоляция
Выполняется из бумажных лент, пропитанных вязким или нестекающим пропиточным составом. Бумажная изоляция обладает высокой электрической прочностью и термостабильностью. Толщина изоляции нормируется в зависимости от класса напряжения кабеля.
3. Поясная изоляция
Наносится поверх фазной изоляции также из бумажных лент. Ее функция – дополнительное выравнивание электрического поля и механическая защита фазной изоляции.
4. Герметичная оболочка
Изготавливается из свинца или свинцовых сплавов (например, с добавлением сурьмы). Свинцовая оболочка (маркировка «С») обеспечивает абсолютную герметизацию бумажной пропитанной изоляции, защищая ее от проникновения влаги и воздуха. Она также служит защитой от коррозии и механических воздействий на начальном этапе.
5. Защитная подушка (подушка под броню)
Состоит из двух слоев: битумного состава и слоя крепированной бумаги или полимерной пленки, либо из битумного состава и пропитанной кабельной пряжи. Назначение – предотвращение коррозии свинцовой оболочки от контакта со стальной броней и защита от механических повреждений лентами брони.
6. Броня
Выполняется из двух стальных оцинкованных лент (маркировка «Б»), наложенных спирально с зазором. Вторая лента перекрывает зазор первой. Броня предназначена для защиты кабеля от механических повреждений (натяжение, удары, давление грунта, грызуны).
7. Наружный покров
Представляет собой пропитанный кабельной пропиткой слой из кабельной пряжи (хлопчатобумажной или из синтетических волокон). Маркируется как «Пу». Задача наружного покрова – защита стальной брони от коррозии.
Основные технические характеристики и параметры
Кабель СБЗПу 1х жильный выпускается на определенные классы напряжения, регламентированные стандартами. Ключевые параметры приведены в таблицах ниже.
Таблица 1. Номинальные сечения жил и массо-габаритные параметры (пример для напряжения 10 кВ)
| Номинальное сечение жилы, мм² | Максимальный наружный диаметр, мм | Масса 1 км кабеля, кг, ориентировочно |
|---|---|---|
| 25 | 38-42 | 2300-2600 |
| 50 | 44-48 | 3200-3600 |
| 70 | 47-51 | 3800-4300 |
| 95 | 50-55 | 4600-5200 |
| 120 | 53-58 | 5300-6000 |
| 150 | 57-62 | 6200-7000 |
| 185 | 61-66 | 7300-8200 |
| 240 | 66-72 | 9000-10000 |
Таблица 2. Электрические параметры (для кабеля на напряжение 10 кВ)
| Сечение жилы, мм² | Сопротивление жилы постоянному току при 20°C, Ом/км, не более | Допустимый длительный ток нагрузки при прокладке в земле (+25°C), А, ориентировочно | Индуктивное сопротивление, Ом/км |
|---|---|---|---|
| 25 | 0.727 | 150-170 | 0.11-0.13 |
| 50 | 0.364 | 200-230 | 0.10-0.12 |
| 70 | 0.259 | 240-280 | 0.09-0.11 |
| 95 | 0.191 | 290-330 | 0.09-0.10 |
| 120 | 0.151 | 330-380 | 0.08-0.10 |
| 150 | 0.121 | 370-430 | 0.08-0.09 |
| 185 | 0.0981 | 420-480 | 0.08-0.09 |
| 240 | 0.0754 | 480-550 | 0.07-0.08 |
Классы напряжения и испытательные напряжения
Кабель СБЗПу выпускается на напряжения 1 кВ, 6 кВ, 10 кВ. Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц для кабелей после монтажа составляет:
- Для 1 кВ – 3.5 кВ в течение 10 мин.
- Для 6 кВ – 18 кВ в течение 10 мин.
- Для 10 кВ – 30 кВ в течение 10 мин.
- Прокладка в земле (траншеях) с низкой и высокой коррозионной активностью, в том числе с наличием блуждающих токов.
- Прокладка в воде (через реки, каналы).
- Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах при условии отсутствия растягивающих усилий.
- Электроснабжение промышленных предприятий, шахт, насосных станций, объектов инфраструктуры.
- Минимальный радиус изгиба: При прокладке на барабане и монтаже радиус изгиба должен быть не менее 25 наружных диаметров кабеля для одножильных кабелей с свинцовой оболочкой.
- Температурный режим: Прокладка без предварительного подогрева допускается при температуре не ниже 0°C. При более низких температурах требуется подогрев в отапливаемом помещении или термоусадочными аппаратами.
- Допустимая температура нагрева жилы: Длительно допустимая температура нагрева жилы +80°C. Максимально допустимая температура при коротком замыкании +200°C (продолжительность не более 4 сек).
- Особенности одножильного исполнения: При протекании переменного тока в одножильном кабеле возникает вихревое электромагнитное поле, наводящее ЭДС в свинцовой оболочке и броне. Это приводит к потерям мощности и нагреву. Для их снижения применяется специальная схема соединения оболочек и брони (перекрестное соединение или заземление в одной точке). При прокладке нескольких одножильных кабелей в одной траншее их располагают в виде треугольника или «вразбежку» для уменьшения взаимного влияния.
