Кабели медные силовые сечение 150 мм с бумажной изоляцией

Кабели силовые медные сечением 150 мм² с бумажной пропитанной изоляцией: конструкция, применение и особенности эксплуатации

Кабели силовые с медной жилой сечением 150 мм² и бумажной пропитанной изоляцией представляют собой классическое решение для стационарной прокладки в электрических сетях высокого напряжения. Несмотря на появление полимерных аналогов, данная кабельная продукция сохраняет свою актуальность в ряде ответственных применений благодаря ряду уникальных эксплуатационных характеристик. Конструкция таких кабелей регламентируется исторически сложившимися и актуализированными стандартами, такими как ГОСТ 18410-73 (Кабели силовые с бумажной изоляцией) и соответствующими им ТУ.

Конструктивные элементы кабеля

Конструкция кабеля на напряжение 1, 6, 10, 20, 35 кВ сечением 150 мм² является многослойной и включает в себя несколько обязательных элементов.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из электротехнической меди высокой чистоты (не ниже М1 по ГОСТ 859-2001). Для сечения 150 мм² жила может быть как однопроволочной (монолитной), так и многопроволочной. Многопроволочная жила обладает повышенной гибкостью, что облегчает монтаж трасс со сложной геометрией. Класс гибкости жилы определяется стандартом на конкретную марку кабеля.

2. Фазная бумажная изоляция

Наносится на жилу методом непрерывной концентрической обмотки лентами кабельной бумаги, пропитанной вязким маслоканифольным или синтетическим составом. Толщина изоляции строго нормируется в зависимости от номинального напряжения кабеля. Бумажная изоляция обладает высокой электрической прочностью и термостабильностью. Для кабелей на 6-10 кВ изоляция часто выполняется двухслойной: поясная и фазная.

3. Заполнение и поясная изоляция

Пространство между изолированными фазными жилами заполняется жгутами из бумажного шпагата или кабельной бумагой. Это обеспечивает круглую форму заготовки перед наложением поясной изоляции. Поясная изоляция, также из бумажных лент, накладывается поверх скрученных изолированных жил, объединяя их в единый сердечник.

4. Оболочка и защитные покровы

Для защиты изоляции от увлажнения и механических воздействий применяются следующие типы оболочек:

• Свинцовая (С): Традиционный материал, обеспечивающий абсолютную герметичность, гибкость и коррозионную стойкость в ряде сред. Обозначается в марке кабеля буквой «С».
• Алюминиевая (А): Более легкая и прочная, но менее гибкая, чем свинцовая. Обладает лучшими механическими характеристиками. Обозначается буквой «А».

Поверх металлической оболочки накладываются защитные покровы:

• Подушка: Битумный состав, крепированная бумага или ПЭТ-лента для защиты оболочки от коррозии и повреждения броней.
• Броня: Две стальные ленты (Б) или оцинкованные стальные проволоки (К) для защиты от механических повреждений.
• Наружный покров: Волокнистый материал (пропитанная кабельная пряжа, стеклопряжа) или полимерный шланг (В) для защиты брони от коррозии.

Основные марки и их расшифровка

Маркировка кабелей формируется согласно ГОСТ и отражает ключевые конструктивные особенности. Для сечения 150 мм² типичными являются следующие марки:

• СБ 150 мм²: Кабель с бумажной изоляцией, свинцовой оболочкой, броней из стальных лент и наружным покровом. Для прокладки в земле (траншеях).
• СБл 150 мм²: Отличие от СБ — наличие подушки под броней, выполненной из битума и слоя крепированной бумаги или ПЭТ-ленты.
• СБГ 150 мм²: Бронированный стальными лентами кабель с негорючим наружным покровом. «Г» — голый, означает отсутствие наружного защитного покрова из волокнистых материалов.
• ААБл 150 мм²: С алюминиевой оболочкой, алюминиевыми жилами (в нашем случае медь, поэтому марка будет иной, например, МАБл, но исторически «А» в начале часто означало алюминиевую жилу, поэтому для меди важно уточнение в ТУ), броней из стальных лент и подушкой под ней.
• СКл 150 мм²: С броней из круглых оцинкованных стальных проволок («К») и подушкой («л»). Применяется на участках с большими растягивающими нагрузками.

