Кабели силовые с бумажной изоляцией, бронированные, сечением 16 мм²: конструкция, применение и технические аспекты

Силовые кабели с бумажной пропитанной изоляцией (БПИ) сечением 16 мм², в бронированном исполнении, представляют собой классическое и проверенное временем решение для стационарной прокладки в электрических сетях напряжением до 35 кВ. Несмотря на появление полимерных аналогов, данные кабели сохраняют свою актуальность благодаря уникальному сочетанию электрических характеристик, надежности и долговечности в определенных условиях эксплуатации. Их конструкция строго регламентирована межгосударственными стандартами, в частности, ГОСТ 18410-73.

Конструкция кабеля

Конструкция бронированного кабеля БПИ 16 мм² является многослойной, каждый элемент выполняет критически важную функцию.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из медной (марка кабеля СБ) или алюминиевой (марка АСБ) проволоки. Для сечения 16 мм² жила, как правило, многопроволочная (по ГОСТ 22483-77, класс 2), что обеспечивает необходимую гибкость. Номинальное сечение — 16 мм² — определяет его длительно допустимый ток нагрузки.
• Фазная изоляция: На токопроводящую жилу послойно накладывается бумажная лента, пропитанная вязким маслоканифольным или синтетическим составом. Толщина изоляции нормирована в зависимости от номинального напряжения кабеля (1, 6, 10, 20, 35 кВ). Бумажная изоляция обладает высокой электрической прочностью и стабильностью при нагреве.
• Поясная изоляция: Поверх изолированных фазных жил (скрученных в сердечник) также накладывается обмотка из бумажных лент. Ее задача — выравнивание электрического поля и дополнительная защита.
• Заполнитель: Пространство между изолированными жилами заполняется жгутами из бумаги или кабельной пряжей для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
• Экран (для кабелей на 6 кВ и выше): Поверх поясной изоляции накладывается электропроводящая бумага или полупроводящая лента. Его назначение — симметризация электрического поля вокруг жил, снижение тангенциальных напряжений в изоляции и повышение ее стойкости к частичным разрядам.
• Оболочка свинцовая или алюминиевая: Герметичная металлическая оболочка (свинец марки С или алюминий марки А97, А5Е) защищает изоляцию от проникновения влаги и воздуха, а также служит для размещения пропиточного состава, который расширяется и сжимается при циклах нагрева-охлаждения. Для кабелей с алюминиевой оболочкой используется марка АСБл.
• Защитные покровы (броня):
  • Подушка под броню: Битумный состав, слои крепированной бумаги или пластиката, наложенные на оболочку для защиты от коррозии и механических повреждений лентами брони.
  • Броня: Две стальные оцинкованные ленты (ГОСТ 3565-73), наложенные с зазором так, чтобы верхняя перекрывала зазор нижней. Обеспечивает защиту от механических воздействий (сдавливания, ударов), растягивающих усилий и грызунов.
  • Наружный защитный шланг: Покров из битумного состава и волокнистых материалов (пряжа, стеклопряжа) с меловой посыпкой. Защищает броню от коррозии.

Основные марки и области применения

Кабели сечением 16 мм² с БПИ и броней применяются для передачи и распределения электроэнергии в стационарных установках. Прокладка возможна в земле (траншеях), кабельных каналах, тоннелях, шахтах, а также в помещениях с повышенной влажностью, при отсутствии растягивающих усилий.

• СБ (медь) и АСБ (алюминий): Кабель с свинцовой оболочкой, броней из стальных лент и наружным покровом. Базовая марка для прокладки в земле (грунтах с низкой коррозионной активностью) и воде.
• СБл, АСБл: Кабель с алюминиевой оболочкой, броней из стальных лент и наружным покровом. Более легкий и дешевый по сравнению со свинцовым, но требует осторожности при изгибе.
• СБГ, АСБГ: Бронированный кабель без наружного защитного шланга («голый»). Предназначен для прокладки в сухих и сырых производственных помещениях, туннелях, где нет опасности коррозии брони.
• СБ2л, АСБ2л: Кабель с алюминиевой оболочкой и усиленной броней (двумя стальными оцинкованными проволоками). Применяется при риске возникновения растягивающих нагрузок.

Ключевые технические характеристики (на примере кабеля АСБ 3х16 кВ)

Таблица 1. Основные параметры

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	6/10 кВ, 8,7/10 кВ, 20/35 кВ и др.
Сечение жилы, мм²	16
Количество и форма жил	1, 2, 3, 4 (3+1), преимущественно секторной формы для экономии материалов
Материал жилы	Алюминий (А) или медь (отсутствие буквы)
Испытательное напряжение переменного тока, 50 Гц, 10 мин.	Для 10 кВ: 25 кВ; для 35 кВ: 65 кВ
Допустимая температура нагрева жилы при длительной эксплуатации	+80°C
Допустимая температура нагрева жилы в режиме перегрузки	+90°C (не более 8 ч/сут, суммарно не более 1000 ч/год)
Допустимая температура нагрева жилы в режиме короткого замыкания	+200°C (не более 4 сек)
Минимальный радиус изгиба при прокладке	25 наружных диаметров для многожильных кабелей с поясной изоляцией
Сопротивление изоляции при +20°C	Не менее 100 МОм·км для кабелей на 1-10 кВ

Таблица 2. Длительно допустимый ток нагрузки (пример для АСБ 3х16, прокладка в земле, температура грунта +15°C)

Напряжение, кВ	Прокладка в земле, А	Прокладка в воздухе, А
1	95	70
6	85	65
10	80	60

Примечание: Точные значения зависят от конкретных условий прокладки (температура грунта/воздуха, удельное тепловое сопротивление, количество работающих кабелей в траншее и др.) и должны определяться по ПУЭ 7 изд., гл. 1.3.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабелей БПИ требует строгого соблюдения правил, обусловленных свойствами бумажно-масляной изоляции.

