Кабели алюминиевые силовые сечением 50 мм² с бумажной изоляцией: конструкция, применение и технические характеристики
Кабели силовые с бумажной пропитанной изоляцией и алюминиевыми жилами сечением 50 мм² представляют собой классическое решение для стационарной прокладки в электрических сетях напряжением до 35 кВ. Несмотря на появление полимерных изоляционных материалов, кабели с бумажной изоляцией сохраняют свою актуальность благодаря высокой электрической прочности, надежности, длительному сроку службы и устойчивости к термическим перегрузкам. Основная область их применения — магистральные линии и распределительные сети, где требуются высокие показатели долговечности и стабильности параметров.
Конструктивные особенности и маркировка
Конструкция кабеля на напряжение 1, 6, 10, 20 или 35 кВ сечением 50 мм² является многослойной и включает в себя несколько обязательных элементов.
- Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия марки АЕ или АВЕ (по ГОСТ 22483), имеет сечение 50 мм². Для напряжений до 35 кВ жила может быть как однопроволочной (при сечении до 50 мм² включительно), так и многопроволочной. Для 50 мм² чаще применяется однопроволочная жила (монолит), что обеспечивает жесткость конструкции и упрощает монтаж концевых муфт.
- Фазная изоляция. Выполняется из бумажных лент кабельной, пропитанных вязким или нестекающим пропиточным составом (массой на основе минерального масла или синтетического диэлектрика). Толщина изоляции строго нормируется в зависимости от номинального напряжения.
- Поясная изоляция. Наносится поверх скрученных изолированных жил для выравнивания электрического поля и дополнительной механической защиты.
- Экран. Для кабелей на 6 кВ и выше обязательно наличие экрана из электропроводящей бумаги или полупроводящих лент поверх фазной изоляции каждой жилы. Это необходимо для устранения ионизации и снижения тангенциальных напряжений в изоляции.
- Заполнитель. Пространство между скрученными изолированными жилами заполняется бумажными жгутами или кабельной пряжей для придания кабелю круглой формы.
- Оболочка. Защищает изоляцию от внешних воздействий (влаги, механических повреждений). Чаще всего применяется свинцовая (марка АСБ) или алюминиевая (марка ААБ) оболочка. Свинцовая обладает высокой коррозионной стойкостью и гибкостью, алюминиевая — большей механической прочностью и меньшим весом.
- Защитные покровы. Включают подушку (прослойку из битума, крепированной бумаги, ПЭТФ ленты), броню из стальных лент (в марках АСБл, ААБл) или оцинкованных проволок (АСБк, ААБк), и наружный защитный шланг из волокнистых материалов (пропитанная кабельная пряжа) или полиэтилена (например, у ААШв).
- АСБ — Алюминиевая жила, Бумажная изоляция, Свинцовая оболочка, Броня из стальных лент, наружные покровы.
- ААБ — Алюминиевая жила, Бумажная изоляция, Алюминиевая оболочка, Броня из стальных лент.
- АСБл — То же, что АСБ, но с подушкой под броней, усиленной лавсановой лентой.
- ААШв — Алюминиевая жила, Бумажная изоляция, Алюминиевая оболочка, Броня из стальных оцинкованных проволок, Защитный шланг из поливинилхлорида.
- АСБ2г — Модификация с водоблокирующими лентами для предотвращения продольного распространения влаги.
- Магистральные линии в сетях 6-35 кВ городского и промышленного распределения.
- Питание мощных трансформаторных подстанций и распределительных пунктов.
- Прокладка в кабельных коллекторах, тоннелях, по эстакадам и в производственных помещениях.
- Прокладка в земле (траншеях) при отсутствии агрессивных сред, способных разрушить металлическую оболочку.
- Преимущества:
- Высокая термостойкость и устойчивость к токам короткого замыкания.
- Меньшая склонность к развитию водных древовидных образований (трекинга) по сравнению с некоторыми типами полимеров.
- Отличные диэлектрические характеристики, проверенные десятилетиями эксплуатации.
- Хорошая ремонтопригодность и наличие отработанных технологий монтажа муфт.
- Недостатки:
- Большая масса и габариты по сравнению с XLPE-кабелями того же напряжения и сечения.
- Ограничения по перепаду высот при прокладке для кабелей с вязкой пропиткой.
- Необходимость тщательной герметизации концов при хранении и монтаже.
- Требовательность к квалификации персонала при монтаже соединительной арматуры.
- Наличие в конструкции горючих материалов (бумага, пропиточный состав).
Основные марки и их расшифровка
Маркировка кабелей с бумажной изоляцией регламентирована ГОСТ 18410-73. Для алюминиевой жилы 50 мм² типичны следующие марки:
Технические характеристики и условия эксплуатации
Ключевые параметры кабеля на 50 мм² определяются его конструкцией и номинальным напряжением. Приведенные данные являются обобщенными, точные значения указаны в технических условиях на конкретную марку.
