Кабель силовой с бумажной изоляцией в алюминиевой оболочке ВЭБШв 4х16: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель ВЭБШв 4х16 представляет собой силовой кабель с бумажной пропитанной изоляцией, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Его маркировка расшифровывается следующим образом: В – изоляция жил пропитанной бумагой; Э – экран из электропроводящей бумаги или ленты поверх изолированных жил (обозначение часто опускается, так как экран является неотъемлемой частью конструкции кабелей на напряжение 6 кВ и выше, но в маркировке указывается); Б – броня из двух стальных оцинкованных лент; Шв – наружный защитный шланг (защитная оболочка) из поливинилхлоридного пластиката; 4х16 – четыре токопроводящие жилы сечением 16 мм² каждая.

Конструкция кабеля ВЭБШв 4х16

Конструкция кабеля является многослойной и обеспечивает высокую надежность при эксплуатации в сложных условиях. Кабель изготавливается согласно ГОСТ 18410-73 «Кабели силовые с бумажной изоляцией» или техническим условиям предприятия-изготовителя.

• Токопроводящая жила: Жилы сечением 16 мм² выполняются, как правило, из алюминия (материал указывается в начале полной маркировки, например, АВЭБШв). Жила может быть однопроволочной (монолитной) для сечений до 16 мм² включительно или многопроволочной. Для кабеля 4х16 чаще используется монолитная жила.
• Фазная изоляция: Каждая жила изолируется в несколько слоев бумажной лентой, пропитанной вязким или нестекающим изоляционным составом. Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения кабеля.
• Поясная изоляция: Поверх скрученных изолированных жил накладывается обмотка из бумажных лент, создающая дополнительный изоляционный барьер и придающая сердечнику округлую форму.
• Экран: На поясную изоляцию накладывается экран из электропроводящей бумаги или полупроводящей ленты. Его функция – выравнивание электрического поля вокруг жил, что особенно критично для кабелей на напряжение 1 кВ и выше, и защита от воздействия внешних электрических полей.
• Алюминиевая оболочка: Поверх экрана методом прессования накладывается герметичная оболочка из алюминия. Она служит для защиты изоляции от проникновения влаги и воздуха, а также является элементом, заземляемым для безопасности.
• Защитный покров (броня и шланг): На алюминиевую оболочку накладывается подушка из битума и крепированной бумаги или ПВХ-ленты для защиты оболочки от коррозии и механических повреждений броней. Далее навиваются две стальные оцинкованные ленты (броня). Поверх брони накладывается защитный шланг из поливинилхлоридного пластиката (Шв), предохраняющий броню от коррозии.

Основные технические характеристики и параметры

Кабель ВЭБШв 4х16 рассчитан на номинальное напряжение 1 кВ, 6 кВ или 10 кВ. Конкретное рабочее напряжение указывается в маркировке на барабане и в документации. Частота переменного тока – 50 Гц.

Таблица 1. Электрические и механические параметры кабеля ВЭБШв 4х16 (на примере напряжения 1 кВ)

Параметр	Значение / Описание
Количество и сечение жил	4 жилы, 16 мм² каждая (3 фазы + нейтраль)
Номинальное напряжение, U0/U	0,66/1 кВ или 6/10 кВ
Максимально допустимая рабочая температура жилы	+80°C
Температура монтажа без предварительного подогрева	Не ниже 0°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 25 наружных диаметров кабеля
Строительная длина	Не менее 250 м (для сечений до 50 мм²)
Сопротивление изоляции при +20°C	Не менее 100 МОм·км (для 1 кВ)
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты после прокладки	3,5U0 в течение 5 мин. (например, 3,5 кВ для кабеля 1 кВ)

Таблица 2. Длительно допустимый ток нагрузки (I_доп) для кабеля ВЭБШв 4х16 при прокладке в земле (траншее) и в воздухе*

Условия прокладки	Температура земли/воздуха, °C	Длительно допустимый ток, А	Примечания
В земле (в траншее)	+15°C	95	Глубина прокладки 0,7-1,0 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1,2 К·м/Вт, одна кабельная линия.
В воздухе (на открытом воздухе, в помещении)	+25°C	75	Прокладка одиночного кабеля на воздухе, температура окружающей среды +25°C.

*Значения приведены ориентировочно по ПУЭ 7 изд. и справочным данным. Точный расчет I_доп должен учитывать все поправочные коэффициенты на количество работающих кабелей в пучке, температуру среды, метод прокладки и т.д.

Область применения и особенности эксплуатации

Кабель ВЭБШв 4х16 предназначен для прокладки в земле (траншеях), кабельных каналах, тоннелях, шахтах, коллекторах, а также в помещениях и на открытом воздухе при условии защиты от прямого солнечного излучения. Благодаря броне и герметичной алюминиевой оболочке он устойчив к механическим воздействиям, вибрации, грунтовым водам (при отсутствии растягивающих нагрузок) и агрессивным почвам (при наличии внешнего ПВХ шланга).

• Электроснабжение промышленных предприятий: Питание распределительных щитов, силовых установок, двигателей.
• Распределительные сети 6-10 кВ: Используется в качестве магистральных и распределительных линий в сетях среднего напряжения.
• Объекты инфраструктуры: Прокладка в аэропортах, на железнодорожных станциях, в портах.
• Сельское хозяйство: Для питания крупных сельскохозяйственных комплексов.

