Кабель ПвЭБШв 1-х жильный 1 кВ: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель ПвЭБШв 1х жильный на напряжение 1 кВ представляет собой силовой проводник с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) в бронированной оболочке, предназначенный для стационарной прокладки в земле (траншеях) и других условиях, требующих повышенной механической защиты. Расшифровка его маркировки по ГОСТ 18410-73 и последующим стандартам является ключом к пониманию его конструкции: П – провод (кабель) силовой, в – изоляция из вулканизированного (сшитого) полиэтилена, Э – экран по жиле из электропроводящего материала, Б – броня из двух стальных оцинкованных лент, Шв – защитный шланг (оболочка) из поливинилхлоридного пластиката выпрессованный поверх брони, 1 – количество жил, 1 кВ – номинальное напряжение.
Конструкция кабеля ПвЭБШв 1х жильный
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговечность и надежность в тяжелых условиях эксплуатации.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки. В зависимости от сечения, жила может быть однопроволочной (монолитной) для сечений до определенного значения (обычно до 50-70 мм²) или многопроволочной. Класс жилы (1 или 2 по ГОСТ 22483) указывается в полном обозначении кабеля. Для одножильных кабелей на переменное напряжение 1 кВ и выше обязательным является использование неуплотненных жил (без заполнения межпроволочного пространства) для снижения потерь на вихревые токи.
2. Экран по жиле
Обозначается литерой Э в маркировке. Представляет собой слой электропроводящего материала, наложенный поверх токопроводящей жилы. Выполняет несколько критически важных функций:
- Выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение локальных перенапряжений и искажений поля.
- Защита от импульсных перенапряжений.
- Обеспечение симметрии поля, что особенно важно для одножильных кабелей.
- Защита от внешних электромагнитных помех и снижение влияния кабеля на окружающую среду.
- Повышенная допустимая температура эксплуатации: длительно +90°C, в режиме перегрузки +130°C, при коротком замыкании +250°C.
- Высокая стойкость к тепловому старению и деформациям.
- Отличные диэлектрические характеристики и низкие диэлектрические потери.
- Высокая стойкость к трекингу и влаге.
- Защиту стальной брони от коррозии при прокладке в земле с высокой агрессивностью.
- Защиту от механических воздействий и истирания.
- Защиту от проникновения влаги.
- Стойкость к ультрафиолетовому излучению (при прокладке на открытом воздухе).
- Длительно допустимая температура нагрева жилы: +90°C.
- Максимальная температура жилы при перегрузке: +130°C.
- Максимальная температура жилы в режиме короткого замыкании (до 5 сек): +250°C.
- Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.
- Минимальная температура эксплуатации: -50°C.
- Прокладка в земле (траншеях): Бронирование и защитная оболочка делают его основным выбором для прокладки в грунтах всех категорий, включая с повышенной коррозионной активностью и в присутствии блуждающих токов. Не требует дополнительных защитных труб или лотков.
- Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах и по эстакадам: Может использоваться в условиях повышенной влажности и при наличии конденсата.
- Прокладка на открытом воздухе: Устойчив к атмосферным осадкам и УФ-излучению.
- Прокладка в пожароопасных помещениях: При одиночной прокладке не распространяет горение.
- Прокладывать жилы в треугольной или плоской formation, но с обязательным перекрестным перевязыванием (сменой мест) с шагом, кратным длине участка.
- Использовать немагнитные разделители или крепеж.
- При проходе через стальные перегородки/стены разрывать магнитный контур с помощью изолирующих втулок.
- По длительно допустимому току нагрузки (с учетом способа прокладки, температуры окружающей среды и количества работающих кабелей в пучке).
- По потере напряжения (для протяженных линий).
- По термической стойкости к токам короткого замыкания.
- По экономической плотности тока (для сетей выше 1000 В).
- Перед прокладкой необходимо проверить целостность оболочки и изоляции (мегомметром на 2.5 кВ).
- Траншея должна быть подготовлена: удалены камни, насыпан песчаная подушка.
- При протяжке нельзя превышать допустимое тяговое усилие и радиус изгиба.
- Броня кабеля подлежит обязательному заземлению с обоих концов. Для этого используется медный защитный проводник, присоединяемый к бронепайке или бронесвязи.
