Кабели силовые с бумажной изоляцией, бронированные, сечением 185 мм²: конструкция, применение и технические аспекты

Силовые кабели с бумажной пропитанной изоляцией (БПИ) сечением 185 мм², в бронированном исполнении, представляют собой классическое и надежное решение для передачи и распределения электрической энергии на средние и высокие напряжения. Несмотря на появление полимерных аналогов, данные кабели сохраняют свою актуальность в ряде ответственных применений благодаря отработанной технологии, высокой термической стабильности и длительному опыту эксплуатации. Номинальное сечение жилы 185 мм² является одним из ключевых в силовых сетях, обеспечивая баланс между пропускной способностью, механической прочностью и экономической целесообразностью.

Конструкция кабеля

Конструкция бронированного кабеля БПИ 185 мм² является многослойной и строго регламентированной. Каждый элемент выполняет критически важную функцию.

• Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия (А) или меди (М) сечением 185 мм². Для данного сечения жила, как правило, секторной или сегментной формы, что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и эффективно использовать пространство в изоляции. Медная жила обеспечивает более высокую проводимость и стойкость к электрохимической коррозии, алюминиевая — меньшую стоимость и массу.
• Фазная изоляция. На жилу послойно накладывается бумажная лента, пропитанная вязким или нестекающим составом (масло-канифольным или синтетическим). Толщина изоляции строго нормируется в зависимости от класса напряжения кабеля (например, 6, 10, 20, 35 кВ). Бумажная изоляция обладает высокой электрической прочностью и термостойкостью.
• Поясная изоляция. Поверх изолированных фазных жил, собранных в скрутку, также накладываются бумажные ленты. Ее задача — выравнивание электрического поля в межфазном пространстве и дополнительная механическая защита.
• Заполнители. Для придания кабелю круглой формы и устойчивости используются бумажные жгуты или кордельно-бумажная лента.
• Экран (металлическая оболочка). Обязательный элемент для кабелей на напряжение выше 1 кВ. Выполняется из свинца (С), алюминия (А) или гофрированной латуни. Оболочка служит для выравнивания электрического поля радиально к изоляции, защиты от проникновения влаги и механического воздействия. Для кабеля 185 мм² часто применяется свинцовая оболочка (марка АСБ) или алюминиевая (марка ААБ).
• Защитные покровы под броней. Включают подушку под броню (например, битумный состав, крепированная бумага, полимерные ленты) для защиты металлической оболочки от коррозии и повреждения лентами брони.
• Броня. Изготавливается из стальных лент (в марках АСБ, ААБ) или стальных оцинкованных проволок (АСКл, ААКл). Броня из двух стальных лент обеспечивает защиту от механических повреждений, растягивающих усилий и воздействия грызунов. Толщина и ширина лент стандартизированы.
• Наружный защитный шланг. Покрывается волокнистыми материалами (пропитанная кабельная пряжа, стеклопряжа) или полимерными материалами (поливинилхлорид, полиэтилен) для защиты брони от коррозии. В маркировке это отражается буквами «л» (лавсан/полимерная лента), «г» (гидрофобный слой), «в» (ПВХ).

Основные марки и области применения

Для кабелей сечением 185 мм² с бумажной изоляцией применяются стандартные маркировочные обозначения согласно ГОСТ 18410-73 и другим нормативным документам.

Таблица 1. Основные марки бронированных кабелей БПИ 185 мм² и их ключевые особенности

Марка кабеля	Материал жилы	Материал оболочки	Тип брони	Наружное покрытие	Типовые области применения
АСБ	Алюминий	Свинец	Стальные ленты	Волокнистые материалы, битум	Стационарная прокладка в земле (траншеях), каналах, тоннелях при отсутствии растягивающих усилий. Основа магистральных и распределительных сетей 6-35 кВ.
ААБ	Алюминий	Алюминий	Стальные ленты	Волокнистые материалы, битум	Аналогично АСБ, но для более агрессивных сред (щелочных). Алюминиевая оболочка легче и не подвержена ползучести.
АСБл	Алюминий	Свинец	Стальные ленты	Пластмассовые ленты поверх брони	Прокладка в условиях повышенной коррозионной активности, в грунтах с блуждающими токами.
АСБГ	Алюминий	Свинец	Стальные ленты	Гидрофобный слой (битум + песок)	Прокладка в земле с высокой влажностью.
АСКл	Алюминий	Свинец	Стальные оцинкованные проволоки	Пластмассовые ленты	Прокладка на вертикальных и наклонных трассах с существенной разницей уровней, где возможны значительные растягивающие нагрузки.
СБ	Медь	Свинец	Стальные ленты	Волокнистые материалы, битум	Ответственные объекты, где требуется максимальная проводимость и надежность: электростанции, крупные промышленные предприятия.

Ключевые технические характеристики

Технические параметры кабелей БПИ 185 мм² определяются ГОСТ, ТУ и зависят от класса напряжения.

