Кабель ПвБП 10 кВ: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель ПвБП 10 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), бронированный стальными оцинкованными лентами, с медными жилами. Расшифровка маркировки по ГОСТ 31565-2012 и ТУ 16.К71-335-2004: П – изоляция из силанольносшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, Б – броня из стальных оцинкованных лент, П – наружный покров (защитный шланг) из полиэтилена или поливинилхлоридного пластиката. Номинальное напряжение 10 кВ соответствует классу напряжения 6/10 кВ (между фазным проводом и землей / между фазными проводниками). Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 10 кВ частотой 50 Гц.
Конструкция кабеля ПвБП 10 кВ
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговечность, надежность и безопасность эксплуатации.
1. Токопроводящая жила
Жила изготавливается из медной проволоки (материал — ММ по ГОСТ 22483). В зависимости от сечения может быть однопроволочной (секторной или круглой) для сечений до 50-70 мм² или многопроволочной (круглой или секторной) для больших сечений. Класс гибкости 1 или 2. Жилы являются фазными, в зависимости от исполнения кабель может иметь 3 или 4 жилы (3 основных + 1 нулевая, обычно уменьшенного сечения).
2. Фазная изоляция
В качестве изоляции каждой жилы применяется силанольносшитый полиэтилен (СПЭ). Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул, обладает высокой термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C), отличными диэлектрическими характеристиками, стойкостью к трекингу и влаге. Толщина изоляции нормирована в зависимости от номинального напряжения и составляет для 10 кВ не менее 3,4 мм.
3. Поясная изоляция
Поверх скрученных изолированных жил накладывается поясная изоляция, обычно в виде обмотки из полупроводящей или электроизоляционной ленты. Она выравнивает электрическое поле и обеспечивает круглую форму сердечника.
4. Экран по изоляции
Каждая жила экранирована полупроводящим экструдированным слоем (экраном), который находится в непосредственном контакте с изоляцией. Он служит для устранения локальных концентраций электрического поля и предотвращения частичных разрядов.
5. Медный экран (экран жилы)
Поверх полупроводящего экрана накладывается экран в виде медной ленты или оплетки из медных проволок. Он выполняет функцию нулевой жилы в режиме короткого замыкания, а также служит для защиты от электромагнитных помех и обеспечения симметрии электрического поля.
6. Заполнение и поясная изоляция
Пространство между экранированными жилами заполняется упругим материалом (например, жгутами из поливинилхлорида или резиновой смеси) для придания кабелю круглой формы. Поверх заполнения может накладываться поясная изоляция из полимерной ленты.
7. Разделительный слой (подброневой покров)
Выполняется из битумной ленты, крепированной бумаги или полимерных лент. Защищает внутренние элементы от коррозии и механических повреждений стальной броней.
8. Броня
Изготавливается из двух стальных оцинкованных лент, наложенных спирально с перекрытием. Толщина и ширина лент нормированы. Броня обеспечивает механическую защиту от сдавливания, растяжения, грызунов и случайных повреждений при прокладке.
9. Наружная оболочка
Внешний защитный шланг из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Обозначается буквой «П» в конце маркировки. Оболочка защищает броню от коррозии и агрессивных воздействий внешней среды (влаги, химических веществ). Цвет оболочки, как правило, черный.
Основные технические характеристики
Электрические параметры
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U, кВ | 6/10 | U0 — напряжение между жилой и землей, U — между жилами |
| Максимальная рабочая температура жилы, °C | +90 | Длительно допустимая |
| Температура перегрузки, °C | +130 | Допустима не более 8 ч в сутки |
| Температура при коротком замыкании, °C | +250 | Длительность КЗ не более 5 с |
| Минимальная температура монтажа, °C | -15 | Без предварительного прогрева |
| Сопротивление изоляции, МОм·км | Не менее 100 | При температуре +20°C |
| Испытательное переменное напряжение, кВ | 25 | Продолжительность 10 мин. после прокладки |
| Испытательное постоянное напряжение, кВ | 40 | Приемо-сдаточные испытания на заводе |
Механические и эксплуатационные параметры
- Радиус изгиба: Не менее 15 наружных диаметров кабеля при прокладке.
- Стойкость к удару: Нормируется по ГОСТ.
