Кабели силовые 35 кВ сечение 120 мм с пластмассовой изоляцией

Кабели силовые на напряжение 35 кВ с пластмассовой изоляцией сечением 120 мм²: конструкция, применение и технические аспекты

Силовые кабели на напряжение 35 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) и сечением токопроводящей жилы 120 мм² представляют собой современный, надежный и высокотехнологичный продукт для передачи и распределения электрической энергии в сетях среднего напряжения. Они практически полностью вытеснили кабели с бумажно-масляной изоляцией в новых проектах благодаря ряду эксплуатационных преимуществ. Данная статья детально рассматривает конструкцию, технические характеристики, области применения и особенности монтажа кабелей данного типа.

Конструкция кабеля 35 кВ 120 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый элемент выполняет критически важную функцию. Типовая конструкция соответствует ГОСТ 31996-2012 или международным стандартам IEC 60502-2.

• Токопроводящая жила: Выполняется из медной или алюминиевой проволоки. Для сечения 120 мм² жила, как правило, секторной или круглой формы, многопроволочная (класс 2 по ГОСТ 22483). Медь обеспечивает более высокую проводимость и механическую прочность, алюминий — меньший вес и стоимость.
• Экран по жиле (полупроводящей экран): Наносится поверх жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Выравнивает электрическое поле, предотвращая локальные концентрации напряженности и ионизацию.
• Изоляция: Основной слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции для кабелей на 35 кВ нормирована стандартами. Для СПЭ она составляет, как правило, 10.5 мм. Материал обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (длительно допустимая температура +90°C) и стойкостью к трекингу.
• Экран по изоляции (полупроводящей экран): Аналогичен экрану по жиле. Вместе с экраном по жиле создает коаксиальную конструкцию, ограничивающую электрическое поле внутри кабеля.
• Металлический экран (заземляющий): Выполняется в виде медной ленты, гофрированной медной ленты, проволок или их комбинации. Сечение медного экрана нормируется для обеспечения стойкости при токах короткого замыкания. Для кабеля 35 кВ 120 мм² типовое сечение экрана — 25 или 35 мм². Он служит для замыкания тока утечки, защиты от внешних электромагнитных помех и как элемент системы заземления.
• Поясная изоляция (разделительный слой): Полупроводящая или изолирующая лента, накладываемая поверх металлического экрана для предотвращения его контакта с броней.
• Броня (при наличии): Для кабелей, прокладываемых в земле или в условиях риска механических повреждений, применяется броня из двух оцинкованных стальных лент (обозначение «Б» в маркировке) или круглых оцинкованных проволок («К»).
• Защитный шланг (наружная оболочка): Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката (PVC) или полиэтилена (PE). Защищает внутренние элементы от влаги, агрессивных сред и механических воздействий. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики и параметры

Ключевые параметры кабеля определяются его сечением, классом напряжения и материалом жилы.

Таблица 1. Сравнительные характеристики кабелей 35 кВ 120 мм² с медной и алюминиевой жилой

Параметр	Кабель с медной жилой (Cu/XLPE/PVC 35 кВ 1х120)	Кабель с алюминиевой жилой (Al/XLPE/PVC 35 кВ 1х120)
Длительно допустимый ток нагрузки (при прокладке в земле, +25°C грунта)*	~300 А	~235 А
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0.153 Ом/км	0.253 Ом/км
Масса 1 км кабеля (примерно, без брони)	~4500 кг	~2500 кг
Внешний диаметр (примерно, без брони)	~55-60 мм	~55-60 мм
Минимальный радиус изгиба при монтаже	20 x Dкабеля (~1100-1200 мм)	20 x Dкабеля (~1100-1200 мм)
Сопротивление изоляции при +20°C	Не менее 1000 МОм·км	Не менее 1000 МОм·км
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты после монтажа	52 кВ (50 Гц), 60 мин.	52 кВ (50 Гц), 60 мин.

• Точные значения определяются конкретными условиями прокладки (глубина, теплопроводность грунта, количество кабелей в траншее, наличие нагрузок от других кабелей) и должны быть рассчитаны по методике, приведенной в ПУЭ 7 изд. или ГОСТ Р МЭК 60287.

Области применения и способы прокладки

Кабели данного типа применяются для создания кабельных линий электропередачи в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью.

• Питание крупных промышленных предприятий и объектов инфраструктуры: Заводы, нефтеперерабатывающие комплексы, порты.
• Распределительные сети городского и сельского электроснабжения: Вводы в распределительные устройства (РУ) 35/10(6) кВ, связь между подстанциями.
• Кабельные вставки в воздушные линии (КВЛ): Для обхода сложных участков (автомагистрали, природоохранные зоны).
• Питание объектов возобновляемой энергетики: Сборные линии от ветропарков или солнечных электростанций к повышающим подстанциям.

Способы прокладки:

• В кабельных траншеях (земля): Наиболее распространенный способ. Требует устройства песчаной подушки, защиты кирпичом или плитами, сигнальной ленты. Глубина прокладки — не менее 0.7-1.0 м.
• В кабельных каналах, туннелях, коллекторах: Для городской инфраструктуры. Важен учет тепловых режимов и противопожарных требований.
• В производственных помещениях: По конструкциям на лотках и коробах. Применяются кабели без брони с оболочкой с пониженным дымо- и газовыделением (LS).
• В блоках и трубах: При необходимости защиты от агрессивных сред или в сложных грунтах.

