Кабель СП 3х70: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель СП 3х70 — это силовой кабель с медными жилами сечением 70 мм² в бумажной изоляции, пропитанной нестекающим составом, с алюминиевой или свинцовой оболочкой. Буквенное обозначение «СП» расшифровывается как «Силовой, с Пропитанной бумажной изоляцией». Данный тип кабеля предназначен для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение до 10 кВ (для СП 3х70-10) или до 6 кВ (для СП 3х70-6) частотой 50 Гц. Он является классическим и надежным решением для распределения электроэнергии в условиях, где требуется высокая долговечность и стабильность параметров.
Расшифровка маркировки и конструктивные элементы
Маркировка «СП 3х70» содержит полную информацию о кабеле:
- С — силовой кабель.
- П — с бумажной пропитанной изоляцией.
- 3х70 — три токопроводящие жилы, каждая сечением 70 квадратных миллиметров.
- Часто в маркировке добавляется цифровое обозначение номинального напряжения, например, СП 3х70-10 (на 10 кВ).
- Токопроводящая жила. Изготавливается из медной проволоки (по ГОСТ 22483). Для сечения 70 мм² жила может быть как однопроволочной (монолитной), так и многопроволочной. Медь обеспечивает высокую электропроводность, механическую прочность и стойкость к изгибам (для многопроволочной конструкции).
- Фазная изоляция. Каждая жила индивидуально изолируется слоями кабельной бумаги, пропитанной вязким маслоканифольным или современным нестекающим составом. Это обеспечивает высокие диэлектрические характеристики.
- Поясная изоляция. Поверх скрученных изолированных жил накладывается общий поясной слой бумажной изоляции.
- Экран. На поясную изоляцию накладывается экран из электропроводящей бумаги или полупроводящей ленты. Он выравнивает электрическое поле вокруг жил, предотвращая локальные перенапряжения в изоляции.
- Оболочка. Защищает изоляцию от влаги, механических повреждений и химических воздействий. У кабеля СП оболочка может быть:
- Свинцовая (марка СП). Классический вариант, обеспечивающий абсолютную герметичность, гибкость и стойкость к коррозии в большинстве сред.
- Алюминиевая (марка СПА). Более легкая и прочная на разрыв, но менее гибкая и требующая защиты от электрохимической коррозии.
- Защитные покровы. Поверх оболочки наносятся слои для дополнительной защиты:
- Подушка (прослойка). Из битумного состава, крепированной бумаги или ПЭТ ленты, предотвращает повреждение оболочки бронелентами.
- Броня. Изготавливается из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием. Защищает кабель от механических воздействий (сдавливания, ударов, грызунов).
- Наружный покров. Волокнистый материал (пропитанная кабельная пряжа, стеклопряжа) или полимерный шланг (ПВХ, полиэтилен), защищающий броню от коррозии.
- Номинальное напряжение: 6, 10 кВ.
- Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц: 25 кВ (для кабелей на 10 кВ) в течение 10 минут.
- Сопротивление жилы постоянному току при +20°C: Не более 0.268 Ом/км.
- Индуктивное сопротивление: Около 0.09-0.1 Ом/км (зависит от взаимного расположения жил).
- Емкость: Приблизительно 0.3-0.4 мкФ/км.
- Минимальный радиус изгиба: Для кабелей с многопроволочными жилами и свинцовой оболочкой — 15 наружных диаметров кабеля. Для кабелей с алюминиевой оболочкой или однопроволочными жилами — 25 наружных диаметров.
- Диапазон рабочих температур: От -50°C до +50°C. Монтаж без предварительного подогрева допускается при температуре не ниже 0°C.
- Допустимая температура нагрева жил:
- В длительном режиме: +80°C
- При коротком замыкании (не более 4 сек): +200°C
- Строительная длина: Не менее 250 метров для сечений от 70 мм².
- Магистральные линии в сетях 6-10 кВ городского и промышленного распределения.
- Питание мощных потребителей: трансформаторных подстанций, насосных станций, компрессорных установок, крупных производственных цехов.
- Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах).
- Прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия блуждающих токов и агрессивности грунтов, опасных для материала оболочки.
- В земле (траншее). Наиболее распространенный способ. Кабель укладывается на подготовленную песчаную подушку, защищается кирпичом или сигнальной лентой и засыпается мягким грунтом. Глубина прокладки — не менее 0.7-1.0 метра.