- Стойкость к сдавливанию: Нормируется по ГОСТ.
- Группа горючести оболочки: О2 (распространение пламени) по ГОСТ 12176. Пожароопасность умеренная.
- Срок службы: Не менее 30 лет.
- Прокладка в земле (траншеях): Основной способ прокладки. Броня защищает от давления грунта, камней, повреждений при раскопках. Не требует дополнительных защитных труб или коробов, за исключением мест с повышенной опасностью.
- Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, эстакадах: Применяется для разводки внутри промышленных предприятий, на территории ТЭЦ, ГРЭС, в городских инженерных сетях.
- Прокладка в помещениях и тоннелях: Может использоваться внутри зданий и сооружений, включая помещения с повышенной влажностью (но без капели).
- Прокладка на вертикальных и наклонных трассах: Конструкция кабеля позволяет прокладку с существенным перепадом уровней.
- Измерение сопротивления токопроводящих жил постоянному току.
- Испытание изоляции повышенным постоянным напряжением 40 кВ в течение 10 минут.
- Измерение сопротивления изоляции.
- Контроль толщины и целостности изоляции и оболочки.
Область применения и способы прокладки
Кабель ПвБП 10 кВ предназначен для эксплуатации в электрических сетях с изолированной или компенсированной нейтралью. Благодаря броне и защитной оболочке он обладает повышенной стойкостью к механическим воздействиям, что определяет основные сферы его использования.
Важно: Прокладка по воздуху (по опорам) не является типичной для данной марки, так как броня не защищает от ультрафиолета, а масса кабеля значительна. Для воздушных линий применяются другие марки (например, СИП или кабели с небронированной оболочкой, стойкой к УФ).
Сравнение с аналогами и выбор кабеля
Кабель ПвБП 10 кВ является одним из представителей семейства кабелей с изоляцией из СПЭ. Ключевые отличия от других распространенных марок:
| Марка кабеля | Конструктивные особенности | Основная область применения | Ключевое отличие от ПвБП |
|---|---|---|---|
| ПвБП | Броня из стальных лент, наружная оболочка ПВХ. | Прокладка в земле, в каналах, коллекторах с механическими рисками. | Базовая марка для тяжелых условий. |
| ПвП | Без брони, с наружной оболочкой ПВХ. | Прокладка в кабельных сооружениях, где нет риска механических повреждений. | Отсутствие брони, меньший вес и стоимость. |
| ПвБбШп | Броня из стальных оцинкованных лент, защитный шланг из полиэтилена. | Прокладка в грунтах с высокой коррозионной активностью, в солончаках, болотистой местности. | Полиэтиленовая оболочка вместо ПВХ, более высокая стойкость к влаге и химии. |
| АПвБП | Алюминиевые жилы, остальная конструкция аналогична ПвБП. | То же, что и ПвБП, но при необходимости снижения стоимости. Требует большего сечения при той же токовой нагрузке. | Материал жилы – алюминий. |
| ЦСП (старая марка ВВГ) | Бумажная пропитанная изоляция, свинцовая оболочка, броня. | Устаревшая технология. Применяется в специфических условиях (например, при необходимости высокой гибкости на низких температурах). | Другая технология изоляции, большая масса, ограничения по перепаду высот, необходимость спецмуфт. |
Монтаж и соединение
Монтаж кабеля ПвБП 10 кВ требует соблюдения строгих правил. Перед прокладкой необходимо проверить целостность оболочки и изоляции (мегомметром на 2500 В). Радиус изгиба должен быть не менее 15D (где D – наружный диаметр кабеля). При прокладке в траншее необходима подушка из песка (толщиной не менее 100 мм) и защита кирпичом или сигнальной лентой. Глубина прокладки – 0,7-1,0 м от планировочной отметки.
Соединение и ответвление выполняются с помощью специальных кабельных муфт – соединительных и концевых. Для кабелей с изоляцией из СПЭ применяются муфты с технологией холодной усадки (на основе эластомеров) или горячей усадки. Монтаж муфт должен производиться квалифицированным персоналом с соблюдением абсолютной чистоты, так как попадание влаги или загрязнений под изоляцию недопустимо.
