Кабели силовые на напряжение 1 кВ с бумажной пропитанной изоляцией сечением 240 мм²: конструкция, применение и технические характеристики

Силовые кабели на напряжение 1 кВ с бумажной пропитанной изоляцией и сечением токопроводящей жилы 240 мм² представляют собой классическое, проверенное временем решение для стационарной прокладки в электрических сетях среднего и низкого напряжения. Несмотря на появление полимерных аналогов, данные кабели сохраняют свою актуальность в ряде ответственных применений благодаря уникальному сочетанию эксплуатационных свойств. Конструкция кабеля этого типа стандартизирована и регламентирована ГОСТ 18410-73 «Кабели силовые с бумажной изоляцией» и другими нормативными документами.

Конструктивные элементы кабеля 1 кВ 240 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим элементы от центра к периферии.

1. Токопроводящая жила

Жила сечением 240 мм² изготавливается, как правило, из алюминия (марка А) или меди (марка М). Для данного сечения жила выполняется секторной или сегментной формы для компактности и экономии материалов изоляции и оболочки. Жила может быть однопроволочной (при алюминии) или многопроволочной (чаще для меди и больших сечений алюминия), что обеспечивает необходимую гибкость.

2. Фазная изоляция

На токопроводящую жилу накладывается изоляция из кабельной бумаги ленточным способом. Бумажные ленты пропитаны вязким маслоканифольным или синтетическим составом. Толщина изоляции нормирована в зависимости от номинального напряжения. Для 1 кВ она составляет, как правило, от 0.75 до 1.2 мм на фазу. Пропитка обеспечивает заполнение воздушных промежутков, повышая электрическую прочность и отвод тепла.

3. Поясная изоляция

Поверх изолированных фазных жил, скрученных в сердечник, накладывается общий поясной слой из бумажных лент. Его функция – дополнительная изоляция между жилами и металлической оболочкой.

4. Заполнитель и экран

Промежутки между изолированными жилами для придания кабелю круглой формы заполняются жгутами из бумаги или кабельной пряжи. На скрученный сердечник может накладываться экран из электропроводящей бумаги или полупроводящей ленты для выравнивания электрического поля.

5. Герметизирующая оболочка

Ключевой элемент, обеспечивающий защиту бумажной изоляции от увлажнения и механических воздействий. Применяются два основных типа:

• Свинцовая (марка С): Изготавливается из свинцового сплава. Обладает абсолютной герметичностью, стойкостью к коррозии в большинстве грунтов, гибкостью. Недостаток – большой вес и чувствительность к вибрациям.
• Алюминиевая (марка А): Более современное решение. Легче, механически прочнее, обладает меньшим радиусом изгиба. Требует защиты от электрохимической коррозии.

6. Защитные покровы

Металлическая оболочка требует дополнительной защиты. Стандартная конструкция включает:

• Подушка (прослойка): Из битумного состава, крепированной бумаги или ПЭТ ленты для защиты оболочки от коррозии и механических повреждений от брони.
• Броня: Для кабелей сечением 240 мм² обычно применяются две стальные оцинкованные ленты (марка Б), наложенные с зазором. В условиях повышенных механических воздействий может использоваться броня из круглых стальных оцинкованных проволок (марка К).
• Наружный покров (защитный шланг): Изготавливается из волокнистых материалов (пропитанная кабельная пряжа) или поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает броню от коррозии и обеспечивает необходимую стойкость к внешним воздействиям.

Основные марки и области применения

Маркировка кабеля формируется согласно его конструктивным особенностям. Для сечения 240 мм² на 1 кВ наиболее распространены следующие марки:

Марка кабеля	Материал жилы	Материал оболочки	Тип брони/покрова	Типичная область применения
СБ	Алюминий	Свинец	Две стальные ленты, волокнистые покровы	Прокладка в земле (траншеях) с низкой коррозионной активностью, в кабельных каналах, туннелях.
СБл	Алюминий	Свинец	Две стальные ленты, ПВХ шланг	Прокладка в земле с повышенной коррозионной активностью, в агрессивных грунтах, во влажных помещениях.
ААБл	Алюминий	Алюминий	Две стальные ленты, ПВХ шланг	Наиболее распространенная марка для прокладки в земле и воде, где требуется механическая прочность и стойкость к коррозии.
ААШв	Алюминий	Алюминий	Две стальные ленты, ПВХ шланг	Аналогично ААБл, но с защитным шлангом из поливинилхлорида.
ЦААБл	Алюминий	Алюминий	Две стальные ленты, ПВХ шланг	Кабель с нестекающей пропиткой, допускается прокладка на вертикальных и наклонных трассах с большим перепадом уровней.

Ключевые технические и электрические параметры

Электрические характеристики (для алюминиевой жилы 240 мм², 1 кВ)

Параметр	Значение (ориентировочно)	Примечание
Сопротивление жилы постоянному току при 20°C, не более	0.125 Ом/км	По ГОСТ 22483
Допустимый длительный ток нагрузки (в земле)	355-390 А	Зависит от условий прокладки, марки, температуры земли
Допустимый длительный ток нагрузки (в воздухе)	365-410 А	Зависит от температуры воздуха, способа прокладки
Индуктивное сопротивление	~0.08 Ом/км	Зависит от расстояния между жилами
Емкость на фазу	~0.4 мкФ/км	Выше, чем у полимерных кабелей
Испытательное переменное напряжение 50 Гц, 10 мин.	3.5 кВ	Для кабелей на 1 кВ

Механические и эксплуатационные характеристики

• Минимальный радиус изгиба: 25 наружных диаметров для многожильных кабелей с поясной изоляцией.
• Диапазон рабочих температур: от -50°C до +50°C (для кабелей с вязкой пропиткой). Для кабелей с нестекающей пропиткой (ЦААБл и аналоги) допустима прокладка на трассах с перепадом уровней до 100 м и нагрев жилы до +70°C в рабочем режиме и +80°C в аварийном.
• Допустимая температура нагрева жилы: +80°C в длительном режиме, +90°C – в аварийном (для кабелей с вязкой пропиткой ограничения строже).
• Стойкость к короткому замыканию: Температура жилы при КЗ не должна превышать +200°C для кабелей с бумажной изоляцией.