Полная маркировка включает также номинальное напряжение. Пример: СБ 150 мм² – 3х150 – 10 кВ.

Таблица 1: Основные характеристики кабеля 150 мм² на 10 кВ

Параметр	Значение / Описание
Номинальное сечение жилы, мм²	150
Материал жилы	Медь (М)
Класс гибкости жилы	1 (однопроволочная) или 2 (многопроволочная)
Номинальное напряжение, кВ	1, 6, 10, 20, 35
Толщина фазной изоляции для 10 кВ, мм	Не менее 3.0
Вид пропитки	Вязкая нестекающая (МНС) или синтетическая
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более	0.124 (для многопроволочной)
Допустимый длительный ток нагрузки (для прокладки в земле), А*	~350-400
Испытательное напряжение переменного тока частотой 50 Гц, кВ/время	Для 10 кВ: 60 кВ / 10 мин.

*Точное значение зависит от условий прокладки (температура земли, удельное тепловое сопротивление, глубина заложения, количество работающих кабелей в траншее).

Области применения и условия прокладки

Кабели сечением 150 мм² с бумажной изоляцией применяются для передачи и распределения электроэнергии в стационарных установках:

• В электрических сетях на напряжение до 35 кВ включительно.
• Для питания мощных промышленных потребителей (заводы, фабрики, горнодобывающие предприятия).
• В распределительных сетях городской инфраструктуры.
• Для ввода электроэнергии на территории объектов с повышенными требованиями к надежности.

Условия прокладки:

• В земле (траншеях): Наиболее распространенный способ. Требует наличия подушки из песчаного грунта, защиты кирпичом или сигнальными лентами. Глубина прокладки — не менее 0.7 м до верха кабеля.
• В кабельных каналах, туннелях, коллекторах: Допускается при условии отсутствия механических повреждений и перегрева. Необходимо учитывать пожарную опасность и обеспечивать вентиляцию.
• В производственных помещениях: По конструкциям, стенам, на лотках и в коробах. Важно исключить риск повреждения оболочки и ее контакта с агрессивными средами.

Ограничения: Прокладка по вертикальным и наклонным трассам с большим перепадом высот (более 15-25 м) требует применения кабелей с нестекающей пропиткой (МНС) или специальных стопорных муфт для предотвращения стекания пропиточного состава.

Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ)

Преимущества:

• Высокая термостойкость и долговечность: При соблюдении температурных режимов срок службы превышает 40 лет.
• Устойчивость к локальным перегревам: Бумажная изоляция менее чувствительна к точечным тепловым воздействиям по сравнению с полимерами.
• Хорошая электрическая прочность и стабильность параметров: Диэлектрические потери в широком диапазоне температур могут быть ниже, чем у полимерных изоляций.
• Относительно низкая стоимость: Для высоковольтных линий (35 кВ и выше) кабели с БПИ часто экономически выгоднее.
• Отработанная технология монтажа и эксплуатации: Существует обширный опыт и нормативная база по обслуживанию.

Недостатки:

• Гигроскопичность изоляции: Требует абсолютной герметичности оболочки. При повреждении оболочки изоляция быстро увлажняется и теряет свойства.
• Большая масса и радиус изгиба: Кабели тяжелее и менее гибки, чем аналоги с СПЭ.
• Сложность монтажа: Необходимость использования концевых и соединительных муфт с трудоемкой операцией по опрессовке и герметизации.
• Пожароопасность: Наличие пропиточного состава и бумаги требует специальных мер при прокладке в пучках.
• Ограничения по трассе: Проблемы со стеканием пропитки на трассах с большим перепадом высот.

