Кабель СШв 6 кВ
Кабель СШв 6 кВ: конструкция, технические характеристики и область применения
Кабель СШв 6 кВ представляет собой силовой кабель с бумажной пропитанной изоляцией в свинцовой оболочке, предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 6000 В частотой до 100 Гц или постоянное напряжение до 15000 В. Аббревиатура расшифровывается следующим образом: С – силовой, Шв – шланг защитный из поливинилхлоридного пластиката, 6 кВ – номинальное напряжение. Данный тип кабеля является классическим и проверенным решением для распределения электроэнергии в условиях, предъявляющих высокие требования к надежности и долговечности.
Конструкция кабеля СШв 6 кВ
Конструкция кабеля многослойна и каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Основные компоненты, начиная от центра:
- Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия или меди, круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма позволяет оптимизировать использование пространства внутри кабеля, уменьшая его общий диаметр и вес. Жилы могут быть однопроволочными (для малых и средних сечений) или многопроволочными (для больших сечений).
- Фазная изоляция. Выполняется из бумажных лент, пропитанных вязким или нестекающим пропиточным составом (массой). Бумажная изоляция обладает высокой электрической прочностью и термостабильностью. Толщина изоляции нормирована в зависимости от номинального напряжения.
- Заполнитель. Пространство между изолированными жилами заполняется бумажными жгутами или кабельной пряжей для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
- Поясная изоляция. Поверх скрученных изолированных жил (концентра) накладывается обмотка из бумажных лент, выполняющая функцию дополнительной электрической и механической защиты.
- Экран по жилам (для кабелей на напряжение 6 кВ и выше). Обязательный элемент, выполняемый из электропроводящей бумаги или полупроводящей ленты. Выравнивает электрическое поле вокруг жил, предотвращая локальные перенапряжения и коронные разряды.
- Свинцовая оболочка. Герметичная оболочка из свинцового сплава, накладываемая поверх экрана. Основная функция – абсолютная защита изоляции от проникновения влаги и воздуха, а также от механических повреждений. Свинец химически стоек ко многим средам и не подвержен коррозии в условиях постоянного контакта с пропиточным составом.
- Защитный покров (подушка). Наносится поверх свинцовой оболочки для ее защиты от коррозии и механических воздействий. Обычно состоит из битумного состава, крепированной бумаги или ПЭТ ленты, слоя битума.
- Броня. Выполняется из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием. Предназначена для защиты кабеля от механических повреждений (растяжения, удары, сдавливание) при прокладке и эксплуатации.
- Наружный защитный шланг. Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Обозначается буквой «в» в маркировке. Защищает броневые ленты от коррозии, обеспечивает дополнительную механическую и химическую защиту. Цвет шланга, как правило, черный.
- Точные значения определяются по ПУЭ 7-го издания и зависят от конкретных условий прокладки (температура грунта, удельное тепловое сопротивление, количество работающих кабелей в траншее и т.д.).
- Магистральные и распределительные линии в сетях 6 кВ городского и промышленного электроснабжения.
- Питание мощных электродвигателей, насосных и компрессорных станций на промышленных предприятиях (нефтегазовый комплекс, металлургия, машиностроение).
- Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах, галереях).
- Прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия блуждающих токов и агрессивности грунтов, способных разрушить свинцовую оболочку. Требуется защита от механических повреждений (бронеленты выполняют эту функцию).
- Прокладка в помещениях, шахтах, каналах.
- Высокая надежность и долговечность: Проверенная временем конструкция обеспечивает срок службы не менее 30 лет при соблюдении условий эксплуатации.
- Отличные диэлектрические свойства: Бумажно-масляная изоляция обладает высокой электрической прочностью и устойчивостью к тепловому старению.
- Абсолютная герметичность: Свинцовая оболочка полностью исключает проникновение влаги и газов в изоляцию, что является ключевым фактором для долговечности.
- Хорошая теплоотдача: Конструкция позволяет эффективно отводить тепло от токопроводящих жил.
- Механическая прочность: Наличие брони из стальных лент защищает кабель от повреждений при прокладке и эксплуатации в грунте.
