Кабели силовые 6 кВ с бумажной изоляцией бронированные
Кабели силовые 6 кВ с бумажной изоляцией, бронированные: конструкция, применение и технические аспекты
Кабели силовые на напряжение 6 кВ с бумажной пропитанной изоляцией и броней представляют собой классическое, проверенное временем решение для стационарной прокладки в электрических сетях среднего напряжения. Несмотря на появление полимерных аналогов, они сохраняют свою актуальность в ряде ответственных применений благодаря высокой электрической прочности, надежности и длительному сроку службы в условиях грамотной эксплуатации. Данный тип кабеля обозначается аббревиатурой СБ (Станция-Броня), например, СБл 6 кВ, где «л» указывает на наличие лавсановой ленты под броней.
Конструкция кабеля
Конструкция бронированного кабеля с бумажной изоляцией на 6 кВ является многослойной и строго регламентированной. Каждый элемент выполняет критически важную функцию.
- Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия (А) или меди, круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма позволяет уменьшить общий диаметр кабеля и экономить материалы изоляции и оболочки. Жилы могут быть однопроволочными (для небольших сечений) или многопроволочными.
- Фазная изоляция. Выполняется из кабельной бумаги высокой плотности, наложенной по спирали в несколько слоев (обычно 8-12 и более для 6 кВ). Толщина изоляции нормирована и зависит от номинального напряжения. Бумажная лента пропитывается вязким маслоканифольным или синтетическим (полиизобутилен, алкилбензол) составом. Эта пропитка обеспечивает высокую диэлектрическую прочность, заполняет воздушные включения и отводит тепло от жилы.
- Поясная изоляция. Поверх скрученных изолированных жил (изолированного сердечника) также накладываются слои кабельной бумаги, формируя общий поясной изоляционный слой.
- Экран (для кабелей на 6 кВ и выше). Обязательный элемент. Представляет собой полупроводящую бумагу или ленту, наложенную поверх изолированных жил, и медную проводящую ленту или оплетку. Назначение экрана – выравнивание электрического поля, предотвращение поверхностных разрядов и коронного разряда, а также обеспечение безопасного заземления.
- Заполнитель. Пространство между изолированным сердечником и оболочкой заполняется жгутами из кабельной пряжи, бумажными жгутами или другими материалами для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
- Внутренняя защитная оболочка (под броней). Изготавливается обычно из свинца (С), алюминия (А) или, в современных модификациях, из полимерных материалов. Свинцовая оболочка (С) герметична, гибка, устойчива к коррозии в большинстве грунтов, но имеет значительный вес. Алюминиевая оболочка (А) легче и прочнее механически. Оболочка защищает изоляционный сердечник от проникновения влаги, внешних воздействий и служит экраном.
- Броневой покров. Предназначен для защиты от механических повреждений (растяжения, сдавливания, ударов, грызунов). Конструкция брони зависит от условий прокладки:
- Две стальные ленты (Б). Накладываются с перекрытием. Применяются при прокладке в грунтах с незначительными растягивающими усилиями.
- Две стальные оцинкованные проволоки (К). Используются в условиях, где возможны значительные растягивающие нагрузки (например, на крутых склонах, в болотистой местности с подвижками грунта).
Под броней и поверх нее накладываются подушка и защитный покров из битума, кабельной пряжи, крепированной бумаги или полимерных лент (например, лавсановой – индекс «л» в марке СБл) для защиты металлической оболочки от коррозии и повреждения лентами/проволоками брони.
- Наружный покров. Наносится на броню для дополнительной защиты от коррозии (битумный состав, полимерные материалы).
- Магистральные линии в городских и промышленных сетях 6 кВ.
- Питание мощных электроприемников на промышленных предприятиях (насосы, вентиляторы, компрессоры).
- Вводы на подстанции и распределительные устройства.
- Прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия блуждающих токов и агрессивности грунтов к материалу оболочки.
- Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам.
- Прокладка в помещениях и тоннелях метрополитена.
- Высокая электрическая прочность и надежность. Бумажно-масляная изоляция обладает исключительно высокими диэлектрическими характеристиками, что обеспечивает длительный срок службы (40-50 лет и более).
- Термостабильность. Хорошо выдерживает перегрузки по току.
- Устойчивость к внешним воздействиям. Броня надежно защищает от механических повреждений, а герметичная металлическая оболочка – от влаги и агрессивных сред (при правильном выборе материала оболочки).