Особенности монтажа и соединения

Монтаж кабелей с БПИ требует высокой квалификации персонала. Основные этапы:

1. Раскатка: Производится с соблюдением минимально допустимого радиуса изгиба (для 150 мм² на 10 кВ обычно 15-25 наружных диаметров кабеля).
2. Установка соединительных муфт: Трехфазная муфта включает разделку концов кабеля (ступенчатую зачистку изоляции), соединение жил с помощью медных трубок методом опрессовки, восстановление изоляции с помощью бумажных роликов и рулетов, заполнение полости муфты изоляционным компаундом и герметизацию корпуса.
3. Установка концевых муфт (концевиков): Могут быть мастичными, эпоксидными или полимерными. Обеспечивают плавный переход от кабельной изоляции к воздушной с контролем электрического поля.
4. Герметизация: Критически важный этап. Все разрезы оболочки и места ввода должны быть тщательно загерметизированы для предотвращения доступа влаги.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос 1: Почему для кабеля 150 мм² до сих пор применяется бумажная изоляция, а не современный сшитый полиэтилен?

Бумажная пропитанная изоляция обладает проверенной временем надежностью, особенно в сетях 35 кВ и выше. Она менее чувствительна к водным деревьям (деградации изоляции под воздействием влаги и электрического поля) по сравнению с полиэтиленом ранних поколений. Кроме того, в ряде проектов реконструкции или расширения сетей логично применять кабели, аналогичные уже существующим, для унификации запасных частей и технологий обслуживания. Экономический фактор также играет роль для крупных проектов.

Вопрос 2: Как определить, что кабель с БПИ увлажнен и непригоден к эксплуатации?

Основной метод — измерение тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ) и его зависимости от напряжения. Рост tg δ, особенно его резкое увеличение с ростом напряжения, является прямым признаком увлажнения изоляции. Также косвенными признаками могут служить снижение сопротивления изоляции, измеренного мегаомметром на 2500 В, и данные анализа газов в масле (для маслонаполненных кабелей или кабелей с вязкой пропиткой).

Вопрос 3: Каков реальный допустимый ток нагрузки для кабеля 150 мм² на 10 кВ при прокладке в земле?

Указанное в таблице значение ~350-400 А является ориентировочным. Точный расчет ведется по методике, учитывающей:

• Удельное тепловое сопротивление грунта (зависит от влажности и состава).
• Глубину заложения кабеля.
• Количество кабелей в траншее и расстояние между ними.
• Максимальную температуру грунта в месте прокладки.
• Наличие дополнительного охлаждения или подогрева.

Для точного определения необходимо выполнить тепловой расчет согласно ПУЭ или IEEE 835.

Вопрос 4: Можно ли соединять кабели с БПИ и кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена?

Да, технически это возможно с использованием специальных переходных соединительных муфт. Конструкция такой муфты обеспечивает электрическое соединение жил и плавное сопряжение двух различных типов изоляций с градировкой электрического поля. Однако такое соединение требует высокого качества изготовления и монтажа, и его следует избегать без крайней необходимости, так как оно усложняет диагностику и обслуживание линии.

Вопрос 5: Какой тип бронирования предпочтительнее для кабеля 150 мм² — ленточное (Б) или проволочное (К)?

Выбор зависит от условий прокладки:

• Броня из стальных лент (Б, Бл): Защищает от механических воздействий при прокладке в траншеях (давление грунта, случайные удары лопатой). Не предназначена для восприятия значительных растягивающих усилий.
• Броня из стальных оцинкованных проволок (К, Кл): Применяется на участках, где возможны растягивающие нагрузки (протяжка через кабельные блоки, прокладка по мостам, в вертикальных шахтах с большим перепадом высот), а также в грунтах с возможными смещениями (сейсмика, оползни).

Для стандартной прокладки в траншее без особых растягивающих нагрузок достаточно брони из стальных лент.

Заключение

Медные силовые кабели сечением 150 мм² с бумажной пропитанной изоляцией остаются надежным, долговечным и экономически обоснованным решением для строительства и реконструкции распределительных сетей среднего и высокого напряжения. Их успешная эксплуатация напрямую зависит от правильного выбора марки в соответствии с условиями прокладки, строгого соблюдения технологий монтажа, особенно герметизации соединений, и проведения регулярных высоковольтных испытаний и диагностики. Понимание конструктивных особенностей, преимуществ и ограничений данного типа кабельной продукции позволяет проектировщикам и эксплуатационному персоналу принимать технически и экономически взвешенные решения.