Экран обычно выполняется в виде экструдированного слоя из сшитого полиэтилена с добавлением сажи (электропроводящий сшитый полиэтилен) или в виде медной ленты, наложенной продольно или в виде оплетки из медных проволок.
3. Изоляция
Выполнена из сшитого полиэтилена (СПЭ) (литера в). Это ключевое отличие от кабелей с бумажно-пропитанной изоляцией (типа АСБ) или с изоляцией из ПВХ (ВВГ). Технология сшивки (химическая или радиационная) изменяет молекулярную структуру полиэтилена, превращая его из термопласта в эластомер. Это дает ряд преимуществ:
Толщина изоляции нормируется стандартами в зависимости от номинального напряжения.
4. Экран по изоляции
Присутствует в кабелях на напряжение 1 кВ и выше. Аналогичен экрану по жиле и выполняет те же функции, замыкая силовые линии электрического поля внутри кабеля. Обычно состоит из двух элементов: электропроводящего слоя (электропроводящая лента или экструдированный слой) и медной ленты или оплетки из медных проволок, которая служит проводником для заземления и тока утечки.
5. Поясная изоляция
Слой из полимерной пленки или ленты, накладываемый поверх экрана по изоляции. Предназначен для защиты экрана от механических повреждений и обеспечения стабильности конструкции перед наложением брони.
6. Броня
Обозначается литерой Б. Выполнена из двух стальных оцинкованных лент, наложенных поверх поясной изоляции с перекрытием. Ленты накладываются встречно, что обеспечивает гибкость и устойчивость к растяжению, сдавливанию, механическим ударам и грызунам. Оцинковка обеспечивает коррозионную стойкость.
7. Защитный шланг (наружная оболочка)
Обозначается как Шв – шланг защитный из поливинилхлоридного пластиката. Наружная оболочка выпрессовывается поверх брони, обеспечивая:
Цвет оболочки, как правило, черный.
Основные технические характеристики и условия эксплуатации
Номинальное напряжение
Кабель рассчитан на номинальное напряжение 1 кВ (1000 В) частотой 50 Гц. Испытательное напряжение переменным током промышленной частоты составляет 3.5 кВ в течение 10 минут.
Температурные режимы
Радиус изгиба
Минимально допустимый радиус изгиба при прокладке составляет не менее 15 наружных диаметров кабеля для одножильных кабелей в небронированном исполнении. Для бронированных кабелей типа ПвЭБШв этот радиус может быть увеличен, конкретное значение указывается в ТУ производителя, но обычно составляет не менее 20-25 наружных диаметров.
Срок службы
Не менее 30 лет при соблюдении условий транспортировки, хранения, монтажа и эксплуатации.
Область применения и способы прокладки
Кабель ПвЭБШв 1х жильный 1 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:
Важное замечание по прокладке одножильных кабелей: При прокладке на переменном токе в металлических лотках, трубах или при наличии стальной брони/арматуры в цепи возникают значительные вихревые токи, приводящие к дополнительным потерям и перегреву. Для их снижения рекомендуется:
Прокладка в воде (реки, озера) не рекомендуется без дополнительной защиты, так как оболочка Шв не является герметичной.
Сравнительная таблица аналогов и выбор сечения
ПвЭБШв является современным аналогом кабелей с бумажной изоляцией (АСБл, АСБ2л) и кабелей с ПВХ изоляцией в броне (ВБШв).
| Параметр / Марка кабеля | ПвЭБШв | АСБл (АСБ2л) | ВБШв |
|---|---|---|---|
| Материал изоляции | Сшитый полиэтилен (СПЭ) | Бумажная, пропитанная вязким или нестекающим составом | Поливинилхлорид (ПВХ) |
| Макс. рабочая t° жилы | +90°C | +70°C (для нестекающих составов до +80°C) | +70°C |
| Стойкость к влаге | Высокая | Низкая (требует герметизации концов) | Высокая |
| Монтаж при низких t° | До -15°C | Требует подогрева при t° < 0°C | До -15°C |
| Допустимые потери в изоляции | Очень низкие | Высокие | Средние |
| Стойкость к тепловому удару (КЗ) | Очень высокая | Низкая | Низкая (оплавляется) | Основное преимущество | Высокие нагрузки, надежность, долгий срок службы | Низкая стоимость (устаревшая технология) | Гибкость, стоимость для малых сечений |
Выбор сечения жилы
Выбор сечения производится по ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок), глава 1.3. Основные критерии:
Примерные значения длительно допустимых токов для одножильного медного кабеля ПвЭБШв 1 кВ, проложенного в земле (температура грунта +15°C, глубина прокладки 0.7 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1.2 К·м/Вт):
| Сечение жилы, мм² | Допустимый ток, А | Примерный наружный диаметр, мм | Примерная масса 1 км, кг |
|---|---|---|---|
| 50 | 215 | 28-32 | 1800-2200 |
| 95 | 330 | 35-40 | 2800-3400 |
| 150 | 405 | 40-46 | 3800-4600 |
| 240 | 520 | 48-55 | 5600-6800 |
Внимание! Точные значения необходимо брать из технических условий (ТУ) конкретного производителя или справочников, составленных по актуальным ГОСТ/МЭК.
