Кабели силовые сечение 1200 мм с пластмассовой изоляцией без брони
Кабели силовые сечением 1200 мм² с пластмассовой изоляцией без брони: конструкция, применение, монтаж и эксплуатация
Силовые кабели с сечением токопроводящей жилы 1200 мм² и пластмассовой изоляцией без брони представляют собой высоковольтное оборудование, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10, 20 и 35 кВ частотой 50 Гц. Данные кабели относятся к категории крупных сечений и применяются на ответственных участках магистральных сетей, для ввода мощности на крупные промышленные предприятия, в городских распределительных сетях высокой мощности, а также в качестве питающих линий для энергоемких объектов (метрополитен, сталеплавильные цеха, насосные станции). Отсутствие брони определяет специфику условий прокладки и требует особого внимания при проектировании трасс.
Конструкция кабеля
Конструкция кабеля сечением 1200 мм² без брони является многослойной и строго регламентируется межгосударственными стандартами (ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ» и ГОСТ Р 53769-2010 для напряжений выше 1 кВ). Основные элементы конструкции следующие:
- Токопроводящая жила: Выполняется из медной или алюминиевой проволоки, скрученной по правильной концентрической конструкции. Для сечения 1200 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы для уменьшения общего диаметра кабеля и экономии материалов изоляции и оболочки. Медная жила обеспечивает более высокую проводимость и стойкость к электродинамическим воздействиям, алюминиевая — меньшую стоимость и вес.
- Экран по жиле (для кабелей на 6 кВ и выше): Обязательный элемент. Представляет собой полупроводящий экструдированный слой (из сшитого полиэтилена с сажей или электропроводящей бумаги/ленты). Выравнивает распределение электрического поля у поверхности жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.
- Изоляция: Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) или поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Для напряжений 10 кВ и выше практически повсеместно применяется XLPE, обладающий высокой термостойкостью (допустимая температура жилы +90°C в длительном режиме), отличными диэлектрическими и механическими свойствами. Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения.
- Экран по изоляции: Также полупроводящий слой, аналогичный экрану по жиле. Вместе с экраном по жиле создает коаксиальную конструкцию, ограничивающую электрическое поле внутри кабеля.
- Поясная изоляция: Может выполняться из полупроводящих или изоляционных материалов в виде лент или экструзионного слоя.
- Металлический экран (заземляющий): Критически важный элемент для кабелей без брони. Выполняется в виде медной ленты, гофрированной медной ленты, продольно наложенных медных проволок или их комбинации. Основные функции: защита от внешних электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, кратковременное проведение тока короткого замыкания и, главное, использование в качестве заземляющего проводника для систем защитного заземления. Для сечения жилы 1200 мм² сечение медных проволок экрана также нормируется (обычно не менее 25 мм²).
- Оболочка: Внешний защитный слой, предохраняющий внутренние элементы от механических повреждений, влаги, химических веществ и УФ-излучения. Выполняется из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ), полиэтилена (PE) или безгалогенных композиций с низким дымо- и газовыделением (LS). Цвет оболочки, как правило, черный.
- Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам и в галереях. Это основной способ монтажа для данной конструкции, так как кабель защищен от внешних механических воздействий строительными конструкциями.
- Прокладка в производственных помещениях.
- Прокладка в земле (траншее) только при гарантированном отсутствии механических повреждений. Это требует использования защитных средств: укладка в асбоцементные или ПНД трубы, применение сигнальных лент и плит. Прямая прокладка в земле без защиты не рекомендуется из-за риска повреждения ковшами экскаваторов, грызунами и при просадке грунта.
- Транспортировка и разгрузка: Барабаны с кабелем 1200 мм² имеют большую массу (до 20 тонн). Необходимо использовать грузоподъемную технику соответствующей грузоподъемности. Запрещено сбрасывать барабаны с транспортного средства.
- Раскатка: Производится с применением кабельных роликов, установленных на трассе с шагом 2-3 метра. Запрещена волочение кабеля по земле или бетону, а также перегибы сверх допустимого радиуса. Для раскатки часто используются лебедки с тяговым усилием, рассчитанным на массу кабеля.
- Монтаж концевых заделок (муфт): Является высокотехнологичной операцией. Требует специального оборудования для ступенчатой зачистки изоляции и экранов, обработки полупроводящих слоев, установки изоляционных и экранирующих элементов. Некачественный монтаж муфты — наиболее частая причина пробоя на кабельных линиях.
- Заземление: Металлические экраны (заземляющие жилы) с обоих концов кабеля должны быть надежно заземлены. В схемах с односторонним питанием может применяться заземление экрана с одной стороны и установка ограничителя напряжения (OVR) с другой для снижения потерь.
- Учет теплового расширения: При больших токах нагрузки кабель нагревается и удлиняется. При прокладке в лотках и на конструкциях необходимо предусматривать компенсационные петли или S-образные изгибы для предотвращения механических напряжений.
- Система мониторинга: На ответственных линиях рекомендуется применять системы распределенного мониторинга температуры (DTS) для контроля перегревов и локализации потенциальных повреждений.
