Кабели силовые 10 кВ с бумажной изоляцией сечением 70 мм²: конструкция, применение и технические аспекты

Силовые кабели на напряжение 10 кВ с бумажной пропитанной изоляцией и сечением токопроводящей жилы 70 мм² представляют собой классическое, проверенное временем решение для стационарной прокладки в электрических сетях среднего напряжения. Несмотря на развитие полимерных изоляционных технологий, кабели с бумажной изоляцией сохраняют свою актуальность в ряде ответственных применений благодаря ряду уникальных эксплуатационных характеристик. Данный тип кабеля обозначается как СБ (Станция-Бумага) или, согласно более современной маркировке, ЦСП (кабель с бумажной изоляцией, с обедненно-пропитанной изоляцией, в свинцовой оболочке, с защитными покровами).

Конструкция кабеля 10 кВ 70 мм²

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

• Токопроводящая жила: Выполняется из медной (Cu) или алюминиевой (Al) проволоки. Для сечения 70 мм² жила, как правило, многопроволочная (по ГОСТ 22483-2012 класс 2 или выше), что обеспечивает необходимую гибкость. Материал жилы является ключевым фактором, определяющим токовую нагрузку, массу и стоимость кабеля.
• Фазная изоляция: На жилу послойно накладывается бумажная лента кабельной конденсаторной марки. Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения (10 кВ). Для данного класса напряжения изоляция выполняется поточной, то есть толщина изоляции каждой жилы рассчитывается относительно земли и относительно других фаз.
• Заполнение межфазного пространства: После скрутки изолированных жил в сердечник, свободное пространство между ними заполняется бумажными жгутами или кабельной пряжей для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
• Поясная изоляция: Поверх скрученного сердечника также накладываются несколько слоев бумажных лент. Ее функция – дополнительное укрепление изоляции и создание единого изоляционного контура.
• Оболочка: Поверх поясной изоляции накладывается герметичная оболочка. Традиционно это свинцовая (С) или реже алюминиевая (А) оболочка. Свинец обеспечивает абсолютную герметичность, защищая бумажную изоляцию от увлажнения, и не подвержен коррозии в большинстве грунтов. Алюминиевая оболочка легче и прочнее на разрыв.
• Защитные покровы (броня): Для защиты оболочки от механических повреждений при прокладке в земле (траншеях) кабель бронируется. Типичная конструкция: подушка из битума и кабельной пряжи, две стальные оцинкованные ленты (Бл) или круглые/плоские стальные оцинкованные проволоки (Бн, Бп), наружный защитный шланг из волокнистых материалов (пропитанная кабельная пряжа) или поливинилхлоридного пластиката (Пв).

Ключевые технические характеристики и параметры

Основные параметры регламентируются ГОСТ 18410-73 «Кабели силовые с бумажной изоляцией» и другими сопутствующими стандартами.

Таблица 1: Сравнительные данные для кабелей 10 кВ 70 мм² с разными жилами

Параметр	Алюминиевая жила (АСБл, АСБ)	Медная жила (СБл, СБ)	Примечание
Длительно допустимый ток нагрузки (при прокладке в земле, +25°C грунта)	175 А	225 А	Значения ориентировочные, зависят от условий прокладки и числа кабелей в траншее.
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0,443 Ом/км	0,268 Ом/км	По ГОСТ 22483.
Масса 1 км кабеля	~3800-4200 кг	~4800-5200 кг	Зависит от типа брони и покровов.
Минимальный радиус изгиба при прокладке	25 x (D кабеля)	25 x (D кабеля)	D – наружный диаметр кабеля.
Рабочая температура жилы, макс.	+80°C	+80°C	Допускаются кратковременные перегрузки и токи КЗ в установленных пределах.

Таблица 2: Типовые электрические испытания для кабеля 10 кВ после прокладки

Вид испытания	Параметры испытания	Критерий исправности
Измерение сопротивления изоляции	Мегаомметр на 2500 В	Сопротивление должно быть не ниже норм ПУЭ (для 10 кВ – обычно не менее 100 МОм*км).
Испытание повышенным напряжением постоянного тока	Напряжение 60 кВ, продолжительность 10 мин.	Отсутствие пробоя и стабильность тока утечки.
Измерение коэффициента абсорбции	Отношение R60/R15	Значение не менее 1,2 указывает на сухость изоляции.

Области применения и особенности монтажа

Кабели СБ/ЦСП 10 кВ 70 мм² применяются для передачи и распределения электроэнергии в сетях трехфазного переменного тока с изолированной или компенсированной нейтралью частотой 50 Гц. Основные сферы применения:

• Прокладка в земле (траншеях) – основной и наиболее частый способ.
• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах.
• Прокладка по эстакадам и галереям (требуется защита от прямых солнечных лучей).
• Вводы на территории промышленных предприятий, шахт, нефтеперерабатывающих заводов.