- Устойчивость к перегрузкам: Бумажная изоляция хорошо выдерживает кратковременные аварийные перегрузки по току.
- Большая масса и габариты: Значительно тяжелее и толще современных аналогов (например, кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена), что усложняет транспортировку и монтаж.
- Сложность монтажа: Требует специального оборудования для разделки концов (снятие брони, оболочки, монтаж концевых муфт). Необходима тщательная герметизация срезов.
- Ограничение по трассе прокладки: Не допускается прокладка на участках с большими перепадами по высоте (более 15-25 м), так как пропиточный состав может стекать, приводя к осушению изоляции в верхней части и ее перенапряжению.
- Пожароопасность: Бумажная изоляция и пропиточный состав горючи. При групповой прокладке требуются дополнительные противопожарные мероприятия (засыпка песком, огнестойкие перегородки).
- Экологические аспекты: Использование свинца и масляных пропиток требует особых мер при утилизации кабеля.
- Масса и габариты: Кабель СПЭ при том же сечении и напряжении имеет на 30-50% меньший диаметр и массу.
- Допустимая температура: Кабель СПЭ допускает нагрев жилы до +90°C в длительном режиме и до +250°C в режиме КЗ, что выше, чем у СШв.
- Монтаж: Монтаж концевых и соединительных муфт на кабелях СПЭ проще и быстрее, не требует специальных навыков по герметизации.
- Перепады уровней: Кабели СПЭ не имеют ограничений по перепадам высот, так как изоляция твердая и нестекающая.
- Токовая нагрузка: За счет лучших теплоотводящих свойств изоляции СПЭ, допустимый длительный ток для кабелей одинакового сечения обычно выше на 10-15%.
- Надежность и история эксплуатации: Кабель СШв имеет многодесятилетнюю историю успешной эксплуатации, в то время как кабели СПЭ, несмотря на широкое распространение, имеют меньший «возраст» в полевых условиях, и их долговечность все еще изучается.
- Стоимость: На низкие и средние напряжения кабели СПЭ часто конкурентоспособны по цене, а на высокие напряжения (110 кВ и выше) могут быть дороже.
Технические характеристики и условия эксплуатации
Кабель СШв 6 кВ соответствует требованиям ГОСТ 18410-73 «Кабели силовые с бумажной изоляцией» и другим нормативным документам. Его ключевые параметры представлены в таблицах ниже.
Таблица 1. Основные электрические и механические параметры
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение, кВ | 6 |
| Максимальное рабочее напряжение, кВ | 6,9 |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ (продолжительность 10 мин.) | 18 |
| Температура эксплуатации, °C | от -50 до +50 |
| Допустимая температура нагрева жил при длительной эксплуатации, °C | +80 |
| Допустимая температура нагрева жил в режиме перегрузки, °C | +90 |
| Допустимая температура нагрева жил в аварийном режиме (не более 6 ч), °C | +105 |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | Не менее 25 наружных диаметров кабеля для многожильных кабелей с секторными жилами |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
Таблица 2. Примеры сечений жил и массо-габаритные показатели (алюминиевые жилы, 3-жильный)
| Сечение жил, мм² | Примерный наружный диаметр, мм | Примерная масса 1 км кабеля, кг | Допустимый длительный ток нагрузки (в земле)*, А |
|---|---|---|---|
| 3×25 | 45-50 | 3500-4000 | 115 |
| 3×50 | 50-55 | 4500-5000 | 155 |
| 3×70 | 55-60 | 5500-6000 | 190 |
| 3×95 | 60-65 | 6500-7200 | 230 |
| 3×120 | 65-70 | 7500-8200 | 265 |
| 3×150 | 70-75 | 8500-9500 | 305 |
| 3×185 | 75-80 | 10000-11000 | 345 |
Область применения и способы прокладки
Кабель СШв 6 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:
Важное ограничение: Кабель СШв не предназначен для прокладки по воздуху (по опорам) без дополнительных мер, так как свинцовая оболочка может деформироваться под собственным весом кабеля на большой длине. Для воздушных линий используются кабели с несущим тросом или иные конструкции.