- СБЗПу vs ПвБШв/ПвБбШв: Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (Пв) легче, не требует сложной системы пропитки, имеет большую допустимую температуру нагрева жилы (+90°C). Однако СБЗПу традиционно считается более надежным в условиях длительной эксплуатации под водой и в агрессивных средах благодаря абсолютной герметичности свинцовой оболочки. СБЗПу также более устойчив к длительным тепловым перегрузкам в установившемся режиме.
- СБЗПу vs АСБ: Кабель АСБ имеет алюминиевую жилу и алюминиевую оболочку, что делает его дешевле и легче. Однако алюминиевая оболочка менее пластична и более подвержена коррозии в некоторых грунтах по сравнению со свинцовой. Медная жила СБЗПу имеет лучшее conductivity и стойкость к электрохимической коррозии.
- Выбор: Выбор в пользу СБЗПу 1х жильный обоснован при: необходимости прокладки в водоемах; высокой коррозионной активности грунтов; наличии блуждающих токов; требованиях к максимальной надежности и долговечности (срок службы может превышать 40 лет); реконструкции сетей, где исторически применялись кабели с бумажной изоляцией.
Область применения и особенности монтажа
Одножильный кабель СБЗПу применяется для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение до 10 кВ частотой 50 Гц. Основные сферы применения:
Особенности монтажа и эксплуатации
При монтаже кабеля СБЗПу 1х жильный необходимо учитывать следующие факторы:
Сравнение с аналогами и выбор кабеля
Кабель СБЗПу является классическим решением, но на рынке существуют современные аналоги с полимерной изоляцией.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем ключевое отличие СБЗПу от СБл?
Основное отличие в материале наружного покрова. У кабеля СБл наружный покров выполнен из лавсановых или стеклянных нитей («л»), что повышает его стойкость к воздействию высоких температур и агрессивных сред. Кабель СБЗПу с покровом из пропитанной пряжи («Пу») является более традиционным и широко распространенным решением для стандартных условий прокладки.
Можно ли прокладывать одножильный СБЗПу в воздухе (по эстакадам, фасадам)?
Да, но с существенными ограничениями. Прокладка допустима при отсутствии растягивающих усилий и прямого воздействия солнечного излучения. На открытом воздухе необходимо учитывать нагрев от солнца, что требует снижения токовой нагрузки. Чаще для открытой прокладки используют кабели с негорючим наружным покровом или применяют защитные короба и лотки.
Как правильно заземлять броню и оболочку одножильного кабеля?
Для уменьшения потерь и предотвращения опасных напряжений на броне применяется схема перекрестного соединения (транспозиции) оболочек и брони с заземлением на концах линии. На длинных линиях кабель условно делят на три примерно равных участка, в конце каждого участка оболочки и броня соединяются между собой и изолируются от земли, а на концах всей линии – заземляются. Это позволяет наводимые ЭДС скомпенсировать. В коротких линиях (до нескольких сотен метров) допускается заземление с обоих концов, но это приводит к циркулирующим токам и дополнительным потерям.
Каков реальный срок службы кабеля СБЗПу?
Номинальный срок службы, заявленный производителями, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации при правильном монтаже, проектировании и отсутствии внешних повреждений часто превышает 40-50 лет. Критическим фактором является сохранение герметичности свинцовой оболочки и стабильности пропиточного состава.
Что означают маркировки «н» и «ож» в дополнение к СБЗПу?
Маркировка «н» (например, СБЗПу н) указывает, что кабель имеет нестекающий пропиточный состав. Это позволяет прокладывать его на трассах с большим перепадом уровней по высоте без риска стекания пропитки. Маркировка «ож» (одна жила) иногда используется для явного указания одножильного исполнения, хотя в маркировке СБЗПу 1х это уже подразумевается.
Как определить необходимое сечение жилы для конкретного проекта?
Выбор сечения производится на основе расчета по следующим критериям: допустимый длительный ток нагрузки (нагрев), экономическая плотность тока, потеря напряжения, термическая стойкость к токам короткого замыкания. Исходными данными являются мощность нагрузки, напряжение, способ прокладки (в земле, воздухе), температура окружающей среды, длина линии, параметры защиты. Расчет должен выполняться в соответствии с ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок) и другими нормативными документами.
Заключение
Кабель СБЗПу 1х жильный остается востребованным и надежным решением для строительства и реконструкции силовых сетей среднего напряжения в условиях, требующих повышенной механической прочности и влагостойкости. Его конструкция, проверенная десятилетиями, обеспечивает длительную и безотказную работу в сложных условиях прокладки. Несмотря на появление современных полимерных аналогов, преимущества свинцовой оболочки и бумажно-масляной изоляции делают этот тип кабеля незаменимым для ответственных объектов, где приоритетом является максимальная надежность и долговечность. Правильный выбор, монтаж с учетом особенностей одножильного исполнения и соблюдение правил эксплуатации являются залогом эффективной работы кабельной линии на протяжении всего ее жизненного цикла.