Монтаж и соединение
Монтаж кабеля ПвЭБШв требует соблюдения строгих правил:
Соединение и ответвление жил производится с помощью специальных кабельных муфт: соединительных (СТы), концевых (КН) или ответвительных (ОТ). Для кабелей с изоляцией из СПЭ используются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты. Критически важно обеспечить герметичность муфты для предотвращения попадания влаги в торец кабеля.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается ПвЭБШв от ПвБШв?
Маркировка ПвБШв не содержит буквы Э, что означает отсутствие экрана по токопроводящей жиле. Кабель ПвБШв может использоваться в сетях до 1 кВ, но его применение ограничено, особенно в условиях возможных коммутационных перенапряжений или требований к симметрии поля. ПвЭБШв является более современным и надежным конструктивным исполнением для сетей 1 кВ.
Можно ли использовать несколько одножильных кабелей ПвЭБШв вместо одного трехжильного?
Да, это распространенная практика, особенно для больших сечений (от 240 мм²), где трехжильный кабель становится чрезмерно тяжелым и негибким. Однако при этом необходимо строго соблюдать правила прокладки для снижения потерь в металлической броне (см. выше) и учитывать увеличение объема земляных работ.
Как правильно заземлять броню одножильного кабеля?
Стальные ленты брони должны быть соединены между собой и с землей на обоих концах линии. Для этого используется медный проводник (защитный заземляющий провод, ЗЗП) с сечением, соответствующим ПУЭ (обычно не менее 16 мм² для медного). Соединение осуществляется через специальную бронесвязь или пайку. Это заземление служит для защиты от поражения электрическим током при повреждении основной изоляции и для отвода токов, наведенных в броне.
Что означает цветовая маркировка жилы?
В одножильном кабеле цветовая маркировка жилы не регламентирована для обозначения фазы. Жила, как правило, имеет натуральный цвет металла (медный) или покрыта нейтральной (белой, серой) изоляцией. Фазная принадлежность определяется при монтаже с помощью цветных фазных накладок на муфтах или термоусадки.
Каковы главные преимущества ПвЭБШв перед старыми кабелями типа АСБ?
1. Высокая допустимая температура: +90°C против +70°C, что позволяет пропускать больший ток по тому же сечению.
2. Абсолютная негигроскопичность изоляции: Не требуется контроль уровня пропитки и герметизация концов при вертикальной прокладке.
3. Лучшие диэлектрические характеристики: Меньшие диэлектрические потери, высокая стойкость к частичным разрядам.
4. Удобство монтажа: Возможность прокладки при отрицательных температурах и более простой монтаж муфт.
5. Больший срок службы и надежность.
Как проверить целостность кабеля перед включением?
Необходимо выполнить комплекс измерений: 1. Проверка целостности и фазировки жил. 2. Измерение сопротивления изоляции мегомметром на 2500 В между жилой и экраном/броней (норма не менее 100 МОм·км, но на практике для исправного кабеля составляет сотни и тысячи МОм). 3. Испытание повышенным напряжением переменного тока 3.5 кВ в течение 10 минут (проводится специализированной организацией).
Существует ли алюминиевый аналог кабеля ПвЭБШв?
Да, существует. Маркировка будет начинаться с буквы АПвЭБШв, где «А» означает алюминиевую токопроводящую жилу. Все остальные элементы конструкции идентичны. Выбор между медным и алюминиевым исполнением делается на основе технико-экономического расчета, учитывающего токовую нагрузку, стоимость кабеля, условия монтажа (алюминий более хрупок при изгибе) и требования к долговечности контактных соединений.