- Хорошая теплоотдача. Металлическая оболочка и броня способствуют рассеиванию тепла.
- Отработанная технология монтажа и эксплуатации. Существуют четкие инструкции по прокладке, разделке, монтажу муфт и эксплуатации.
- Большая масса и радиус изгиба. Значительно тяжелее и менее гибки, чем полимерные кабели, что усложняет транспортировку и монтаж.
- Требовательность к условиям монтажа. Необходимость поддержания разности уровней при прокладке (во избежание стекания пропитки), предварительный подогрев при низких температурах.
- Пожароопасность. Бумажная изоляция и пропиточный состав горючи. Требуется соблюдение противопожарных мер, особенно при прокладке в пучках.
- Сложность монтажа концевых и соединительных муфт. Процесс разделки и монтажа муфт (свинцовых, эпоксидных) трудоемок, требует высокой квалификации персонала.
- Чувствительность к вибрации. Свинцовая оболочка подвержена усталостным разрушениям при постоянной вибрации.
- Экологические аспекты. Использование свинца и масляных пропиток требует внимания к вопросам утилизации.
- Транспортировка и хранение. Барабаны должны находиться в вертикальном положении. Не допускаются удары и падения.
- Радиус изгиба. При прокладке минимальный радиус изгиба составляет не менее 25 наружных диаметров для многожильных кабелей в свинцовой оболочке с броней из лент и не менее 15 диаметров для кабелей с броней из проволок.
- Разность уровней. Для кабелей с вязкой пропиткой допустимая разность уровней между высшей и низшей точками трассы строго ограничена (обычно 15-25 м для 6 кВ). При больших перепадах используются кабели с нестекающей пропиткой или специальные муфты-ограничители.
- Подогрев. При температуре ниже 0°C прокладка разрешена только после предварительного подогрева кабеля в отапливаемом помещении или с помощью трансформаторов тока.
- Защита от коррозии. При прокладке в грунтах с агрессивной средой к свинцу или стали необходима дополнительная защита (кабель в поливинилхлоридном шланге, прокладка в асбоцементных или пластиковых трубах).
- Заземление. Металлическая оболочка, броня и экраны кабеля с обоих концов должны быть надежно заземлены для безопасности и нормальной работы защит.
- Контроль изоляции. В процессе эксплуатации обязателен регулярный контроль состояния изоляции путем измерения сопротивления и испытания повышенным напряжением выпрямленного тока.
Область применения и способы прокладки
Кабели СБ 6 кВ предназначены для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках с изолированной или заземленной нейтралью. Частота – 50 Гц. Основные сферы применения:
Важно: Прокладка по воздуху (по опорам) не рекомендуется из-за значительного собственного веса и чувствительности свинцовой оболочки к вибрации и усталостным нагрузкам. Для воздушных линий применяются иные конструкции.
Ключевые технические характеристики и параметры
Основные параметры регламентируются ГОСТ 18410-73 «Кабели с бумажной изоляцией. Технические условия» и другими отраслевыми стандартами.
Таблица 1. Основные электрические характеристики кабеля 6 кВ
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U, кВ | 6/6 (для сетей с изолированной нейтралью) или 6/10 (для сетей с эффективно заземленной нейтралью) |
| Испытательное переменное напряжение промышленной частоты, 10 мин. | 18 кВ (для кабелей 6/6 кВ) |
| Допустимая длительная температура нагрева жилы | +80°C |
| Допустимая температура нагрева при коротком замыкании (не более 4 сек) | +200°C (для кабелей с бумажной изоляцией) |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева | 0°C |
| Сопротивление изоляции (при +20°C) | Не нормируется в абсолютных значениях. Контролируется испытанием повышенным напряжением и отсутствием пробоя. |
| Емкость на 1 км длины | Зависит от сечения и конструкции, примерно 0,3 – 0,5 мкФ/км |
Таблица 2. Примеры марок и конструктивных особенностей
| Марка кабеля | Материал жилы | Материал оболочки | Тип брони | Особенности и применение |
|---|---|---|---|---|
| СБ 6 кВ | Медь | Свинец | Две стальные ленты | Базовая модель для прокладки в земле (траншеях) при отсутствии растягивающих усилий. |
| СБл 6 кВ | Медь | Свинец | Две стальные ленты | Аналогично СБ, но с лавсановой лентой под броней, что улучшает стойкость к коррозии и механическую защиту оболочки. |
| СБГ 6 кВ | Медь | Свинец | Две стальные ленты | Броня с противокоррозионным защитным покровом, повышенная гибкость. |
| СБК 6 кВ | Медь | Свинец | Круглые стальные оцинкованные проволоки | Для прокладки в грунтах с возможными растягивающими усилиями, на крутых склонах. |
| АСБ 6 кВ | Алюминий | Свинец | Две стальные ленты | Более легкий и экономичный вариант с алюминиевой жилой. |
| ААБл 6 кВ | Алюминий | Алюминий | Две стальные ленты | Алюминиевая жила и оболочка, лавсановая лента. Легче и прочнее механически, чем свинцовые аналоги. |
Преимущества и недостатки
Преимущества:
Недостатки:
Особенности монтажа и эксплуатации
Монтаж кабелей с бумажной изоляцией требует строгого соблюдения правил ПУЭ, ПТЭЭП и инструкций заводов-изготовителей.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальное отличие кабелей СБ от АСБ?
