Кабели силовые 3-х жильные сечение 70 мм с бумажной изоляцией
Кабели силовые трехжильные с бумажной изоляцией сечением 70 мм²: конструкция, применение и технические аспекты
Силовые кабели с бумажной пропитанной изоляцией на напряжение 1-35 кВ, в частности трехжильные с сечением токопроводящей жилы 70 мм², представляют собой классическое и проверенное временем решение для стационарной прокладки в электрических сетях. Несмотря на активное развитие полимерных изоляционных материалов, кабели с бумажной изоляцией сохраняют свою актуальность в ряде ответственных применений благодаря ряду уникальных эксплуатационных характеристик. Данная статья детально рассматривает конструкцию, параметры, области применения и особенности монтажа и эксплуатации кабелей данного типа.
Конструкция кабеля на 70 мм²
Конструкция трехжильного кабеля сечением 70 мм² с бумажной изоляцией является многослойной и строго регламентируется стандартами (ГОСТ 18410-73, ГОСТ 18409-73, МЭК 60055-1). Каждый элемент выполняет критически важную функцию.
- Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия (марка А) или меди (марка ММ) сечением 70 мм². Для данного сечения жила, как правило, выполняется многопроволочной (повивной скрутки) для обеспечения необходимой гибкости. Класс гибкости обычно соответствует 2 (для алюминия) или 2 или 3 (для меди).
- Фазная изоляция: Каждая жила индивидуально изолируется поясом из кабельной бумаги, пропитанной вязким маслоканифольным или синтетическим (полиизобутилен, полиалкилбензол) составом. Бумажная лента накладывается в несколько слоев (обычно 10-12 и более для напряжений 6-10 кВ) с перекрытием. Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения кабеля.
- Заполнитель: Пространство между изолированными жилами заполняется жгутами из бумаги или кабельной пряжей для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
- Поясная изоляция: Поверх скрученных изолированных жил накладывается общий пояс изоляции из бумажных лент.
- Экран по изоляции (для кабелей на 6 кВ и выше): Обязательный элемент для выравнивания электрического поля. Выполняется из электропроводящей бумаги или полупроводящей ленты в виде спиральной намотки поверх поясной изоляции.
- Оболочка: Защищает изоляцию от влаги, механических повреждений и агрессивных сред. Наиболее распространены:
- Свинцовая (марка С): Классический вариант, обеспечивающая абсолютную герметичность и гибкость. Сплав марки ССу (с сурьмой) обладает повышенной стойкостью к вибрациям.
- Алюминиевая (марка А): Более прочная, легкая и дешевая, но менее гибкая и требует защиты от электрокоррозии.
- Защитные покровы: Включают подушку (битумный состав, крепированная бумага, ПЭТ-лента), броню и наружный покров.
- Броня: Для кабелей с сечением 70 мм² обычно применяются стальные оцинкованные ленты (марки Бл) или, реже, для особо тяжелых условий, круглые оцинкованные проволоки (марки Бк).
- Наружный покров: Волокнистые материалы (пропитанная кабельная пряжа, стеклопряжа) или полимерные (шланг из ПВХ пластиката) для защиты брони от коррозии.
- Магистральные линии в сетях 6-10 кВ городского и промышленного распределения.
- Питающие линии для мощного оборудования (насосы, вентиляторы, трансформаторы собственных нужд) на промышленных предприятиях, шахтах, насосных станциях.
- Вводы на территории с повышенной пожароопасностью, где кабели с бумажной изоляцией имеют преимущество по стойкости к внешнему нагреву.
- Прокладка в земле (траншеях), кабельных каналах, тоннелях, шахтах, по эстакадам. При прокладке в земле обязательна песчаная подушка и защита кирпичом или сигнальной лентой.
Основные технические характеристики и параметры
Ключевые параметры для кабеля 70 мм² определяются его номинальным напряжением. Ниже приведены данные для распространенных напряжений 1 кВ, 6 кВ и 10 кВ.
Таблица 1: Основные электрические и конструктивные параметры
| Параметр | Напряжение, 1 кВ (например, АСБл 3х70) | Напряжение, 6 кВ (например, АСБл 3х70) | Напряжение, 10 кВ (например, АСБл 3х70) |
|---|---|---|---|
| Номинальное сечение жилы, мм² | 70 | ||
| Толщина фазной изоляции из бумаги, мм | ~1.5 | ~2.3 | ~2.8 |
| Толщина свинцовой оболочки, мм | ~2.0 | ~2.0 | ~2.2 |
| Диаметр кабеля (приблизительно), мм | 35-40 | 38-43 | 40-45 |
| Масса 1 км кабеля, кг (свинец+броня) | 3500-4000 | 3800-4300 | 4000-4500 |
| Допустимый длительный ток в земле (грунт 1.2°С*м/Вт, +25°С), А | 175-185 | 170-180 | 165-175 |
| Допустимый длительный ток в воздухе (+25°С), А | 155-165 | 150-160 | 145-155 |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°С, Ом/км (Алюминий) | 0.443 | ||
| Испытательное напряжение переменного тока, кВ/5 мин. | 3.5 | 12 | 20 |
Области применения и особенности прокладки
Кабели АСБ/СБ 3х70 мм² применяются для передачи и распределения электроэнергии в стационарных установках. Основные сферы:
Особенности монтажа: При монтаже необходимо учитывать минимально допустимые радиусы изгиба: для кабелей в свинцовой оболочке с броней – 15 наружных диаметров, в алюминиевой оболочке – 25 наружных диаметров. При прокладке на вертикальных и крутонаклонных участках необходимо применять стопорные муфты для предотвращения стекания пропиточного состава. Монтаж должен производиться при положительных температурах без предварительного подогрева кабеля.
