Кабель ПвКШв-ХЛ 4-х жильный
Кабель ПвКШв-ХЛ 4-х жильный: полное техническое описание и область применения
Кабель ПвКШв-ХЛ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, бронированный стальными оцинкованными проволоками, с защитным шлангом из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести, предназначенный для эксплуатации в холодном климате (ХЛ). Конструкция 4-х жильного кабеля является одной из наиболее востребованных для организации трехфазных сетей с системой заземления TN-S или TN-C-S, где необходима отдельная нулевая и защитная (земляная) жила.
Расшифровка маркировки ПвКШв-ХЛ
- Пв – изоляция жил из сшитого полиэтилена (полиэтилен вулканизированный).
- К – броня из круглых стальных оцинкованных проволок.
- Шв – защитный шланг (оболочка) из поливинилхлоридного пластиката, наложенный методом экструзии поверх брони.
- ХЛ – климатическое исполнение для холодного климата, обеспечивающее сохранение эластичности при температурах до -60°C.
- 4-х жильный – количество токопроводящих жил. Для сечений от 16 мм² и выше, как правило, выполняется с одной жилой уменьшенного сечения (заземляющая или нулевая).
- Диапазон рабочих температур: от -60°C до +50°C (окружающая среда).
- Допустимая температура нагрева жил: длительно +90°C, в режиме перегрузки +130°C, в режиме короткого замыкания (до 4 сек) +250°C.
- Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C. При более низких температурах требуется подогрев.
- Радиус изгиба: Не менее 15 наружных диаметров кабеля для многопроволочных жил.
- Стойкость к растяжению: Броня из проволок рассчитана на значительные растягивающие нагрузки, характерные для вертикальных и наклонных трасс.
- Магистральные линии в распределительных сетях 6-35 кВ.
- Питание мощных потребителей (трансформаторные подстанции, насосные станции, компрессорные установки) в промышленности.
- Вводы на предприятия, промплощадки, объекты добывающей промышленности.
- Прокладка в районах с холодным климатом (Сибирь, Крайний Север, арктическая зона).
- Участки с повышенными требованиями к механической защите: пересечения с дорогами, железнодорожными путями, в грунтах с риском смещений или активности грызунов.
- Прокладка по эстакадам, галереям, в туннелях, кабельных полуэтажах.
- В земле (траншеях): Наиболее распространенный способ. Требуется устройство песчаной подушки и засыпки, защита кирпичной или бетонной плитой при риске повреждений. Глубина прокладки – не менее 0.7 м до верха кабеля.
- В воздухе: По конструкциям, стенам зданий, на тросах. Броня обеспечивает защиту от ветровых и механических нагрузок. Необходима стойкость к УФ-излучению, которую обеспечивает ПВХ оболочка.
- В кабельных каналах, туннелях, этажах: Допускается групповой монтаж с учетом снижающих коэффициентов на токовую нагрузку.
- Раскатка: Запрещается сбрасывать барабаны с транспортных средств. Раскатка с применением кабельных роликов. Контроль радиуса изгиба.
- Подогрев: При температуре ниже -15°C требуется подогрев в тепляках или трансформаторами. Без подогрева оболочка «ХЛ» может сохранять эластичность, но изоляция и заполнение теряют гибкость.
- Монтаж муфт: Для соединения и оконцевания применяются специальные кабельные муфты (соединительные, концевые) на соответствующее напряжение, рассчитанные на работу с изоляцией из сшитого полиэтилена. Требуется тщательная заделка брони с заземлением бронелент.
- Заземление: Броня и металлический экран (если присутствует) должны быть заземлены с обеих сторон кабельной линии для безопасности и устранения наведенных токов.
- Испытания: После монтажа кабельная линия подлежит приемо-сдаточным испытаниям повышенным напряжением постоянного тока (для кабелей на 10 кВ – испытательное напряжение 40 кВ в течение 10 минут).
Конструктивные элементы кабеля
Конструкция кабеля ПвКШв-ХЛ многослойна и каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая высокую надежность и долговечность.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из медной проволоки (материал – М). Жила может быть однопроволочной (монолитной) для сечений до 50 мм² включительно или многопроволочной для всех сечений, что обеспечивает повышенную гибкость. Класс жилы по гибкости – 1 или 2. Форма жилы – круглая. В 4-жильном кабеле все жилы имеют одинаковое сечение, за исключением жилы уменьшенного сечения (обозначается «n» или «PE»), если это предусмотрено стандартом или ТУ.