Отличие заключается в материале токопроводящей жилы. СБ – с медной жилой, АСБ – с алюминиевой. Это влияет на токовую нагрузку (у меди она примерно на 30% выше при том же сечении), массу, стоимость и способ оконцевания. Медные кабели дороже, но обеспечивают лучшие электрические характеристики и надежность контактных соединений.
Можно ли проложить кабель СБл 6 кВ в помещении?
Да, можно, но с учетом требований пожарной безопасности. При прокладке в помещениях, кабельных сооружениях и коллекторах необходимо учитывать горючесть кабеля. Рекомендуется применять противопожарные барьеры, покрытие огнезащитными составами или выбирать для таких трасс кабели в исполнении с пониженной пожарной опасностью (например, с оболочкой из пониженной горючести), если такие варианты предусмотрены производителем.
Что означает индекс «л» в маркировке СБл?
Индекс «л» указывает на наличие под броней оболочки дополнительной защитной подушки, в состав которой входит лавсановая (полиэтилентерефталатная) лента. Эта лента повышает механическую защиту металлической оболочки от повреждения стальными лентами брони, улучшает антикоррозионные свойства и повышает стойкость к истиранию.
Какой кабель выбрать для прокладки в болотистой местности с неустойчивым грунтом: с ленточной или проволочной броней?
Для условий, где возможны значительные растягивающие усилия, смещения грунта, оползни, необходимо выбирать кабель с броней из стальных оцинкованных проволок (марка СБК или АСБК). Проволочная броня (тип «К») рассчитана на восприятие растягивающих нагрузок, в то время как ленточная броня (тип «Б») в первую очередь защищает от сдавливающих воздействий.
Почему при монтаже важно соблюдать допустимую разность уровней?
Вязкий пропиточный состав в бумажной изоляции под действием гравитации и нагрева от нагрузки может стекать в нижние точки трассы. Это приводит к осушению изоляции в верхних точках, образованию воздушных включений, резкому снижению электрической прочности и возможному пробою. Ограничение перепада высот минимизирует этот риск.
Как правильно выбрать сечение жилы кабеля 6 кВ?
Выбор сечения производится по трем основным критериям, указанным в ПУЭ (Глава 1.3):
1. По допустимому длительному току нагрузки (нагреву).
2. По экономической плотности тока (для линий с большим числом часов использования максимума нагрузки).
3. По условиям срабатывания защиты (проверка на термическую стойкость при коротком замыкании и соответствие тока отсечки защит).
Расчет должен выполняться проектной организацией с учетом всех условий прокладки (температура грунта/воздуха, способ прокладки, количество работающих кабелей вплотную).
Каков типовой срок службы такого кабеля?
Номинальный срок службы кабелей с бумажной пропитанной изоляцией, установленный стандартами, составляет 30 лет. Однако при правильной эксплуатации, соблюдении нагрузочного режима, своевременном проведении профилактических испытаний и отсутствии внешних повреждений фактический срок службы часто превышает 40-50 лет.
Чем оконцевать кабель СБ 6 кВ?
Для оконцевания применяются специальные концевые муфты (заделки) наружной (КНБ) или внутренней (КВБ) установки. Наиболее распространены эпоксидные муфты (типа КВЭ, КНЭ), которые обеспечивают высокую надежность и относительно просты в монтаже по сравнению со свинцовыми. Также применяются муфты с термоусаживаемыми компонентами. Выбор типа муфты зависит от места установки (открытый воздух, помещение), условий эксплуатации и требований к пожароопасности.