• Герметичность: Категорически запрещено нарушение целостности металлической оболочки. Концевые и соединительные муфты должны обеспечивать полную герметизацию.
• Ограничение по перепаду уровней: Для кабелей с вязкой пропиткой существует ограничение по разности уровней вдоль трассы (не более 15-25 м для кабелей до 10 кВ). При большем перепаде используется нестекающая пропитка или специальные муфты.
• Подготовка к монтажу: При низких температурах (ниже 0°C) кабель требует предварительного прогрева перед раскаткой и заделкой, так как пропиточный состав теряет эластичность.
• Концевые заделки: Требуют специальных навыков для монтажа. Изоляция ступенями, установка фарфоровых или полимерных изоляторов, организация маслоотводящих каналов для стекающей пропитки.
• Контроль изоляции: Перед включением под напряжение обязательны измерения сопротивления изоляции и проведение испытаний повышенным напряжением постоянного тока (для кабелей до 35 кВ используется напряжение 5-6U₀).

Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ)

• Преимущества:
  • Высокая стойкость к локальным электрическим разрядам (частичным разрядам) благодаря жидкой/вязкой пропитке.
  • Меньшая чувствительность к качеству монтажа концевых муфт в части требований к чистоте и заделке.
  • Отработанная многолетняя (более 50 лет) технология производства и эксплуатации.
  • Относительно низкая стоимость для высоковольтных линий (35 кВ и выше).
• Недостатки:
  • Ограничения по перепаду уровней и необходимости прогрева при монтаже.
  • Большая масса и габариты по сравнению с кабелями СПЭ того же сечения и напряжения.
  • Пожароопасность (наличие промасленной бумаги).
  • Сложность и трудоемкость монтажа концевых заделок и соединительных муфт.
  • Необходимость постоянного контроля герметичности оболочки.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем главное отличие кабелей марок СБ и АСБ?

Главное отличие — материал токопроводящей жилы. СБ — с медной жилой, АСБ — с алюминиевой. Медный кабель имеет меньшее электрическое сопротивление, большую допустимую токовую нагрузку (примерно на 30% при том же сечении), лучшую стойкость к механическим деформациям и коррозии, но существенно дороже и тяжелее. Выбор зависит от проектных требований по току, бюджета и условий эксплуатации.

Можно ли прокладывать кабель АСБ 3х16 в земле без дополнительной защиты?

Да, основное назначение бронированных кабелей марок СБ и АСБ — прокладка в земле (траншеях). Броня из стальных лент защищает кабель от механических повреждений при засыпке грунтом, давлении и случайных раскопках. Однако при прокладке в грунтах с высокой коррозионной активностью (болота, солончаки, территории химических предприятий) рекомендуется использовать кабель с дополнительной защитой от коррозии или применять защитные трубы/лотки.

Каков срок службы такого кабеля и от чего он зависит?

Номинальный срок службы кабелей БПИ, заявленный производителями, составляет 30 лет. Фактический срок может превышать 40-50 лет при соблюдении условий эксплуатации, правильном монтаже и своевременном техническом обслуживании. Ключевые факторы, сокращающие срок службы: нарушение герметичности оболочки (приводит к увлажнению изоляции), длительные перегрузки по току (вызывают термическое старение бумаги), частые токи короткого замыкания, механические повреждения брони, коррозия металлической оболочки.

Как определить необходимое сечение 16 мм² для конкретной задачи?

Сечение 16 мм² выбирается на основе расчета по допустимому длительному току нагрузки и потере напряжения. Для трехфазной линии на 10 кВ с медным кабелем СБ 3х16 допустимый ток в земле составляет около 105 А. Это соответствует передаваемой мощности примерно 1.8 МВт (P = √3·U·I·cosφ, при cosφ=0.95). Также обязателен проверочный расчет по условиям короткого замыкания (термическая стойкость) и экономической плотности тока (для сетей выше 1000 В). Окончательный выбор должен быть зафиксирован в проектной документации.

Какие испытания должен проходить кабель БПИ перед вводом в эксплуатацию?

Согласно ПУЭ и ПТЭЭП, кабельная линия перед включением под напряжение должна пройти:

1. Измерение сопротивления изоляции мегомметром на 2500 В. Для кабелей на 6-10 кВ сопротивление должно быть не ниже 100 МОм.
2. Испытание повышенным выпрямленным напряжением. Для кабеля на 10 кВ продолжительность испытания — 10 минут, испытательное напряжение — 60 кВ (6U₀).
3. Проверка целостности и фазировки жил.
4. Для кабелей с бумажной изоляцией также рекомендуется измерение тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ) и его зависимости от напряжения, что позволяет оценить степень увлажнения и старения изоляции.

Что делать, если повреждена броня, но оболочка цела?

Повреждение брони без нарушения герметичности свинцовой или алюминиевой оболочки не является аварийным, но требует планового ремонта для предотвращения развития коррозии. Место повреждения необходимо очистить, загрунтовать битумным лаком и наложить бандаж из гидроизоляционного материала (например, липкой поливинилхлоридной ленты) поверх восстановленного антикоррозийного покрытия. При значительных повреждениях брони на большой длине рекомендуется прокладка кабеля в защитной трубе.