2. Изоляция жилы
Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал получают путем вулканизации обычного полиэтилена, в результате чего его молекулы образуют трехмерную сетчатую структуру. Это придает изоляции исключительные свойства: высокую термостойкость (длительно допустимая температура +90°C), стойкость к тепловым ударам, высокую механическую прочность и устойчивость к растрескиванию. Толщина изоляции нормируется согласно ГОСТ 31996-2012 или ТУ.
3. Скрутка изолированных жил
Изолированные жилы скручиваются в сердечник. Между жилами, как правило, заполнение из ПВХ-пластиката пониженной горючести или экструдированного беззольного материала, что придает кабелю круглую форму и дополнительную стабильность конструкции.
4. Поясная изоляция
Поверх скрученных жил может накладываться поясная изоляция в виде обмотки из полимерной пленки или экструдированного слоя, что служит дополнительным барьером и защитой от повреждения жил элементами брони.
5. Броня
Выполнена в виде повива оцинкованных стальных проволок круглого сечения. Оцинковка обеспечивает защиту от коррозии. Броня предназначена для защиты кабеля от механических повреждений (натяжение, удары, сдавливание, грызуны). Проволочная броня типа «К» обеспечивает повышенную стойкость к растягивающим усилиям по сравнению с ленточной броней.
6. Защитный шланг (внешняя оболочка)
Накладывается поверх брони методом экструзии из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести. Исполнение «ХЛ» означает, что в состав пластиката введены морозостойкие пластификаторы, предотвращающие растрескивание оболочки при низких температурах. Оболочка защищает броню от коррозии и агрессивных воздействий среды.
Основные технические характеристики
Электрические параметры
Номинальное напряжение: 1000 В, 3000 В, 6000 В, 10000 В, 20000 В, 35000 В (наиболее распространены исполнения на 1, 6 и 10 кВ). Частота: 50 Гц.
| Сечение жил, мм² | Допустимый длительный ток, А (в земле) | Допустимый длительный ток, А (в воздухе) |
|---|---|---|
| 3×50+1×25 | 170 | 155 |
| 3×95+1×50 | 250 | 225 |
| 3×150+1×70 | 305 | 275 |
| 3×240+1×120 | 380 | 340 |
Примечание: Точные значения зависят от условий прокладки (температура земли, удельное тепловое сопротивление, количество кабелей в траншее и т.д.) и должны определяться по актуальным ПУЭ и расчетным методикам.
Механические и климатические параметры
Показатели пожарной безопасности
Кабель соответствует требованиям нераспространения горения при одиночной прокладке (исполнение «нг» может не указываться в базовой марке, но закладывается в ТУ). Оболочка из ПВХ пластиката пониженной горючести не поддерживает горение. При групповой прокладке необходимо уточнять категорию по пожарной опасности (П1б). Кабель не предназначен для прокладки в пожароопасных зонах классов В-I, В-II без дополнительных мер.
Область применения и способы прокладки
Кабель ПвКШв-ХЛ 4-х жильный предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение до 35 кВ включительно.
Типовые объекты применения:
Способы прокладки:
Важно: Прокладка в агрессивных грунтах (с высоким содержанием солей, щелочей, блуждающих токов) требует дополнительной защиты (например, кабель в полиэтиленовом шланге).