Электрические параметры

• Номинальное напряжение: 1 кВ, 6 кВ, 10 кВ, 20 кВ, 35 кВ. Наиболее распространены кабели на 6 и 10 кВ.
• Допустимый длительный ток нагрузки: Зависит от материала жилы, способа прокладки и числа работающих кабелей. Для кабеля АСБ 10 кВ 3х185, проложенного в земле (одиночно, температура грунта +15°С), ток составляет примерно 335 А. Для медного аналога (СБ) — около 415 А.
• Сопротивление жилы: Для алюминиевой жилы 185 мм² постоянное сопротивление постоянному току при +20°C не более 0.164 Ом/км. Для медной — не более 0.0991 Ом/км.
• Индуктивное сопротивление: Ориентировочно 0.08-0.11 Ом/км для трехжильных кабелей, зависит от взаимного расположения жил и расстояния между ними.
• Емкость: Бумажная изоляция имеет относительно высокую диэлектрическую проницаемость, что приводит к большей емкости по сравнению с полиэтиленовой изоляцией. Для кабеля 10 кВ 3х185 емкость фазы относительно экрана может составлять 0.4-0.5 мкФ/км. Это критично для расчета токов замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью.
• Испытательное напряжение: После изготовления кабель испытывается повышенным напряжением промышленной частоты. Например, для кабеля на 10 кВ испытательное напряжение составляет 60 кВ в течение 10 минут.

Механические и эксплуатационные параметры

• Минимальный радиус изгиба: При прокладке радиус изгиба для бронированного кабеля со стальными лентами должен быть не менее 25 наружных диаметров кабеля. Для кабеля с проволочной броней — не менее 15 диаметров.
• Допустимые усилия при прокладке: Регламентируются для тяговых устройств. Для кабеля 3х185 с ленточной броней максимальное допустимое растягивающее усилие обычно не превышает 40-50 кН, зависит от конструкции.
• Температурный режим: Допустимая температура нагрева жил при длительной эксплуатации составляет +80°C. При коротком замыкании допустимая температура жилы ограничена +200°C (для кабелей с бумажной изоляцией, пропитанной вязким составом).
• Масса и наружный диаметр: Кабель АСБ 3х185 на 10 кВ имеет наружный диаметр примерно 60-65 мм и массу около 8000-9000 кг/км. Медные аналоги тяжелее на 25-30%.

Особенности монтажа и эксплуатации

Прокладка и эксплуатация кабелей БПИ 185 мм² имеют ряд специфических требований, обусловленных свойствами бумажно-масляной изоляции.

• Требования к прокладке. Запрещена прокладка при отрицательных температурах без предварительного подогрева, так как бумажная изоляция и пропиточный состав теряют эластичность и могут быть повреждены. Подогрев осуществляется специальными трансформаторами или термочехлами. При прокладке в земле необходима песчаная подушка толщиной не менее 100 мм и защита кирпичом или сигнальной лентой. Глубина прокладки — не менее 0.7-1.0 м от планировочной отметки.
• Концевые и соединительные муфты. Требуют высокой квалификации монтажников. Для кабелей БПИ применяются свинцовые или эпоксидные муфты. Критически важна герметизация среза кабеля для предотвращения подсоса влаги и стекания пропиточного состава при перепадах температур. Установка требует тщательной ступенчатой зачистки изоляции, экранирования и восстановления защитных покровов.
• Контроль и диагностика. В процессе эксплуатации обязателен контроль изоляции (измерение сопротивления мегомметром на 2500 В), а также периодический контроль диэлектрических потерь (tg δ) и емкости. Повышение tg δ свидетельствует о старении изоляции или увлажнении. Для кабелей БПИ широко применяется мониторинг пересечений с помощью систем контроля пересечений (СКС), реагирующих на утечку пропиточного состава при повреждении оболочки.
• Ограничения по трассе. Не рекомендуется прокладка на трассах с резкими перепадами уровней (более 15-25 м для кабелей с вязкой пропиткой) из-за возможной миграции пропиточного состава и образования воздушных включений в верхних точках, что ведет к снижению электрической прочности.

Сравнение с полимерными аналогами (СПЭ, ПВХ)

Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) сечением 185 мм² (например, ПвП, ПвПу) являются основными конкурентами кабелей БПИ.