Сравнение с кабелями с полимерной изоляцией (XLPE)
Таблица 2: Сравнительный анализ кабелей 3х70 мм²
| Критерий | Кабель с бумажной пропитанной изоляцией (АСБ 3х70) | Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (АПвБбШп 3х70) |
|---|---|---|
| Максимальная рабочая температура жилы, °C | +80 (длит.), +90 (кратковр.) | +90 (длит.), +130 (кратковр.) |
| Допустимая температура при КЗ (1-5 сек), °C | 200-250 | 250 |
| Стойкость к внешнему нагреву (пожар) | Высокая (бумага карбонизируется, но не плавится) | Низкая (ПВХ шланг и полиэтилен горючи) |
| Чувствительность к дефектам монтажа (заострения, влага) | Высокая, требует высокой квалификации монтажников | Относительно низкая |
| Требования к трассе (перепады уровней) | Ограничения из-за стекания пропитки | Нет ограничений |
| Диэлектрические потери (tg δ) | Высокие, растут с нагревом | Низкие, стабильные |
| Масса и габариты | Больше | Меньше |
| Срок службы, лет | 40 и более | 30 и более (прогнозируемый) |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Вопрос 1: В чем главное преимущество бумажной изоляции перед полимерной сегодня?
Основное преимущество – высокая термостабильность и стойкость к распространению горения при внешнем пожаре. Бумажная изоляция не плавится и не создает потоков горящего полимера, что критически важно для объектов с повышенными требованиями пожарной безопасности (метро, ТЭЦ, химические производства). Кроме того, такие кабели имеют многодесятилетнюю историю эксплуатации и предсказуемое поведение при старении.
Вопрос 2: Каков главный недостаток таких кабелей?
Главный эксплуатационный недостаток – гигроскопичность бумажной изоляции. При повреждении металлической оболочки (свинцовой или алюминиевой) влага проникает в изоляцию, что приводит к резкому снижению электрической прочности, росту диэлектрических потерь и постепенному пробою. Поэтому контроль герметичности оболочки при монтаже и эксплуатации является обязательным.
Вопрос 3: Как определить необходимость применения кабеля именно с сечением 70 мм²?
Сечение 70 мм² выбирается на основе расчета по допустимому длительному току нагрузки или по экономической плотности тока, а также проверяется на термическую стойкость к токам короткого замыкания и по потере напряжения. Для напряжения 10 кВ это сечение типично для нагрузок 2-3 МВА. Оно является стандартным и экономически обоснованным для линий протяженностью несколько километров с током нагрузки 150-180 А.
Вопрос 4: Можно ли соединять кабели с бумажной изоляцией 70 мм² с кабелями с XLPE изоляцией?
Да, это технически возможно с использованием специальных соединительных муфт переходного типа. Однако такое соединение требует тщательного проектирования и монтажа, так как необходимо учитывать разные температурные режимы работы изоляций, разные коэффициенты линейного расширения и методы заделки концов. Рекомендуется по возможности избегать таких переходов на одной линии.
Вопрос 5: Как часто и какими методами необходимо проводить диагностику кабельных линий с бумажной изоляцией?
Для кабелей на напряжение 6-10 кВ рекомендовано проведение плановых высоковольтных испытаний повышенным напряжением постоянного тока (выпрямленным) согласно нормативам (например, 6Uн для кабелей на 10 кВ). Периодичность – раз в 2-5 лет в зависимости от важности линии. Также эффективными методами диагностики состояния изоляции являются измерение тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ) и частичных разрядов, которые позволяют оценить степень старения и увлажнения изоляции без деструктивного воздействия.
Заключение
Силовые трехжильные кабели сечением 70 мм² с бумажной пропитанной изоляцией остаются надежным, долговечным и востребованным решением для строительства и модернизации распределительных сетей среднего напряжения, особенно в условиях, предъявляющих повышенные требования к пожарной безопасности и надежности. Их выбор должен основываться на тщательном технико-экономическом обосновании, учитывающем все особенности трассы прокладки, условия эксплуатации, квалификацию монтажных и обслуживающих подразделений. Правильный монтаж, квалифицированное обслуживание и своевременная диагностика обеспечивают срок службы таких кабельных линий, превышающий 40-50 лет.