Особенности монтажа: Прокладка требует тщательной подготовки трассы. Дно траншеи должно быть выровнено и отсыпано песчаной подушкой. При прокладке нескольких кабелей в одной траншее необходимо соблюдать нормативные расстояния между ними (не менее 100 мм для кабелей 10 кВ). Кабель укладывается «змейкой» с запасом по длине для компенсации температурных деформаций и возможных смещений грунта. Обязательна защита брони от коррозии (при наличии) и установка контрольных и соединительных муфт. Монтаж должен производиться при положительной температуре окружающей среды без предварительного подогрева кабеля. Концевые заделки (концевики) для кабелей с бумажной изоляцией имеют сложную конструкцию, требующую квалификации монтажника, и предназначены для стекания пропиточного состава и обеспечения необходимого уровня разрядных характеристик.

Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями с полимерной изоляцией (XLPE)

• Преимущества:
  • Высокая термическая стабильность и стойкость к тепловым перегрузкам.
  • Высокая стойкость к частичным разрядам и «древовидным» образованиям (трекингу).
  • Меньшая диэлектрическая проницаемость и tg δ, что снижает диэлектрические потери в изоляции, что критично для кабелей большой длины.
  • Длительная история эксплуатации (более 50 лет при правильных условиях).
  • Высокая надежность в условиях медленного развития повреждений (позволяет выявить дефект по снижению сопротивления изоляции до наступления пробоя).
• Недостатки:
  • Гигроскопичность изоляции. При повреждении герметичной оболочки бумажная изоляция быстро увлажняется, что приводит к резкому снижению электрической прочности.
  • Большая масса и меньшая гибкость, сложность монтажа на вертикальных и сложных трассах.
  • Наличие жидкого пропиточного состава, который может стекать при прокладке на уклонах, требуя специальных мер (ограничение перепада высот, установка стопорных муфт).
  • Необходимость применения свинца (экологические ограничения).
  • Более сложный и длительный монтаж муфт, требующий высокой квалификации персонала.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос 1: В чем принципиальная разница между кабелями марок СБ и ЦСП?

Марка СБ (с пропитанной бумажной изоляцией) подразумевает классическую пропитку вязким маслоканифольным составом. Кабель марки ЦСП имеет обедненно-пропитанную изоляцию (ОПИ), где используется менее вязкий состав, что позволяет прокладывать кабель на трассах с большими перепадами высот без значительного стекания пропитки. Кабели ЦСП более современны и имеют меньше ограничений по монтажу.

Вопрос 2: Как определить, что бумажная изоляция кабеля увлажнена?

Основной метод – измерение сопротивления изоляции мегаомметром и, что более важно, коэффициента абсорбции (отношения R60/R15). Значение коэффициента абсорбции менее 1,2 с высокой вероятностью указывает на критическое увлажнение изоляции, требующее поиска и устранения повреждения оболочки.

Вопрос 3: Каков максимально допустимый перепад уровней при прокладке кабеля с бумажной изоляцией?

Для кабелей с обычной пропиткой (СБ) перепад уровней строго ограничен (обычно не более 15-25 м в зависимости от конструкции). Для кабелей с обедненно-пропитанной изоляцией (ЦСП) допустимый перепад значительно выше и может достигать 100 метров и более, что указано в технических условиях на конкретный кабель.

Вопрос 4: Можно ли соединять кабель с бумажной изоляцией с кабелем с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE)?

Да, это технически возможно с использованием специальных переходных муфт. Однако такое соединение требует тщательного проектирования, учета разных температурных режимов работы, коэффициентов линейного расширения и методов монтажа. Это решение применяется, как правило, при реконструкции участков сетей.

Вопрос 5: Какой срок службы у данного кабеля и от чего он зависит?

Номинальный срок службы составляет 30 лет. Фактический срок может превышать 50 лет при соблюдении условий: номинальная нагрузка, отсутствие повреждений оболочки и, как следствие, увлажнения изоляции, отсутствие вибраций и коррозионного воздействия на броню и оболочку, квалифицированный монтаж и обслуживание.

Заключение

Силовой кабель 10 кВ сечением 70 мм² с бумажной пропитанной изоляцией остается надежным и технически обоснованным выбором для строительства и реконструкции стационарных кабельных линий среднего напряжения, особенно в условиях, где важна долговременная стабильность параметров изоляции и стойкость к тепловым воздействиям. Его применение требует глубокого понимания конструктивных особенностей, строгого соблюдения правил монтажа и эксплуатации, а также наличия квалифицированного персонала для проведения монтажа муфт и диагностики. Выбор между кабелем с бумажной и полимерной изоляцией должен осуществляться на основе технико-экономического сравнения с учетом всех условий трассы, режимов работы и требований к надежности.