Таблица 2. Сравнение кабелей БПИ и СПЭ на 10 кВ, 3х185 мм²

Параметр	Кабель БПИ (АСБ)	Кабель СПЭ (ПвП)	Примечание
Допустимая температура жилы	+80°C (длит.)	+90°C (длит.)	СПЭ позволяет на 10-15% увеличить пропускную способность.
Стойкость к КЗ	+200°C	+250°C	Более высокая стойкость СПЭ.
Емкость	Высокая (~0.45 мкФ/км)	Низкая (~0.18 мкФ/км)	Меньшая емкость СПЭ снижает токи замыкания на землю и потери в изоляции.
Чувствительность к влаге	Высокая, требуется герметичная оболочка	Низкая, изоляция негигроскопична	Повреждение оболочки БПИ ведет к увлажнению и выходу из строя.
Монтаж при низких температурах	Требует подогрева	Допускается до -20°C	СПЭ упрощает зимний монтаж.
Радиус изгиба	≥ 25 D	≥ 15 D	СПЭ более гибок.
Экологичность и утилизация	Сложнее, наличие масла, свинца	Проще	Кабели БПИ требуют специальных мер при демонтаже.
Срок службы	40-50 лет и более	Ожидается > 40 лет	Оба типа имеют большой ресурс при правильной эксплуатации.

Таким образом, выбор в пользу БПИ часто делается по традиции, при наличии квалифицированных монтажных бригад, для замены старых линий на аналогичные, а также в проектах, где важна предсказуемость поведения изоляции в течение многих десятилетий. Кабели СПЭ выбирают для новых проектов, где важны высокие токовые нагрузки, простота монтажа и экологические требования.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем основное преимущество бумажной изоляции перед полимерной?

Основное историческое и техническое преимущество — исключительная термостабильность и длительный, хорошо изученный срок службы (более 50 лет) в стабильных условиях. Бумажная изоляция стареет предсказуемо, а ее состояние эффективно диагностируется измерением тангенса диэлектрических потерь.

Почему для кабеля БПИ 185 мм² так важна герметичность?

Бумажная изоляция гигроскопична. При нарушении герметичности свинцовой или алюминиевой оболочки влага проникает в изоляцию, резко снижая ее электрическую прочность. Кроме того, при нагреве кабеля вязкий пропиточный состав может разжижаться и вытекать, а при охлаждении — засасывать влагу и воздух, образуя опасные включения, ведущие к частичным разрядам и пробою.

Как определить, можно ли прокладывать кабель БПИ на вертикальном участке?

Необходимо смотреть на тип пропитки и марку кабеля. Кабели с вязкой пропиткой (обычные АСБ, ААБ) имеют ограничение по разности уровней (обычно 15-25 м). Для больших перепадов следует применять кабели с нестекающей пропиткой (например, марки ЦАСБу, АСБу) или с проволочной броней и нестекающим составом (АСКл). В технических условиях на конкретный кабель всегда указано допустимое превышение.

Какой кабель выбрать для замены старой линии АСБ 3х185: такой же или перейти на СПЭ?

Решение принимается на основе технико-экономического расчета. Выбор в пользу БПИ может быть оправдан, если: сохранилась инфраструктура для монтажа муфт, трасса не изменилась, требуется полная взаимозаменяемость. Переход на СПЭ (ПвП) часто дает выгоду за счет: увеличения пропускной способности, упрощения монтажа (особенно муфт), снижения потерь, возможности укладки на более сложной трассе. Необходимо также проверить совместимость существующих концевых заделок и защит с емкостными параметрами нового кабеля.

Как правильно хранить кабели БПИ на барабане перед прокладкой?

Барабан должен храниться в закрытом сухом помещении или под навесом, на ровной поверхности, чтобы не деформировать ободья. Нельзя хранить кабель на улице без укрытия более 6 месяцев (точный срок указан в ТУ). Запрещено хранение в вертикальном положении. Необходимо следить за целостностью наружных покровов и герметизацией торцов. Перед прокладкой после длительного хранения обязателен контроль сопротивления изоляции и, желательно, емкости.

Каковы главные причины выхода из строя кабелей БПИ 185 мм²?

1. Коррозия оболочки из-за агрессивного грунта или блуждающих токов с последующим увлажнением изоляции.
2. Механические повреждения при раскопках или из-за просадок грунта.
3. Дефекты монтажа муфт (недостаточная герметизация, неправильная ступенька изоляции).
4. Старение изоляции с ростом диэлектрических потерь, особенно в условиях перегрузок.
5. Электрические пробои в местах миграции пропиточного состава на трассах с большими перепадами высот.

Заключение

Силовые кабели с бумажной пропитанной изоляцией сечением 185 мм² в бронированном исполнении остаются важным элементом энергетической инфраструктуры. Их конструкция, основанная на десятилетиях опыта, обеспечивает высокую надежность в стационарных условиях при соблюдении строгих норм монтажа и эксплуатации. Понимание особенностей этих кабелей — от выбора марки (АСБ, ААБ, АСКл) в зависимости от условий трассы до специфики монтажа муфт и методов диагностики — является обязательным для инженерно-технического персонала, отвечающего за проектирование, строительство и обслуживание кабельных линий среднего и высокого напряжения. Несмотря на активное вытеснение полимерными кабелями, парк кабелей БПИ огромен, и его грамотная эксплуатация будет продолжаться еще многие десятилетия, что подчеркивает актуальность глубоких знаний в данной области.