Важное ограничение: Кабель с бумажной пропитанной изоляцией не допускается прокладывать на трассах с большими перепадами уровней по высоте (более 15-25 м в зависимости от марки пропитки), так как может происходить стекание пропиточного состава. Для таких трасс используются кабели с нестекающей пропиткой или изоляцией из сшитого полиэтилена.

Сравнение с аналогами и выбор альтернатив

В современных проектах кабель ВЭБШв часто конкурирует с кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), например, ПвБШв или ПвПг. Ниже приведено ключевое сравнение.

• Преимущества ВЭБШв: Более низкая стоимость, длительная история применения, отработанная технология монтажа и соединения, высокая термостойкость.
• Недостатки ВЭБШв: Трудоемкий монтаж (необходимость герметизации концов, использование муфт с фарфоровыми изоляторами), ограничение по перепаду высот, старение изоляции, необходимость контроля уровня пропитки, более тяжелый и жесткий.
• Преимущества кабеля с изоляцией СПЭ (ПвБШв): Отсутствие ограничений по перепаду высот, более высокая допустимая температура жилы (+90°C), меньший вес и радиус изгиба, простота монтажа и обслуживания, высокая стойкость к коротким замыканиям, отсутствие необходимости в сложных концевых муфтах для напряжений до 10 кВ.
• Недостатки кабеля с изоляцией СПЭ: Более высокая начальная стоимость, чувствительность к дефектам монтажа (требуется чистота, защита от влаги при соединении), потенциальное распространение водных триингов.

Выбор в пользу бумажной изоляции часто делается при реконструкции старых сетей, где требуется полная совместимость с существующей инфраструктурой, или в проектах с жестким бюджетным ограничением.

Монтаж, соединение и заделка концов

Монтаж кабеля ВЭБШв требует специальных навыков. При прокладке необходимо соблюдать минимальный радиус изгиба. Резка кабеля и разделка его концов должны проводиться с соблюдением мер по герметизации, чтобы влага и воздух не проникли в бумажную изоляцию. Концы кабеля перед подключением к аппаратуре заделываются в концевые кабельные муфты (КНЧ, КНБт, наружные КНН и др.), которые обеспечивают герметизацию, изоляцию жил и возможность подключения. Для соединения двух отрезков кабеля используются соединительные муфты (СС. Тип муфты (чугунная, эпоксидная, с термоусаживаемыми компонентами) выбирается в зависимости от условий эксплуатации и напряжения.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель АВЭБШв от ВЭБШв?

Буква «А» в начале маркировки явно указывает на материал токопроводящей жилы – алюминий. В маркировке ВЭБШв материал жилы не указан, но согласно ГОСТ, при отсутствии буквы «А» жилы также выполняются из алюминия. Таким образом, кабели АВЭБШв и ВЭБШв являются полными аналогами. Медная жила обозначалась бы буквой «М» (например, МВЭБШв), но кабели с бумажной изоляцией и медными жилами встречаются значительно реже.

Можно ли проложить кабель ВЭБШв 4х16 в воде?

Нет, прокладка в воде (реки, озера, моря) не предусмотрена стандартными условиями эксплуатации для этой марки кабеля. Несмотря на наличие алюминиевой герметичной оболочки и брони, кабель не предназначен для длительного нахождения под значительным давлением воды и не имеет соответствующих гидростатических испытаний. Для прокладки в водоемах используются специальные кабели с усиленной свинцовой оболочкой и дополнительной защитой.

Как определить необходимое сечение нейтрали в кабеле 4х16? Всегда ли она равна фазному?

В кабеле ВЭБШв 4х16 четвертая жила может быть использована как нулевая (N) или как совмещенный нулевой и защитный проводник (PEN). Согласно ПУЭ (п. 1.3.18, табл. 1.3.4), сечение нулевых рабочих и нулевых защитных проводников в кабелях с алюминиевыми жилами должно быть не менее 16 мм² при сечении фазных проводников до 35 мм² включительно. Поэтому сечение 16 мм² для четвертой жилы в данном кабеле является минимально допустимым и стандартным решением для трехфазных сетей с изолированной или глухозаземленной нейтралью.

Требуется ли дополнительное заземление алюминиевой оболочки кабеля?

Да, алюминиевая оболочка и броня кабеля ВЭБШв подлежат обязательному заземлению с двух сторон (на обоих концах линии) в соответствии с требованиями ПУЭ (гл. 1.7, 2.3). Это делается для обеспечения электробезопасности (снятие напряжения с оболочки при пробое изоляции) и для нормальной работы устройств релейной защиты, использующих оболочку в качестве элемента схемы защиты от однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью.

Каков срок службы кабеля ВЭБШв 4х16?

Номинальный срок службы кабеля ВЭБШв, заявленный производителями и нормируемый стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации сильно зависит от условий прокладки (коррозионная активность грунта, вибрации, перегрузки), качества монтажа (герметичность муфт) и соблюдения режимов нагрузки. При правильной эксплуатации такие кабели могут служить 40-50 лет и более.

Что означает обозначение «нестекающая пропитка» и как оно отражается в маркировке?

Кабели с бумажной изоляцией, пропитанные обычным вязким составом, имеют ограничение по перепаду высот. Для устранения этого недостатка была разработана нестекающая пропитка на основе церезина или полиизобутилена. В маркировке таких кабелей добавляется индекс «н» после обозначения изоляции, например, ВЭБШвн 4х16. Это позволяет прокладывать кабель на трассах с большими перепадами уровней (до 100 м и более для напряжения 1-10 кВ).