Преимущества и недостатки по сравнению с полимерными кабелями (ВВГ, АВВГ и др.)

Преимущества:

• Высокая электрическая прочность и надежность: Бумажно-масляная изоляция обладает высокой диэлектрической прочностью и стойкостью к частичным разрядам.
• Отличные тепловые характеристики: Бумажная изоляция и пропитка лучше отводят тепло от жилы, что позволяет в ряде случаев иметь большие допустимые токи нагрузки по сравнению с полимерными кабелями того же сечения.
• Длительный срок службы: При соблюдении условий прокладки и эксплуатации достигает 40-50 лет и более.
• Устойчивость к солнечному излучению: Защитные покровы (волокнистые или ПВХ) обеспечивают стойкость к УФ-излучению при открытой прокладке.
• Герметичность: Металлическая оболочка абсолютно герметична, что исключает проникновение влаги в изоляцию.

Недостатки:

• Большая масса и габариты: Кабель значительно тяжелее и менее гибкий, чем полимерные аналоги.
• Сложность монтажа: Требует специального инструмента для разделки концов (установки концевых муфт), необходимость герметизации срезов.
• Ограничения по трассе: Кабели с вязкой пропиткой нельзя прокладывать на трассах с большим перепадом уровней из-за стекания пропитки. Для этого требуются специальные кабели с нестекающей пропиткой (марки с литерой «Ц»).
• Пожароопасность: Наличие пропитанной бумаги и битумных составов требует дополнительных мер пожарной безопасности при прокладке в помещениях. Кабели с ПВХ шлангом имеют пониженную горючесть.
• Требовательность к условиям хранения и монтажа: Необходимо предотвращать увлажнение концов кабеля во время хранения и монтажа.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабелей с бумажной изоляцией требует строгого соблюдения правил. При прокладке в земле необходима песчаная подушка, защита от механических повреждений кирпичом или плитами. Радиус изгиба должен строго соблюдаться. При прокладке в кабельных сооружениях используются лотки, кронштейны, полки. Крепление должно исключать повреждение оболочки. Особое внимание уделяется монтажу концевых и соединительных муфт. Процесс включает ступенчатую разделку изоляции, ее обезжиривание, монтаж корпуса муфты и обязательную герметизацию для предотвращения доступа воздуха и влаги к изоляции. В процессе эксплуатации обязательны периодические замеры сопротивления изоляции и проведение испытаний повышенным напряжением.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями марок ААБл и ААШв?

Разница заключается в материале наружного защитного покрова. У кабеля ААБл («л» – лавсан) этот покров выполнен из ПЭТ-ленты или аналогичного синтетического материала. У кабеля ААШв («ш» – защитный шланг, «в» – из винила) покров выполнен из поливинилхлоридного пластиката. Кабель ААШв, как правило, имеет лучшую стойкость к агрессивным средам и влаге, а также пониженную горючесть.

Можно ли проложить кабель СБ в земле без дополнительной защиты?

Кабель марки СБ имеет броню из стальных лент и наружный покров из волокнистых материалов (пропитанная пряжа), что предназначено для прокладки в земле. Однако в грунтах с повышенной химической агрессивностью или при наличии блуждающих токов требуется дополнительная защита, например, прокладка в асбестоцементных или пластиковых трубах. Предпочтительнее в таких условиях использовать кабели с ПВХ шлангом (ААБл, ААШв).

Какой кабель выбрать для вертикальной трассы с перепадом высот 50 метров?

Для таких трасс запрещено использовать кабели с обычной вязкой пропиткой (СБ, ААБл), так как пропитка будет стекать в нижнюю часть, приводя к осушению изоляции в верхней части и повышению давления в нижней. Необходимо применять кабели с нестекающей пропиткой, обозначаемые литерой «Ц» в начале марки, например, ЦААБл. В их изоляции используется специальный загущенный пропиточный состав.

Каков главный недостаток свинцовой оболочки по сравнению с алюминиевой?

Основные недостатки свинцовой оболочки: значительный вес (примерно в 4 раза тяжелее алюминиевой при том же диаметре), склонность к ползучести (подвижке) под действием собственного веса на вертикальных участках, меньшая механическая прочность и повышенная чувствительность к вибрационным нагрузкам, что может приводить к усталостным разрушениям.

Как определяется необходимое сечение 240 мм² для конкретного объекта?

Сечение 240 мм² выбирается на основе расчета по допустимому длительному току нагрузки с учетом способа прокладки (в земле, в воздухе, в трубе), температуры окружающей среды, количества работающих рядом кабелей (коэффициента снижения), а также проверки по потере напряжения и термической стойкости к токам короткого замыкания. Для алюминиевого кабеля 240 мм² допустимый ток в стандартных условиях составляет около 355-390 А при прокладке в земле.

Требуется ли дополнительная защита алюминиевой оболочки от коррозии?

Алюминиевая оболочка сама по себе обладает хорошей коррозионной стойкостью за счет образования оксидной пленки. Однако в сильно агрессивных средах (например, в зонах блуждающих токов, в солончаках, в грунтах с низким pH) требуется применение кабелей с усиленными внешними покровами (ПВХ шланг) или дополнительная катодная защита. Наружный покров в виде ПВХ шланга (марки ААШв, ААБл) является стандартной защитой от электрохимической коррозии.