ОКСф

Кабель ОКСф: Полное техническое описание, конструкция, применение и стандарты

Кабель ОКСф – это стационарный одножильный кабель с медной жилой, изоляцией и оболочкой из сшитого полиэтилена (СПЭ), с продольной герметизацией экрана и жилы, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 10, 20 и 35 кВ частотой 50 Гц. Аббревиатура расшифровывается следующим образом: О – одножильный, К – кабель, С – сшитый полиэтилен, ф – фазный экран (отсутствие буквы «ф» указывало бы на кабель без фазного экрана, что для данного класса напряжения не применяется). Это кабель современного, сухого исполнения, пришедший на смену маслонаполненным и бумажно-пропитанным кабелям, и широко применяемый в распределительных сетях среднего напряжения.

Конструкция кабеля ОКСф

Конструкция кабеля ОКСф является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая высокую надежность и длительный срок службы. Рассмотрим конструкцию от центра к периферии.

• Токопроводящая жила. Изготавливается из медной проволоки (материал М) по ГОСТ 22483. Может быть круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма применяется для уменьшения общего диаметра кабеля в трехжильных пакетах. Жила бывает однопроволочной (монолитной) для сечений, как правило, до 240 мм², и многопроволочной (скрученной из отдельных проволок) для больших сечений и повышенной гибкости.
• Экран на жиле (фазный экран). Полупроводящей экран, накладываемый экструзией непосредственно на токопроводящую жилу. Выполнен из сшитого полиэтилена с добавлением сажи (полупроводящей композиции). Его ключевая функция – выравнивание электрического поля, устранение микроскопических неровностей поверхности жилы и предотвращение возникновения локальных концентраций напряженности, которые могут привести к частичным разрядам и пробою изоляции.
• Изоляция. Основной диэлектрический слой, выполненный из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии с последующим сшиванием (вулканизацией) под давлением. Процесс сшивания (образование поперечных молекулярных связей) придает материалу выдающиеся свойства: высокую температурную стойкость (до 90°C в длительном режиме и до 250°C в режиме короткого замыкания), стойкость к тепловому старению, механическую прочность и устойчивость к трекингу. Толщина изоляции нормируется стандартами в зависимости от класса напряжения.
• Экран на изоляции (фазный экран). Внешний полупроводящий экран, аналогичный по материалу внутреннему. Наносится экструзией поверх изоляции. Его задача – создать идеально гладкую цилиндрическую эквипотенциальную поверхность, соприкасающуюся с металлическим экраном, и вновь выровнять электрическое поле. Вместе с экраном на жиле он ограничивает силовые линии электрического поля внутри слоя изоляции.
• Металлический экран (заземляющий). Выполняет несколько критически важных функций: защищает от внешних электромагнитных помех, является путем для тока короткого замыкания, обеспечивает симметрию электрического поля вокруг жилы и безопасность персонала, отводя потенциал на землю. В кабелях ОКСф применяются два основных типа:
  • Экран из медных проволок. Накручиваемые по спирали луженые медные проволоки круглого сечения. Может комбинироваться с медной лентой.
  • Экран из медной гофрированной ленты. Продольно наложенная и затем гофрированная медная лента. Гофрирование придает гибкость. Этот тип обеспечивает 100% герметизацию и часто используется в сочетании с герметизирующими слоями.
• Герметизация. Ключевая особенность кабелей марки «ф». Для предотвращения продольного распространения влаги под оболочкой применяется один из двух методов (или их комбинация):
  • Герметизация экрана (ЭГ). Под металлическим экраном накладывается слой адгезионного герметика (часто на основе бутилкаучука) или комбинация алюмополимерной и медной лент, обеспечивающая барьер для влаги.
  • Герметизация жилы (ЖГ). Внутренние полости многопроволочной жилы заполняются водоотталкивающим составом (заполнитель), что блокирует капиллярное распространение влаги вдоль кабеля.
• Поясная изоляция. Слой из электроизоляционной пленки (например, ПЭТ-ленты) или бумаги, наложенный поверх металлического экрана. Служит для механической и электрической защиты экрана от возможного повреждения броней или оболочкой.
• Защитный шланг (внешняя оболочка). Внешний защитный слой из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката или полиэтилена (ПЭ). Цвет оболочки, как правило, черный. Оболочка обеспечивает защиту от механических повреждений, агрессивных сред (химических, атмосферных) и служит дополнительным барьером от влаги. Для кабелей, предназначенных для прокладки в земле, поверх оболочки может накладываться броня из стальных оцинкованных лент (марка тогда меняется на ОКСБф).