Сравнение с аналогами и выбор кабеля
| Марка кабеля | Ключевые отличия | Предпочтительная область применения |
|---|---|---|
| ПвКШв-ХЛ | Броня из проволок, сшитый полиэтилен, холодостойкое исполнение. Высокая стойкость к растяжению и удару. | Сложные грунты, холодный климат, вертикальные трассы, сети 6-35 кВ. |
| ПвБШв | Броня из стальных оцинкованных лент. Меньшая стойкость к растяжению, но лучшая защита от продавливания. | Горизонтальные трассы в земле без значительных растягивающих нагрузок. |
| АПвКШв | Алюминиевая токопроводящая жила. Меньшая стоимость, больший вес и меньшее допустимое сечение для той же токовой нагрузки. | Магистрали большого сечения при ограниченном бюджете, где медь экономически нецелесообразна. |
| ВБШв | Изоляция из ПВХ пластиката. Более низкая допустимая температура (+70°C), меньшая стойкость к тепловым перегрузкам. Не для сетей выше 3 кВ. | Распределительные сети 0.66/1 кВ без высоких требований к термостойкости. |
Монтаж и эксплуатационные требования
Монтаж кабеля ПвКШв-ХЛ должен производиться в соответствии с разделом 2 ПУЭ 7-го издания, СНиП 3.05.06-85 и инструкциями завода-изготовителя.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальная разница между изоляцией Пв (сшитый полиэтилен) и ПВХ?
Сшитый полиэтилен (XLPE) обладает значительно более высокой термостойкостью (допустимый нагрев +90°C против +70°C у ПВХ), большей диэлектрической прочностью, стойкостью к тепловым ударам и влаге. Кабели с изоляцией Пв могут работать на более высоких напряжениях (до 500 кВ) и имеют больший срок службы (30-40 лет и более). ПВХ изоляция дешевле и более гибкая при отрицательных температурах (в специальных исполнениях), но склонна к деградации при перегреве.
Почему в 4-жильном кабеле на большие сечения одна жила имеет уменьшенное сечение?
Это связано с тем, что в трехфазной симметричной нагрузке ток в нулевой (нейтральной) жиле теоретически равен нулю. На практике, при наличии несимметрии и гармоник, ток в нейтрали может достигать значительных величин, но все же, как правило, меньше фазного. Поэтому для экономии меди и снижения габаритов кабеля, нормативами (ГОСТ, ТУ) предусмотрено изготовление четвертой жилы (нейтрали или заземления) с сечением на 1-2 шага стандартного ряда меньше, чем у фазных жил (например, 3×150+1×70). Для сетей с преобладанием однофазных нелинейных нагрузок необходимо выполнять специальный расчет.
Можно ли прокладывать ПвКШв-ХЛ в помещениях, по фасадам зданий?
Да, можно. Броня и оболочка обеспечивают механическую и атмосферную защиту. Однако при открытой прокладке по сгораемым конструкциям необходимо учитывать требования пожарной безопасности (кабель должен иметь индекс «нг-LS» или «нг-HF» для снижения дымообразования и коррозионной активности газов при горении). Базовое исполнение может не отвечать этим требованиям в полной мере.
Как правильно выбрать сечение кабеля ПвКШв-ХЛ?
Выбор сечения производится по трем основным критериям, указанным в ПУЭ Глава 1.3:
1. По длительно допустимому току нагрева (основной критерий). Ток нагрузки не должен превышать табличных значений с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру земли/воздуха, групповую прокладку).
2. По потере напряжения. Особенно важно для протяженных линий.
3. По термической стойкости к токам короткого замыкания. Проверяется, выдержит ли выбранное сечение нагрев при протекании тока КЗ за время срабатывания защиты.
Рекомендуется выполнять расчет силами проектной организации.
Требуется ли дополнительная защита при прокладке в земле?
В обычных грунтах без камней, блуждающих токов и с низкой коррозионной активностью достаточно стандартной защиты в виде песчаной подушки и засыпки, а также сигнальной ленты. При пересечении с дорогами, в каменистых грунтах, в зонах с высокой активностью грызунов рекомендуется дополнительная защита – прокладка в асбоцементных, пластиковых или керамических трубах, либо использование защитных плит. Броня кабеля уже является серьезной защитой, но от сильных точечных ударов (лопата экскаватора) она может не спасти.
Что означает буква «ХЛ» и насколько она важна?
Исполнение «ХЛ» (холодостойкое) критически важно для эксплуатации, хранения и монтажа кабеля при температурах ниже -40°C. Оно гарантирует, что внешняя ПВХ оболочка и материалы заполнения сохранят эластичность и не растрескаются. Для регионов, где температура зимой не опускается ниже -45°C, можно применять стандартное исполнение «У» (умеренный климат). Использование кабеля «У» в условиях «ХЛ» приведет к разрушению оболочки при изгибах на морозе.