Таблица 1. Основные электрические и механические параметры кабеля 50 мм²
| Параметр | Значение / Описание | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное сечение жилы | 50 мм² | ГОСТ 22483 |
| Класс напряжения | 1, 6, 10, 20, 35 кВ | Наиболее распространены 6 и 10 кВ |
| Сопротивление жилы постоянному току при 20°C, не более | 0.60 Ом/км | Для жилы из алюминия |
| Допустимый длительный ток нагрузки (для АСБ 10 кВ, прокладка в земле) | ~150-165 А | Зависит от условий прокладки, температуры земли, числа работающих кабелей |
| Испытательное напряжение переменного тока (50 Гц) после монтажа | Для 10 кВ кабеля: 55 кВ в течение 10 мин. | Согласно ПУЭ |
| Минимальный радиус изгиба | 15-25 наружных диаметров кабеля | Зависит от наличия брони и типа оболочки |
| Температурный диапазон эксплуатации | От -50°C до +50°C | Монтаж без предварительного подогрева не ниже 0°C |
| Срок службы | 30 лет и более | При соблюдении условий эксплуатации и монтажа |
Таблица 2. Сравнение допустимых токовых нагрузок для кабеля 50 мм² при разных условиях прокладки (напряжение 10 кВ)
| Условия прокладки | Допустимый длительный ток, А (ориентировочно) | Основные влияющие факторы |
|---|---|---|
| В земле (траншее), удельное тепловое сопротивление грунта 1.2 К·м/Вт, глубина 0.7 м, температура земли +15°C | 160 | Температура и влажность грунта, наличие тепловых трасс, расстояние между кабелями |
| В воздухе (на открытом воздухе или в помещении), температура воздуха +25°C | 175 | Температура окружающего воздуха, солнечная радиация, способ прокладки (в лотке, на опорах) |
| В кабельном канале (блоке, тоннеле) | 140-150 | Количество кабелей в канале, вентиляция, наличие перегревающих трасс |
Области применения и особенности монтажа
Кабели с бумажной изоляцией сечением 50 мм² применяются для передачи и распределения электроэнергии в стационарных установках. Основные сферы использования:
Особенности монтажа: Работа с кабелем требует специальной подготовки. Перед монтажом необходимо проверить герметичность оболочки и состояние изоляции (измерение сопротивления изоляции, испытание повышенным напряжением). При прокладке соблюдают минимальные радиусы изгиба. Концевые и соединительные муфты (свинцовые, эпоксидные, современные термоусаживаемые) должны монтироваться с соблюдением технологии, исключающей попадание влаги и нарушение герметизации. Для кабелей с нестекающей пропиткой допускается прокладка на вертикальных и наклонных участках без ограничения по перепаду высот.
Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями с полимерной изоляцией
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Почему для кабеля 50 мм² часто используется однопроволочная жила, не ухудшает ли это его гибкость?
Для силовых кабелей с бумажной изоляцией, предназначенных для стационарной прокладки, гибкость не является критическим параметром. Использование однопроволочной (монолитной) жилы сечением 50 мм² упрощает конструкцию, снижает стоимость и, что наиболее важно, облегчает монтаж концевых и соединительных муфт, обеспечивая надежный и плотный контакт. Радиус изгиба такого кабеля определяется в первую очередь конструкцией брони и оболочки, а не гибкостью жилы.
2. Можно ли проложить кабель АСБ или ААБ в земле без дополнительной защиты?
Да, именно для прокладки в земле (траншеях) кабели марок АСБ, АСБл, ААБ и предназначены. Их броня из стальных лент (обозначение «Б» в марке) обеспечивает защиту от механических повреждений при засыпке грунтом и от случайных раскопок. Однако при прокладке в агрессивных грунтах (содержащих блуждающие токи, щелочи, кислоты) необходима дополнительная коррозионная защита, например, кабель с наружным полиэтиленовым шлангом (ААШв) или прокладка в асбестоцементных или пластиковых трубах.
3. В чем принципиальная разница между кабелями с вязкой и нестекающей пропиткой?
Кабели с вязкой пропиткой используют маслоканифольный состав, который при нагреве может стекать. Это накладывает ограничение на максимальный допустимый перепад уровней при прокладке (обычно не более 5-15 м для кабелей до 10 кВ). Кабели с нестекающей пропиткой (массой на основе полиизобутилена, церезина) лишены этого недостатка. Их изоляция не стекает даже при длительном нагреве до максимальной рабочей температуры, что позволяет прокладывать их на трассах с любым перепадом высот без риска осушения изоляции на верхних участках.
4. Как определить необходимое сечение, например, 50 мм², для конкретной линии?
Выбор сечения 50 мм² или любого другого осуществляется на основе расчета по следующим критериям: допустимый длительный ток нагрузки (по ПУЭ, гл. 1.3), потеря напряжения, термическая стойкость к токам короткого замыкания, экономическая плотность тока. Для кабеля 10 кВ сечением 50 мм² допустимый ток в стандартных условиях составляет около 160 А, что соответствует передаваемой мощности примерно 2.8 МВт (для трехфазной сети). Необходимо также учитывать поправочные коэффициенты на условия прокладки и возможную перегрузку.
5. Требуется ли для кабелей с бумажной изоляцией сечением 50 мм² на 10 кВ обязательное заземление экранов?
Да, согласно ПУЭ (п. 1.3.97, 2.3.89), металлические оболочки и экраны кабелей на напряжение выше 1 кВ должны быть заземлены с двух сторон. Это необходимо для обеспечения безопасности персонала, снижения потерь, обеспечения нормального режима работы кабеля и срабатывания релейной защиты в случае повреждения. Сопротивление заземляющего устройства должно соответствовать нормам.
Заключение
Алюминиевые силовые кабели сечением 50 мм² с бумажной пропитанной изоляцией остаются надежным и технически обоснованным выбором для строительства и реконструкции распределительных сетей среднего напряжения. Их долговечность, проверенная временем, и высокая электрическая прочность компенсируют некоторые эксплуатационные ограничения. Правильный выбор марки (АСБ, ААБ, ААШв и др.), учет условий прокладки и квалифицированный монтаж с применением соответствующей кабельной арматуры являются залогом многолетней безаварийной службы линии.