- В воздухе. По стенам зданий, конструкциям, на тросах. Требуется защита от прямых солнечных лучей (при использовании кабеля с волокнистым наружным покровом).
- В кабельных каналах, лотках, тоннелях. Позволяет компактно разместить большое количество линий и обеспечить удобный доступ для осмотра и ремонта.
- Раскатка. Производится с помощью кабельных роликов, не допуская механических повреждений, перекручивания и превышения минимального радиуса изгиба.
- Подготовка конца кабеля (разделка). Является критически важной операцией. Послойно снимаются защитные покровы, броня, оболочка. Изоляция жил ступенчато зачищается. Главная задача — предотвратить увлажнение и растекание пропиточного состава. Для этого часто используют термоусаживаемые или эпоксидные концевые заделки, которые герметизируют торец кабеля.
- Соединение жил. Выполняется с помощью кабельных соединительных муфт: стопорных, соединительных или ответвительных. Муфты для кабелей с бумажной изоляцией (например, типа «СтП») представляют собой чугунный или эпоксидный корпус, внутри которого жилы соединяются механическим или сварным способом, а пространство заполняется изоляционным компаундом, воссоздающим среду бумажно-масляной изоляции.
- Заземление. Броня, оболочка и экраны кабеля подлежат обязательному заземлению с двух сторон для безопасности и нормальной работы защит.
- Нарушение герметичности оболочки → увлажнение бумажной изоляции → снижение электрической прочности → пробой.
- Механические повреждения брони и оболочки при земляных работах.
- Перегрузка по току → перегрев → старение изоляции и пропитки.
- Коррозия свинцовой или алюминиевой оболочки в агрессивных грунтах.
- Измерение сопротивления изоляции мегомметром на 2500 В.
- Измерение тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ) — основной метод оценки состояния увлажненной бумажной изоляции.
- Испытание повышенным напряжением выпрямленного тока.
- Визуальный осмотр трассы и концевых заделок на предмет повреждений, коррозии, подтеков пропитки.
Конструкция кабеля СП 3х70 является многослойной и включает следующие элементы, начиная от центра:
Основные технические параметры и характеристики
Кабель СП 3х70 регламентируется ГОСТ 18410-73 «Кабели силовые с бумажной изоляцией». Ниже приведены ключевые параметры для модификации на 10 кВ.
Электрические характеристики
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп): Зависит от условий прокладки.
Таблица 1. Допустимые длительные токи для кабеля СП 3х70-10
| Условия прокладки | Токовая нагрузка, А (для кабеля с медными жилами) |
|---|---|
| В земле (траншее) при температуре грунта +15°C и удельном тепловом сопротивлении 1.2 К·м/Вт | 250 |
| В воздухе при температуре воздуха +25°C | 235 |
Примечание: Значения являются справочными. При проектировании необходимо применять поправочные коэффициенты на температуру окружающей среды, количество работающих кабелей вплотную, глубину прокладки и т.д., согласно ПУЭ 7-го издания.
Механические и климатические характеристики
Область применения и способы прокладки
Кабель СП 3х70 предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:
Способы прокладки:
Важное ограничение: Кабели с бумажной пропитанной изоляцией не допускается прокладывать на трассах с большими перепадами уровней (вертикальных участках), если разность уровней превышает допустимую для данной марки кабеля (обычно 15-25 м для марок с нестекающим пропиточным составом). Это связано с риском стекания пропиточного состава и осушением изоляции на верхних участках.
Сравнение с кабелями других типов (СПв, АПвВ, ААШв)
Кабель СП 3х70 имеет альтернативы с современной изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ).
| Параметр | СП 3х70 (Бумажная изоляция) | СПв 3х70 (СПЭ изоляция) | АПвВ 3х70 (Алюминиевые жилы, СПЭ изоляция, ПВХ шланг) |
|---|---|---|---|
| Материал изоляции | Пропитанная бумага | Сшитый полиэтилен (СПЭ) | Сшитый полиэтилен (СПЭ) |
| Допустимая температура жилы | +80°C | +90°C (длительно), +250°C (КЗ) | +90°C (длительно), +250°C (КЗ) |
| Допустимый перепад уровней | Ограничен (15-25 м) | Не ограничен | Не ограничен |
| Токовая нагрузка | Ниже (из-за более низкой tдоп) | Выше (на 15-25%) | Ниже, чем у меди при том же сечении |
| Монтаж при низких температурах | Требует подогрева ниже 0°C | До -20°C без подогрева | До -20°C без подогрева |
| Герметичность | Зависит от целостности металлической оболочки | Радиационносшитая изоляция не боится влаги | Зависит от целостности внешнего шланга |
| Срок службы | 30-40 лет и более | 30-50 лет | 30-50 лет |
| Эксплуатация | Требует мониторинга состояния оболочки и пропитки | Более простой в эксплуатации | Более простой в эксплуатации |
Выбор в пользу кабеля СП 3х70 часто делается по традиции, наличию на складах, а также в проектах реконструкции, где требуется полная идентичность существующим линиям. Кабели с СПЭ изоляцией (СПв) являются более современными и предпочтительными для новых проектов из-за лучших нагрузочных характеристик и удобства монтажа.
