Кабели силовые сечение 150 мм с бумажной изоляцией без брони
Кабели силовые с бумажной изоляцией на напряжение до 35 кВ, сечение 150 мм², без брони: конструкция, применение и технические характеристики
Силовые кабели с бумажной пропитанной изоляцией сечением 150 мм² без брони представляют собой классическое решение для стационарной прокладки в электрических сетях среднего напряжения. Основная сфера их применения — передача и распределение электроэнергии на промышленных предприятиях, в городских кабельных сетях, на объектах генерации. Отсутствие брони делает кабель более гибким и легким по сравнению с бронированными аналогами, но накладывает ограничения на условия монтажа, требуя защиты от механических повреждений. В данной статье детально рассмотрены конструктивные элементы, технические параметры, области применения и нормативная база для кабелей данного типа.
Конструкция кабеля на 150 мм² без брони
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Для сечения 150 мм² характерны свои особенности ввиду относительно большого диаметра токопроводящей жилы.
- Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия (марка А) или меди (марка ММ). Для сечения 150 мм² жила, как правило, выполняется однопроволочной (одножильной) для кабелей на напряжение 1-10 кВ или многопроволочной согласно ГОСТ. Материал и класс гибкости определяются техническими условиями на конкретную марку кабеля.
- Фазная изоляция. На жилу послойно накладывается бумажная лента, пропитанная вязким или нестекающим составом. Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения кабеля (6, 10, 20, 35 кВ). Для кабелей на 10 кВ, например, толщина изоляции на жилу 150 мм² составляет несколько миллиметров.
- Заполнение. Пространство между изолированными жилами заполняется жгутами из бумаги или кабельной пряжей для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
- Поясная изоляция. Поверх скрученных и заполненных изолированных жил накладывается общий поясной слой бумажной изоляции.
- Экран на изоляции. Для кабелей на напряжение 6 кВ и выше является обязательным. Представляет собой электропроводящую бумагу или полупроводящую ленту, наложенную поверх поясной изоляции. Выравнивает электрическое поле и предотвращает возникновение частичных разрядов.
- Металлическая оболочка. Герметичная оболочка, защищающая изоляцию от увлажнения и растекания пропиточного состава. Для безброневых кабелей обычно применяется алюминиевая (марка А) или свинцовая (марка С) оболочка. Алюминиевая оболочка легче и прочнее механически, свинцовая — более гибкая и коррозионностойкая в некоторых средах.
- Защитный покров (подушка и наружный покров). Поверх металлической оболочки последовательно наносятся:
- Подушка (прокладка). Из битумного состава, крепированной бумаги или ПЭТ ленты для защиты оболочки от коррозии и повреждения броней (в данном случае отсутствует).
- Наружный покров. Защищает кабель от внешних воздействий. Представляет собой бронепокров из стальных оцинкованных лент (у бронированных марок) или, в случае безброневого исполнения, просто волокнистые материалы (пряжа, стеклопряжа) с пропиткой битумным составом для защиты от влаги. Для кабелей без брони наружный покров не рассчитан на значительные механические нагрузки.
- ААШв (на напряжение 1, 6, 10 кВ): А – алюминиевая жила, А – алюминиевая оболочка, Шв – защитный покров в виде шланга из поливинилхлоридного пластиката. Без брони.
- ААШп: А – алюминиевая жила, А – алюминиевая оболочка, Шп – защитный покров в виде шланга из полиэтилена. Без брони.
- АСШв: А – алюминиевая жила, С – свинцовая оболочка, Шв – защитный покров в виде шланга из ПВХ пластиката. Без брони.
- АСШп: А – алюминиевая жила, С – свинцовая оболочка, Шп – защитный покров в виде шланга из полиэтилена.
- МСШв: М – медная жила, С – свинцовая оболочка, Шв – защитный покров из ПВХ.
- Прокладка в кабельных каналах, туннелях, шахтах и производственных помещениях. При условии отсутствия риска механических повреждений.