Контроль качества и испытания
Каждая бухта кабеля перед отгрузкой проходит приемо-сдаточные испытания, включающие:
После прокладки и монтажа муфт кабельная линия испытывается переменным напряжением 25 кВ промышленной частоты в течение 10 минут.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. В чем принципиальное отличие кабеля ПвБП от АПвБП?
Единственное отличие – материал токопроводящей жилы. У ПвБП – медь, у АПвБП – алюминий. Медный кабель имеет меньшее электрическое сопротивление, большую допустимую токовую нагрузку (при одинаковом сечении), лучшую стойкость к механическим изгибам и коррозии, но существенно дороже и тяжелее. Выбор зависит от технико-экономического расчета.
2. Можно ли прокладывать кабель ПвБП 10 кВ в воде?
Нет, прямое погружение в воду не допускается. Конструкция кабеля (броня из стальных лент, даже с оцинковкой, и ПВХ оболочка) не является герметичной для длительного контакта с водой под давлением. Для прокладки в водоемах применяются специальные кабели с герметичной свинцовой или алюминиевой оболочкой (например, ПвПуг).
3. Какой срок службы у кабеля ПвБП 10 кВ?
Гарантийный срок эксплуатации, устанавливаемый производителем, обычно составляет 5 лет. Расчетный (нормативный) срок службы при соблюдении условий прокладки, эксплуатации и нагрузок – не менее 30 лет. На практике такие кабели могут служить 40-50 лет.
4. Нужно ли заземлять броню кабеля ПвБП?
Да, обязательно. Броня и медные экраны жил подлежат заземлению с двух концов кабельной линии (а при большой длине – и в промежуточных точках). Это необходимо для обеспечения электробезопасности (снятие напряжения с брони при пробое) и для нормальной работы защит от короткого замыкания.
5. Что означает цифра «10» в маркировке и какую нагрузку выдерживает кабель?
Цифра «10» означает номинальное междуфазное напряжение 10 киловольт. Допустимая длительная токовая нагрузка зависит от сечения жилы, способа прокладки (в земле, в воздухе) и условий охлаждения. Например, для трехжильного кабеля ПвБП 10 кВ, проложенного в земле, допустимый ток составляет: для сечения 50 мм² – около 200 А, для 150 мм² – около 350 А, для 240 мм² – около 445 А. Точные значения приведены в ПУЭ (Глава 1.3) и технических каталогах производителей.
6. Можно ли использовать кабель ПвБП для внутренней разводки в РУ 10 кВ?
Да, это распространенная практика. Кабель прокладывается в кабельных каналах или лотках внутри распределительных устройств для подключения ячеек, трансформаторов и другого оборудования. Важно обеспечить его защиту от возможных механических повреждений и соблюдать радиусы изгиба.
7. Чем отличается ПвБП от ПвБбШп?
Отличие в материале наружной оболочки (защитного шланга). У ПвБП – оболочка из ПВХ, у ПвБбШп – из полиэтилена (буква «Ш» – шланг, «п» – полиэтилен). Полиэтиленовая оболочка обладает более высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи) и лучше защищает броню от коррозии в неблагоприятных грунтах. Кабель ПвБбШп, как правило, дороже.
8. Какие муфты используются для монтажа кабеля ПвБП 10 кВ?
Применяются специальные кабельные муфты для кабелей с изоляцией из СПЭ на напряжение 6/10 кВ. Наиболее распространены муфты с холодной усадкой (из силикона или EPDM), которые обеспечивают надежную герметизацию и равномерное распределение электрического поля. Также используются муфты горячей усадки. Выбор конкретного типа муфты зависит от условий эксплуатации и предпочтений монтажной организации.
Заключение
Кабель ПвБП 10 кВ представляет собой современное, надежное решение для построения распределительных сетей среднего напряжения в условиях, требующих повышенной механической защиты. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена и стальной ленточной броне, обеспечивает длительный срок службы, высокую пропускную способность и стойкость к внешним воздействиям. Правильный выбор сечения, соблюдение норм прокладки и монтажа, а также квалифицированное обслуживание являются залогом безаварийной работы кабельной линии на протяжении десятилетий. При проектировании необходимо тщательно оценивать условия эксплуатации для выбора между ПвБП и его аналогами (ПвП, ПвБбШп, АПвБП), основываясь на технико-экономических расчетах и требованиях нормативной документации (ПУЭ, ГОСТ, СНиП).