Номинальное напряжение и маркировка

Кабель ОКСф выпускается на три класса номинального межфазного напряжения (U): 10, 20 и 35 кВ. В маркировке это отражается как ОКСф-10, ОКСф-20, ОКСф-35. Соответствующее наибольшее рабочее напряжение (U_m) составляет 12, 24 и 42 кВ соответственно. Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после монтажа составляет 2.5U₀ в течение 15 минут (где U₀ – номинальное напряжение жилы относительно земли).

Таблица 1. Основные электрические параметры кабелей ОКСф

Класс напряжения, кВ (U0/U)	Наибольшее рабочее напряжение Um, кВ	Толщина изоляции из СПЭ, мм, не менее	Испытательное напряжение после монтажа (50 Гц, 15 мин), кВ
6/10	12	3.4	15
12/20	24	4.5	30
21/35	42	6.5	52.5

Область применения и способы прокладки

Кабели ОКСф предназначены для передачи и распределения электроэнергии в сетях трехфазного переменного тока с изолированной, компенсированной или эффективно заземленной нейтралью. Они применяются для электроснабжения промышленных предприятий, городских распределительных сетей (РП, ТП), объектов инфраструктуры, жилых и коммерческих зданий.

Способы прокладки:

• В кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах, галереях).
• В производственных помещениях.
• В земле (траншеях) при условии отсутствия растягивающих усилий и необходимости защиты от механических повреждений – для этого используется бронированная модификация ОКСБф. Прокладка в земле требует дополнительных мер: песчаная подушка, защитная плита или кирпич над кабелем, сигнальная лента.
• На вертикальных и наклонных трассах, так как конструкция кабеля не допускает стекания пропиточного состава (в отличие от старых бумажных кабелей).

Важное ограничение: Кабель ОКСф не предназначен для прокладки в воде (водные преграды) без специальных герметизированных муфт и дополнительной защиты.

Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами кабелей среднего напряжения

Преимущества кабелей с изоляцией из СПЭ (ОКСф):

• Высокая допустимая температура жилы: +90°C в длительном режиме (против +70°C для кабелей с бумажно-пропитанной изоляцией), что позволяет пропускать больший ток нагрузки.
• Высокая стойкость к токам КЗ: До +250°C.
• Меньший вес и внешний диаметр при одинаковом сечении и напряжении по сравнению с бумажными кабелями, что облегчает транспортировку и прокладку.
• «Сухая» конструкция: Отсутствие масла или пропитки исключает риск утечек, упрощает монтаж (не требуется контроль уровня масла, компенсаторы давления).
• Высокая стойкость к тепловому старению и влаге (при наличии герметизации).
• Большая длина строительных отрезков (до 1000 м и более), что сокращает количество муфт на линии.
• Простота монтажа и оконцевания с использованием современных комплектных муфт и термоусаживаемых материалов.

Недостатки:

• Более высокая чувствительность к частичным разрядам в случае дефектов монтажа (например, неправильной заделке концов экрана или наличию острых частиц под изоляцией).
• Чувствительность к механическим повреждениям оболочки и влаге при длительном воздействии (отсюда важность герметизации и целостности оболочки).
• Относительно высокая стоимость по сравнению с кабелями низкого напряжения, но сопоставимая или более низкая, чем у маслонаполненных аналогов того же класса.

Стандарты и технические условия

Производство кабелей ОКСф в России и странах СНГ регламентируется межгосударственным стандартом ГОСТ 31565-2012 (IEC 60502-2:2005) «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение от 6 кВ до 30 кВ. Общие технические условия». Для напряжения 35 кВ часто применяются ТУ 16.К71-335-2004 или другие технические условия производителя, разработанные в соответствии с международным стандартом IEC 60502-2. Эти документы устанавливают требования к материалам, конструкции, электрическим и механическим параметрам, методам испытаний и гарантийным срокам.