Преимущества и недостатки кабеля СШв 6 кВ
Преимущества:
Недостатки:
Сравнение с современными аналогами (кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена, СПЭ)
В настоящее время кабели с бумажно-масляной изоляцией, такие как СШв, активно вытесняются кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена (например, ПвП, ПвВг). Сравнительный анализ ключевых отличий:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальная разница между кабелями СШв и АСШв?
Первая буква в маркировке указывает на материал токопроводящей жилы. «А» – алюминиевая жила, отсутствие буквы «А» (как в СШв) по старым стандартам часто подразумевало медную жилу. Однако в современной трактовке ГОСТ материал жилы должен быть указан в документации отдельно. Таким образом, СШв может быть как с медными, так и с алюминиевыми жилами, а АСШв – строго с алюминиевыми. Медные жилы имеют большую проводимость, меньший диаметр при том же токе, но существенно дороже.
Можно ли прокладывать кабель СШв 6 кВ в земле без дополнительной защиты?
Да, кабель СШв предназначен для прокладки в земле (траншеях). Его конструкция (броня из стальных лент и наружный шланг) обеспечивает защиту от механических воздействий и коррозии. Однако необходимо соблюдать правила ПУЭ: глубина прокладки не менее 0,7 м, подсыпка и засыпка песком, укладка сигнальной ленты. В каменистых грунтах или при риске повреждения рекомендуется дополнительная защита кирпичом или плитами.
Как правильно выбрать сечение кабеля СШв 6 кВ?
Выбор сечения производится по двум основным критериям:
1. По допустимому длительному току нагрузки. Ток нагрузки должен быть меньше или равен допустимому току для выбранного сечения с учетом условий прокладки (температура грунта/воздуха, количество работающих кабелей вплотную, удельное тепловое сопротивление среды). Данные берутся из таблиц ПУЭ.
2. По потере напряжения. Потеря напряжения в кабеле от точки питания до потребителя не должна превышать значений, установленных нормами (обычно 5% для силовых нагрузок).
Расчет должен выполнять квалифицированный инженер-проектировщик.
Какие муфты используются для монтажа кабеля СШв 6 кВ?
Для соединения и оконцевания кабелей СШв применяются специальные кабельные муфты:
— Соединительные муфты (СС): Для соединения двух отрезков кабеля. Имеют чугунный или эпоксидный корпус, внутри которого производится разделка концов кабеля, их соединение и герметизация заливочным составом (массой).
— Концевые муфты (КН): Для подключения кабеля к электрооборудованию (ячейке КРУ, двигателю). Бывают наружной (КН) и внутренней (КВ) установки. Требуют тщательной заделки для обеспечения герметичности и требуемых воздушных изоляционных расстояний.
В настоящее время также широко используются более современные термоусаживаемые муфты, которые упрощают процесс монтажа.
Что означает маркировка «нестекающая пропитка»?
Существует два типа пропитки бумажной изоляции: вязкая (классическая) и нестекающая. Кабели с нестекающей пропиткой (часто обозначаются дополнительной буквой, например, Ц – нестекающая пропитка на основе церезина) допускают прокладку на трассах с большим перепадом уровней (до 100 м по вертикали для напряжения 6-10 кВ). В обычных кабелях с вязкой пропиткой перепад ограничен 15-25 м, так как при нагреве состав может стекать вниз.
Какой срок службы у кабеля СШв и от чего он зависит?
Номинальный срок службы кабеля СШв, заявленный производителем и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может быть как больше, так и меньше и зависит от:
— Соблюдения условий эксплуатации (температурные режимы, отсутствие перегрузок).
— Качества монтажа (правильная разделка и герметизация муфт).
— Агрессивности окружающей среды (химическая коррозия свинцовой оболочки, блуждающие токи).
— Отсутствия механических повреждений при эксплуатации.
Регулярный мониторинг состояния изоляции (измерение тангенса угла диэлектрических потерь, испытание повышенным напряжением) позволяет прогнозировать остаточный ресурс.