- Прокладка в лотках и по эстакадам. Допускается при защите от прямого солнечного излучения (УФ-излучение может разрушать наружный покров).
- Стационарная прокладка по несгораемым стенам и конструкциям.
- Прокладка в земле (траншеях). Допускается только при условии использования защитных конструкций: пластиковых или асбестоцементных труб, бетонных каналов, блоков. Прямая прокладка в земле без брони и механической защиты запрещена ПУЭ из-за высокой вероятности повреждения при земляных работах и под воздействием грунтовых напряжений.
- Высокая электрическая прочность и надежность, проверенная десятилетиями эксплуатации.
- Относительно низкая стоимость по сравнению с кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) аналогичного сечения и напряжения.
- Хорошая стойкость к термическим перегрузкам за счет высокой температуры пропитки.
- Длительный срок службы (до 40-50 лет при соблюдении условий эксплуатации и монтажа).
- Гигроскопичность бумажной изоляции. Требуется абсолютная герметичность оболочки. При повреждении оболочки изоляция быстро увлажняется и теряет свои свойства.
- Сложность монтажа, необходимость специальной технологии разделки концов с применением кабельных муфт, предотвращающих подсушение или увлажнение изоляции.
- Ограниченная допустимая разность уровней при прокладке из-за возможности стекания пропиточного состава. Для вязких пропиток это ограничение меньше.
- Большая масса и габариты по сравнению с СПЭ кабелями.
- Пожароопасность. Бумажная изоляция и пропиточный состав горючи. При групповой прокладке требуется применение огнезащитных покрытий или других мер.
- Отсутствие брони делает кабель уязвимым к механическим воздействиям, что требует дополнительных затрат на защитные конструкции при прокладке.
- Транспортировка и хранение. Барабаны должны находиться в вертикальном положении. Запрещены сбрасывания и удары. Хранение — под навесом, защищающим от осадков и прямых солнечных лучей.
- Прокладка. Температура окружающей среды при прокладке без предварительного подогрева не должна быть ниже 0°C для кабелей с вязкой пропиткой и -20°C для кабелей с нестекающей пропиткой. При более низких температурах требуется подогрев в отапливаемом помещении или термоусадочными аппаратами.
- Монтаж муфт. Обязательное использование концевых и соединительных муфт, предназначенных specifically для кабелей с бумажной изоляцией. Герметизация среза изоляции — критически важный этап.
- Испытания после монтажа. Перед включением под напряжение кабель испытывается повышенным напряжением постоянного тока (для бумажных кабелей это стандартная практика). Например, для кабеля на 10 кВ испытательное напряжение постоянного тока составляет 50 кВ в течение 10 минут.
- Эксплуатационный контроль. Регулярный замер токов нагрузки, контроль температуры нагруженного кабеля, визуальный осмотр трасс (где возможно) на предмет повреждения наружных покровов.
Основные марки и их расшифровка
Маркировка кабелей с бумажной изоляцией регламентирована ГОСТ 18410-73. Для кабеля сечением 150 мм² без брони типичны следующие марки:
Кабель марки ААБ или АСБ (где «Б» — броня из стальных лент) уже является бронированным и в контексте безброневого исполнения не рассматривается.
Технические и электрические параметры для сечения 150 мм²
Параметры регламентируются ГОСТ 18410-73, ГОСТ 31996-2012 (для кабелей с пластмассовой изоляцией, но бумажные часто изготавливают по ТУ, соответствующим классу напряжения). Приведены ориентировочные значения для алюминиевого кабеля на 10 кВ.