Преимущества кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) перед бумажно-масляными (БМИ)

• Отсутствие масла: Исключается риск утечки масла, нет необходимости в системах подпитки и контроля давления, кабель может прокладываться на вертикальных и наклонных трассах без ограничений.
• Высокая термостойкость: Допустимая температура жилы +90°C в длительном режиме и +250°C при коротком замыкании (против +70°C и +160°C для БМИ).
• Большая пропускная способность: Более высокие допустимые токи нагрузки при одинаковом сечении.
• Простота монтажа и эксплуатации: Меньший вес, большая гибкость, возможность изготовления длинных строительных длин, отсутствие необходимости в специальных концевых муфтах с системой маслоподпитки.
• Повышенная надежность: Не подвержены усушению изоляции, нечувствительны к вибрациям.

Особенности монтажа и оконцевания

Монтаж кабелей 35 кВ требует высокой квалификации персонала и соблюдения технологий.

• Работа с экранами: Правильное заземление медного экрана в концевой и соединительной муфтах критически важно. Применяется система одно- или двустороннего заземления в соответствии с проектом и режимом нейтрали сети.
• Монтаж муфт: Установка концевых и соединительных муфт 35 кВ — ответственная операция. Поверхность изоляции и экрана должна быть идеально очищена и подготовлена. Для СПЭ-кабелей применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты, а также прессуемые муфты с эпоксидной изоляцией.
• Контроль изоляции: После монтажа линия подвергается высоковольтным испытаниям повышенным напряжением промышленной частоты (52 кВ в течение 60 минут) и измерению сопротивления изоляции и коэффициента абсорбции.
• Учет растягивающих усилий: При прокладке в туннелях или на лотках не допускается превышение допустимого тягового усилия (обычно не более 50-70 Н/мм² сечения жилы).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Какой материал жилы выбрать: медь или алюминий для кабеля 35 кВ 120 мм²?

Выбор зависит от технико-экономического расчета. Медь обеспечивает на ~25% большую пропускную способность, меньшие потери, высокую коррозионную стойкость и механическую надежность в местах соединений. Алюминий существенно дешевле и легче. В стационарных прокладках при ограниченном бюджете и достаточном сечении алюминий является распространенным выбором. Для динамических нагрузок, сложных условий монтажа и при высоких требованиях к надежности предпочтительна медь.

2. Каков срок службы кабеля 35 кВ с СПЭ изоляцией?

Заявленный производителями срок службы составляет не менее 30-40 лет. Фактический срок зависит от условий эксплуатации (температурные режимы, перегрузки, коррозионная активность среды, качество монтажа и состояние заземления экранов). Регулярный мониторинг частичных разрядов и диагностика состояния изоляции позволяют прогнозировать остаточный ресурс.

3. Как правильно выбрать сечение экрана кабеля?

Сечение медного экрана нормируется стандартами (например, 25 мм² для одножильных кабелей 35 кВ по ГОСТ) и должно быть проверено на стойкость к токам короткого замыкания. Расчет ведется по формуле, учитывающей длительность и величину тока КЗ, чтобы температура экрана не превысила допустимую (обычно +250°C для СПЭ). В проекте этот расчет обязателен.

4. Можно ли прокладывать кабели 35 кВ в одном лотке с кабелями более низкого напряжения?

ПУЭ (Глава 2.1) допускает совместную прокладку, но с разделением по ярусам или с разделительными перегородками. Кабели на напряжение выше 1 кВ рекомендуется размещать выше кабелей до 1 кВ. Однако для кабелей 35 кВ, особенно при больших нагрузках, рекомендуется выделенная трасса для минимизации взаимного нагрева и влияния в аварийных режимах.

5. Каковы основные причины выхода из строя кабельных линий 35 кВ с СПЭ изоляцией?

• Неправильный монтаж муфт (основная причина отказов — до 70% случаев): загрязнение, неплотная усадка, ошибки при заземлении экрана.
• Механические повреждения при раскопках или монтаже.
• Перегрузки по току, ведущие к термическому старению изоляции.
• Повреждение оболочки и проникновение влаги в конструкцию кабеля.
• Дефекты изготовления (редко, но возможны включения инородных частиц в изоляцию).

6. Нужно ли использовать кабели с броней для прокладки в земле?

Да, для прокладки непосредственно в земле (траншее) обязательно применение кабелей с броней из оцинкованных стальных лент (маркировка «Б») для защиты от механических повреждений при последующих раскопках, давления грунта и грызунов. В кабельных каналах, туннелях и по лоткам внутри зданий допускается применение небронированных кабелей.

Заключение

Силовой кабель 35 кВ сечением 120 мм² с изоляцией из сшитого полиэтилена является стандартом для строительства современных распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция обеспечивает высокую надежность, долговечность и удобство монтажа. Правильный выбор марки кабеля (с учетом материала жилы, наличия брони и типа оболочки), строгое соблюдение технологий прокладки и оконцевания, а также регулярный диагностический контроль являются залогом безаварийной работы кабельной линии на протяжении всего ее жизненного цикла. При проектировании и эксплуатации необходимо руководствоваться актуальными редакциями ПУЭ, ГОСТ, а также рекомендациями производителей кабельно-муфтовой продукции.