Ключевые технические характеристики и параметры
Основные параметры кабеля 1200 мм² определяются его сечением, материалом жилы и классом напряжения. Ниже приведены типовые значения.
| Параметр | Для кабеля с алюминиевой жилой (АВВГ, АПвВГ) | Для кабеля с медной жилой (ВВГ, ПвВГ) | Примечания |
|---|---|---|---|
| Номинальное сечение жилы, мм² | 1200 | Фактическое сечение может незначительно отличаться в большую сторону. | |
| Максимально допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп)*, А | ~ 1600 — 1800 А | ~ 2000 — 2200 А | *Зависит от условий прокладки (в земле, воздухе, количестве рядом проложенных кабелей), температуры окружающей среды и типа изоляции. Значения приведены ориентировочно для прокладки в земле (траншее) одиночного кабеля при температуре грунта +20°C. |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более | 0.0250 | 0.0151 | По ГОСТ 22483-2012. |
| Допустимая температура жилы в длительном режиме | +70°C (для ПВХ изоляции), +90°C (для XLPE изоляции) | ||
| Допустимая температура при коротком замыкании (до 5 сек) | +160°C (для ПВХ), +250°C (для XLPE) | ||
| Минимальная температура монтажа без предварительного прогрева | -15°C (для ПВХ), -20°C (для XLPE) | ||
| Минимальный радиус изгиба при монтаже | 15-20 наружных диаметров кабеля | Для одножильных кабелей с сечением 1200 мм² требования строже. | |
| Масса 1 км кабеля, приблизительно | ~ 7000 — 8000 кг | ~ 11000 — 13000 кг | Зависит от конструкции, материала оболочки и производителя. |
Область применения и ограничения
Кабели сечением 1200 мм² без брони применяются в электрических сетях при соблюдении следующих условий:
Ограничения: Запрещена прокладка в земле (траншее) в условиях, где возможны смещения грунта, вибрационные нагрузки, наличие блуждающих токов высокой величины, а также в болотистой местности без специальных мероприятий. Не применяются для подвижного подключения.
Особенности монтажа и эксплуатации
Работа с кабелями большого сечения требует специальной подготовки и оборудования.
Сравнение с бронированными аналогами
Ключевое отличие — отсутствие бронепокрова из стальных лент или оцинкованных проволок. Это дает преимущества в виде меньшего веса, большей гибкости, упрощения монтажа концевых муфт и снижения стоимости. Однако это накладывает жесткие ограничения по способу прокладки, требуя дополнительных мер механической защиты. Бронированные кабели (АВБбШв, ПвБбШв) применяются при прямой прокладке в земле без дополнительных защитных труб, в условиях с повышенным риском механических повреждений.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Какой материал жилы лучше выбрать для кабеля 1200 мм²: медь или алюминий?
Выбор зависит от технико-экономического расчета. Медь имеет более высокую проводимость, меньший вес при эквивалентном токе, лучшую стойкость к циклическим нагрузкам и электродинамическую устойчивость. Алюминий существенно дешевле и легче, но требует большего внимания к контактным соединениям из-за склонности к окислению и ползучести. Для объектов с высокой постоянной нагрузкой и ограничениями по габаритам кабельных трасс часто выбирают медь.
2. Можно ли проложить кабель 1200 мм² без брони напрямую в земле?
Стандартами не запрещено, но крайне не рекомендуется без дополнительной защиты. Обязательным условием является прокладка в защитной трубе (ПНД, асбоцемент) или коробе с последующей засыпкой песчаной подушкой и укладкой сигнальной ленты и защитных плит. Риск повреждения при раскопках или из-за подвижек грунта для кабеля без брони максимален.
3. Как правильно выбрать сечение медных проволок экрана (заземляющего проводника)?
Сечение проволок металлического экрана нормируется стандартами. Для кабелей на напряжение 6-35 кВ с основным сечением жилы 1200 мм², согласно типовым ТУ, сечение экрана из медных проволок должно быть не менее 25 мм². Однако в проекте, исходя из токов короткого замыкания, может быть указано и большее сечение (например, 35 или 50 мм²). Следует строго соблюдать проектное решение.
4. Каковы особенности монтажа одножильных кабелей 1200 мм²?
При прокладке одножильных кабелей переменного тока необходимо учитывать возникновение вихревых токов в металлических экранах и элементах конструкции. Кабели должны быть уложены вплотную треугольником или плоскостью. Экран каждой фазы должен быть заземлен в одной или двух точках для прерывания пути циркуляции токов. При проходе через стальные перегородки или ферромагнитные конструкции требуется резка стальных элементов между фазами для предотвращения перегрева.
5. Какой тип изоляции предпочтительнее для напряжения 10 кВ: XLPE или ПВХ?
Для сечений 1200 мм² и напряжений 6 кВ и выше безусловно предпочтительна изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE). Она обеспечивает более высокую допустимую рабочую температуру (+90°C против +70°C у ПВХ), что позволяет пропускать больший ток нагрузки. XLPE имеет лучшие диэлектрические потери, более высокую стойкость к тепловым перегрузкам и коротким замыканиям. ПВХ изоляция может рассматриваться для бюджетных проектов на 6 кВ при невысоких требованиях к нагрузочной способности.
6. Как контролировать состояние такого кабеля в процессе эксплуатации?
Рекомендуется комплексный подход: визуальный осмотр трасс (где доступно), контроль температуры в контрольных точках пирометрами, периодическое проведение измерений мегомметром сопротивления изоляции. Наиболее эффективны диагностические испытания повышенным выпрямленным напряжением и, особенно, рефлектометрические измерения (импульсный метод) для определения мест возможных повреждений. Для критически важных линий целесообразна установка систем непрерывного онлайн-мониторинга температуры по всей длине (DTS).