Кабели силовые медные на напряжение до 1 кВ с бумажной пропитанной изоляцией представляют собой классический тип кабельной продукции, который на протяжении десятилетий составляет основу стационарных электрических сетей. Несмотря на активное развитие полимерных изоляционных материалов, данные кабели сохраняют свою актуальность в ряде ответственных применений благодаря уникальному комплексу эксплуатационных характеристик. Конструкция кабеля регламентируется такими стандартами, как ГОСТ 18410-73 (на 1 кВ) и международными аналогами (например, МЭК 60055-1).
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию.
Изготавливается из медной проволоки высокой чистоты (марка ММ или МТ). Жилы могут быть однопроволочными (сечением до 16 мм² включительно) или многопроволочными (сечением 25 мм² и выше), скрученными из отдельных проволок. Форма жилы, как правило, круглая. Для кабелей на 1 кВ применяются кабели как с одной, так и с несколькими (2, 3, 4) жилами. В трехжильных кабелях большого сечения жилы часто имеют секторную форму для рационального использования внутреннего пространства и уменьшения общего диаметра.
На токопроводящую жилу методом непрерывной концентрической намотки накладывается изоляция из кабельной бумаги. Бумага пропитывается вязким маслоканифольным или синтетическим (на основе полиизобутилена) составом. Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения. Для 1 кВ она составляет, как правило, от 0.75 до 1.2 мм на фазу. Бумажная лента наматывается с перекрытием, что обеспечивает отсутствие прямых сквозных зазоров.
В многожильных кабелях поверх изолированных фазных жил, скрученных в сердечник, дополнительно накладывается несколько слоев бумажной ленты – поясная изоляция. Ее функция – усиление изоляции между жилами и защита фазной изоляции от механических повреждений при скрутке и от воздействия металлической оболочки.
Пространство между изолированными жилами в кабелях с секторными жилами заполняется жгутами из бумаги или кабельной пряжи для получения круглой формы сердечника. Для кабелей на 1 кВ экран по жилам в виде медной ленты или проволоки, как правило, не применяется, но может присутствовать в специальных исполнениях.
Поверх поясной изоляции накладывается герметичная оболочка, защищающая изоляцию от увлажнения и механических воздействий. Основные типы:
Металлическая оболочка требует защиты от внешних воздействий. Стандартная конструкция включает:
Обозначение кабелей строится по буквенной системе, где каждая буква указывает на материал или конструктивный элемент.
Примеры марок:
Кабели с бумажной пропитанной изоляцией на 1 кВ предназначены для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Рабочее напряжение: переменное до 1000 В частотой 50 Гц или постоянное до 2400 В.
Основные сферы применения:
Особые условия эксплуатации: Кабели допускают работу при длительном нагреве жилы до +80°C, а в режиме перегрузки – до +90°C. Кратковременно (не более 8 ч в сутки) допустим нагрев до +105°C. Кабели с бумажной изоляцией не распространяют горение при одиночной прокладке. Прокладка без ограничения разности уровней по трассе возможна только для кабелей с обедненной пропиткой или синтетической пропиткой. Для кабелей с вязкой пропиткой существует ограничение по разности уровней (обычно не более 15-25 м), чтобы предотвратить стекание пропиточного состава.
Преимущества:
Недостатки:
| Параметр | Кабель с бумажной изоляцией (СБШв) | Кабель с изоляцией из ПВХ (ВВГ) | Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (ПвВГ) |
|---|---|---|---|
| Макс. рабочая t° жилы | +80°C | +70°C | +90°C |
| Стойкость к перегрузкам | Высокая | Низкая | Очень высокая |
| Герметичность | Абсолютная (металл. оболочка) | Относительная | Относительная |
| Стойкость к увлажнению | Высокая | Средняя (гигроскопичность ПВХ) | Высокая |
| Сложность монтажа муфт | Высокая | Низкая | Средняя/Низкая |
| Минимальный радиус изгиба | ≥ 25D | ≥ 10D | ≥ 15D |
| Распространение горения | Не распространяют при одиночной прокладке | Распространяют (требуют исполнения -нг) | Не распространяют (исполнение -нг LS) |
| Вес | Высокий | Низкий | Средний |
| Типичная сфера применения | Ответственные магистрали, влажные грунты, пожароопасные помещения (одиночная прокладка) | Внутренние электропроводки, КЛ в сухих грунтах | Современные магистральные и распределительные сети, туннели |
Бумажная пропитанная изоляция в сочетании с герметичной металлической оболочкой обеспечивает беспрецедентную надежность и долговечность в условиях постоянного воздействия грунтовой влаги и агрессивных сред. Для ответственных объектов, где стоимость возможного отказа крайне высока (метрополитен, крупные энергоузлы, химические производства), этот тип кабеля часто остается предпочтительным. Его поведение при длительных перегрузках также более предсказуемо.
Основной метод – измерение тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ) и его зависимости от напряжения. Рост tg δ, особенно его резкое увеличение с ростом напряжения, прямо указывает на наличие влаги в изоляции. Также признаками могут быть снижение сопротивления изоляции, неравномерность емкостных характеристик жил. Визуально при вскрытии концевой муфты увлажненная бумага теряет хрупкость, становится мягкой и темнеет.
Да, это технически возможно с использованием специальных переходных муфт. В такой муфте конец бумажного кабеля заделывается с соблюдением всех правил (расслоение изоляции, ступенчатая обрезка, установка конуса), а конец полимерного кабеля – по соответствующей для него технологии. Критически важным является обеспечение абсолютной герметичности узла перехода, чтобы влага не проникла в бумажную изоляцию.
Номинальный срок службы, заложенный в стандартах, составляет 30 лет. Однако на практике, при правильной эксплуатации, отсутствии перегрузок и повреждений защитных покровов, кабели с бумажной изоляцией могут надежно функционировать 50 и более лет. Существуют линии, находящиеся в эксплуатации с середины XX века.
Главная опасность – увлажнение изоляции в процессе монтажа. Работы должны проводиться в сухую погоду, а время, в течение которого кабель раскрыт от оболочки, должно быть минимальным. Для защиты от атмосферной влаги используются временные защитные колпаки или производится локальный подогрев зоны работы тепловыми пушками. Также критически важно качественно герметизировать места выхода жил из корпуса муфты и саму муфту.
СБ – кабель с бумажной изоляцией в свинцовой оболочке. СЦ – то же, но с пропиткой невязким (обедненным) составом, что позволяет прокладывать кабель на трассах с большой разностью уровней без ограничений. ОСБ – одножильный кабель в свинцовой оболочке с бумажной изоляцией. Буква «О» указывает на отдельную оболочку на каждой жиле (для одножильных кабелей это подразумевается).
Медные силовые кабели на 1 кВ с бумажной пропитанной изоляцией представляют собой надежное, проверенное временем техническое решение для стационарных электрических сетей. Их ключевые преимущества – долговечность, высокая электрическая прочность и устойчивость к влаге – обеспечиваются герметичной комбинацией пропитанной бумаги и металлической оболочки. Несмотря на недостатки, связанные с массогабаритными показателями и сложностью монтажа, они сохраняют свою нишу в проектировании ответственных объектов, особенно в условиях, где надежность в долгосрочной перспективе является приоритетом над простотой монтажа. Выбор в пользу данного типа кабеля должен быть обоснован технико-экономическим расчетом с учетом всех условий прокладки и эксплуатации.