Монтаж и соединение кабеля СП 3х70
Монтаж кабеля с бумажной пропитанной изоляцией требует высокой квалификации персонала и соблюдения технологии для сохранения герметичности.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается кабель СП от СБ?
Кабель СБ имеет броню из стальных оцинкованных плоских проволок (а не лент, как у СП), что обеспечивает повышенную устойчивость к растягивающим нагрузкам. В остальном конструкция идентична. СБ чаще применяется для прокладки в условиях, где возможны смещения грунта или растягивающие усилия.
Можно ли прокладывать кабель СП 3х70 в воде?
Прямая прокладка в воде не рекомендуется. Хотя свинцовая оболочка обладает высокой коррозионной стойкостью, длительное воздействие воды, особенно при наличии механических повреждений бронепокрова, может привести к его коррозии и нарушению герметичности. Для прокладки в водных преградах используются специальные кабели с усиленной защитой (например, с алюминиевой оболочкой и усиленной броней).
Как определить необходимое сечение жил 70 мм² для конкретного объекта?
Сечение 70 мм² выбирается на основе расчета по следующим критериям, приведенным в ПУЭ гл. 1.3:
1. По допустимому длительному току нагрузки (Iдоп). Расчетный максимальный ток линии должен быть меньше Iдоп с учетом всех поправочных коэффициентов.
2. По потере напряжения. Потеря напряжения от начала линии до конечного потребителя не должна превышать установленных норм (например, 5% для силовых нагрузок).
3. По термической стойкости к токам короткого замыкания (Iтерм). Проверяется, что сечение жил выдержит ток КЗ за время его отключения защитой.
4. По экономической плотности тока. Для линий с большим числом часов использования максимума нагрузки.
Для предварительной оценки: сечение 70 мм² на напряжение 10 кВ часто используется для питания трансформаторных подстанций мощностью 1000-2500 кВА.
Что означает «нестекающий пропиточный состав» в изоляции кабеля СП?
Это современная модификация пропиточного состава на основе масла и загустителей (например, церезина). При рабочих температурах он сохраняет вязкость и не стекает с вертикальных участков кабеля, в отличие от классических жидких масел. Это позволяет прокладывать кабель с большим перепадом уровней (до 25-30 м по паспорту) без риска осушения верхних участков и пробоя изоляции.
Как маркируются концы кабеля СП 3х70 для фазировки?
Жилы кабеля имеют отличительную расцветку бумажных изолирующих лент или маркировочные кольца на изоляции у концов. Стандартная маркировка фаз: фаза A — желтый цвет, фаза B — зеленый, фаза C — красный. Нулевая жила (если присутствует в кабеле 4х70) — синий или черный. При разделке кабеля эта маркировка сохраняется и дублируется на монтажных схемах и бирках.
Каковы основные причины выхода из строя кабелей СП и методы диагностики?
Основные причины:
Методы диагностики:
Заключение
Кабель СП 3х70 остается востребованным продуктом в арсенале энергетиков, несмотря на появление аналогов с полимерной изоляцией. Его надежность, проверенная десятилетиями эксплуатации, и адаптированность к отечественным условиям делают его стандартным выбором для многих проектов распределительных сетей среднего напряжения. Ключевыми преимуществами являются долговечность и стабильность параметров в стационарных условиях. Однако при проектировании новых линий необходимо проводить технико-экономическое сравнение с кабелями типа СПв на основе сшитого полиэтилена, которые зачастую обеспечивают более высокие нагрузочные способности, удобство монтажа и меньшие эксплуатационные затраты. Правильный выбор, монтаж и обслуживание кабеля СП 3х70 гарантируют его бесперебойную работу в течение всего заявленного срока службы.