Монтаж, соединение и оконцевание

Монтаж кабелей ОКСф требует специальной подготовки персонала и использования профессионального инструмента. Ключевые этапы:

1. Подготовка конца кабеля: Послойное снятие оболочки, брони (если есть), экранов и изоляции с точным соблюдением размеров, указанных в инструкции к муфте.
2. Обработка полупроводящих экранов: Аккуратный срез экрана на изоляции с созданием плавного скоса (конуса) для выравнивания электрического поля. Остатки экрана удаляются шлифовкой.
3. Монтаж соединительной или концевой муфты: Установка изолирующего корпуса, соединение жил с помощью механического соединителя (опрессовка или болтовое соединение) с последующей изоляцией стыка. Для изоляции применяются предварительно формованные элементы из СПЭ или термоусаживаемые трубки с полупроводящими и изолирующими слоями, точно воспроизводящие конструкцию кабеля.
4. Восстановление экранов и заземление: Металлические экраны сращиваются и надежно соединяются с землей с обеих сторон. Это обязательное требование безопасности и корректной работы защиты.

Качество монтажа напрямую влияет на срок службы кабельной линии.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальное отличие кабеля ОКСф от АСБл?

Кабель АСБл имеет алюминиевую жилу, бумажно-пропитанную изоляцию, свинцовую оболочку и броню. ОКСф – с медной жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена, пластмассовой оболочкой и без металлической герметизирующей оболочки. ОКСф легче, допускает более высокие температуры и нагрев при КЗ, не требует сложных систем компенсации давления маслопропитки, имеет большую длину поставки.

Обязательно ли заземлять металлический экран кабеля ОКСф с двух сторон?

Да, это обязательное требование ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок) и условий безопасной эксплуатации. Заземление с двух сторон обеспечивает путь для тока короткого замыкания, срабатывание релейной защиты, защиту персонала от поражения током и устранение наведенного напряжения на экране. В очень длинных линиях (более 1-2 км) могут применяться схемы с поперечным или продольным разделением экранов для снижения токов циркуляции, но в конечном счете каждый сегмент экрана должен быть заземлен.

Что означает маркировка «ОКСф-нг(А)-LS»?

Это расширенная маркировка, указывающая на специальные свойства оболочки:
— нг(А) – не распространяющий горение по категории А (при групповой прокладке горение не распространяется).
— LS (Low Smoke) – пониженное дымо- и газовыделение при пожаре.
Такие кабели применяются в местах с массовым пребыванием людей, в метро, на объектах транспортной инфраструктуры, где предъявляются повышенные требования к пожарной безопасности.

Как определить необходимое сечение жилы кабеля ОКСф?

Сечение выбирается по току длительно допустимой нагрузки с учетом способа прокладки, температуры окружающей среды и количества работающих кабелей в пучке (коэффициентов снижения). Расчет ведется согласно ПУЭ гл. 1.3, а также на основе методик, приведенных в ГОСТ Р 50571.5.52-2011. Дополнительно выполняется проверка на потерю напряжения и термическую стойкость к токам короткого замыкания.

Каков гарантийный срок на кабель ОКСф и его фактический срок службы?

Гарантийный срок, устанавливаемый производителем, обычно составляет 5 лет с даты ввода кабельной линии в эксплуатацию, но не более 4.5 лет с момента изготовления. Фактический расчетный срок службы при соблюдении условий эксплуатации, монтажа и транспортировки составляет не менее 30-40 лет.

Можно ли соединять кабели ОКСф разных сечений и от разных производителей?

Соединение кабелей разного сечения возможно при условии, что это позволяет конфигурация соединительной муфты и механического соединителя жил. Однако такое соединение требует дополнительного расчета, так как может создавать точку с иным тепловым режимом. Соединение кабелей от разных производителей допустимо, если они имеют одинаковое номинальное напряжение, тип изоляции и конструкцию экранов. Необходимо убедиться в совместимости диаметров изоляции и экранов для корректного монтажа муфты.

Требуется ли для прокладки кабеля ОКСф в земле обязательная броня?

Согласно ПУЭ (п. 2.3.83), силовые кабели выше 1 кВ, прокладываемые в земле, должны иметь броню или иную защиту от механических повреждений. Поэтому для прямой прокладки в траншее, как правило, применяется бронированная модификация – ОКСБф (с бронепокровом из стальных оцинкованных лент). Прокладка небронированного ОКСф в земле возможна только в трубах (ПНД, асбестоцементных) или блоках, обеспечивающих механическую защиту на всем протяжении.