| Параметр | Значение для алюминиевой жилы | Значение для медной жилы | Примечания |
|---|---|---|---|
| Сопротивление жилы постоянному току при 20°C, Ом/км, не более | 0.206 | 0.124 | ГОСТ 22483 |
| Допустимый длительный ток нагрузки (в земле), А | ~260-280 | ~320-340 | Зависит от условий прокладки, температуры земли, числа работающих кабелей |
| Допустимый длительный ток нагрузки (в воздухе), А | ~235-250 | ~295-310 | Зависит от температуры воздуха, способа прокладки |
| Индуктивное сопротивление, Ом/км | ~0.11-0.13 | ~0.11-0.13 | Зависит от взаимного расположения жил |
| Емкостное сопротивление, Ом/км | ~0.06-0.08 | ~0.06-0.08 | Зависит от конструкции изоляции |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ/время | 25 / 10 мин. | 25 / 10 мин. | Для кабелей на 10 кВ после изготовления |
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Наружный диаметр кабеля, мм | ~50-55 |
| Масса 1 км кабеля, кг | ~3500-4000 |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | Не менее 25 наружных диаметров кабеля (для одножильных жил) |
Области применения и ограничения
Безброневые кабели с бумажной изоляцией сечением 150 мм² применяются там, где исключены механические воздействия, вибрации и риск повреждения грызунами.
Преимущества и недостатки
Преимущества:
Недостатки:
Монтаж и эксплуатация: ключевые требования
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается кабель с бумажной изоляцией от кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на 150 мм²?
Кабель со СПЭ-изоляцией (например, ПвП, ПвВг) не содержит жидкой или вязкой пропитки, негигроскопичен, имеет меньший вес и диаметр, допускает большую разность уровней при прокладке. Он проще в монтаже (технология разделки менее трудоемка). Однако, он, как правило, дороже и в безброневом исполнении также требует механической защиты при прокладке в земле. Бумажная изоляция традиционно считается более термостойкой при длительных перегрузках.
Почему для кабеля 150 мм² без брони важна защита при прокладке в земле?
Отсутствие брони из стальных лент означает, что единственным барьером между металлической оболочкой и грунтом является наружный покров из волокнистых материалов. Этот покров не может защитить кабель от лопаты экскаватора, острых камней, давления грунта при подвижках или от грызунов. Повреждение оболочки приводит к увлажнению бумажной изоляции, ее пробою и выходу линии из строя.
Как определить, что бумажная изоляция кабеля увлажнена?
Прямым указанием на увлажнение являются низкие значения сопротивления изоляции, измеренные мегомметром (ниже норм, указанных в ПУЭ и ТУ). При высоковольтных испытаниях постоянным током может наблюдаться нестабильность показаний, рост тока утечки. Визуально, при вскрытии концевой муфты на ранних стадиях определить сложно, на поздних — бумага теряет механическую прочность, появляются темные пятна.
Каков максимальный допустимый перепад уровней по трассе для кабеля ААШв 3х150 на 10 кВ?
Для кабелей с вязкой пропиткой (классические марки) максимально допустимый перепад уровней между верхней и нижней точками трассы обычно ограничен 10-15 метрами для кабелей на 6-10 кВ. Для кабелей с нестекающей пропиткой (современные марки, часто обозначаются индексом «н» в ТУ, например, ЦААШв) это ограничение может быть снято или значительно увеличено (до 100 м и более). Необходимо уточнять в технической документации на конкретную партию кабеля.
Можно ли использовать кабель без брони для прокладки по фасаду здания?
Да, но с существенными оговорками. Кабель должен быть защищен от прямых механических воздействий (например, размещен в гофротрубе, коробе), от ультрафиолетового излучения (наружный покров из Шв или Шп обеспечивает некоторую стойкость, но длительное прямое облучение не рекомендуется), а также надежно закреплен. Необходимо учитывать эстетический вид и требования пожарной безопасности (распространение пламени по фасаду).
Какой срок службы у такого кабеля и от чего он зависит?
Номинальный срок службы составляет 30 лет. Фактический срок может достигать 40-50 лет и определяется условиями эксплуатации: отсутствием перегрузок, стабильностью напряжения, целостностью оболочки и защитных покровов, качеством монтажа муфт, коррозионной активностью среды. Критическим фактором является поддержание герметичности и, как следствие, сухости изоляции.