Кабель ПвКШв-ХЛ 150 мм
Кабель ПвКШв-ХЛ 150 мм²: полное техническое описание и сфера применения
Кабель ПвКШв-ХЛ с номинальным сечением токопроводящей жилы 150 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией и оболочкой из сшитого полиэтилена, бронированный стальными оцинкованными проволоками, в шланге из поливинилхолоридного пластиката пониженной горючести, исполнения для холодного климата (ХЛ). Данный кабель предназначен для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают надежную работу в сложных условиях, включая низкие температуры, механические воздействия и наличие грунтовых вод.
Расшифровка маркировки ПвКШв-ХЛ 150 мм²
- Пв – изоляция жил из сшитого полиэтилена (ПВ-изоляция устарела, современный стандарт – сшитый полиэтилен).
- К – контрольный (в данной интерпретации часто ошибочно, правильнее – кабель). Буква «К» в сочетании с последующей «Шв» исторически обозначает броню из круглых стальных проволок и шланг защитный.
- Шв – защитный шланг (оболочка) из поливинилхолоридного пластиката.
- ХЛ – исполнение для холодного климата (климатическое исполнение УХЛ, категория размещения 1 и 2 по ГОСТ 15150).
- 150 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.
- Номинальное напряжение U0/U (Um): 8,7/10 (12) кВ или 12/20 (24) кВ в зависимости от исполнения.
- Длительно допустимая температура токопроводящей жилы: +90°C.
- Максимальная температура жилы при коротком замыкании: +250°C (продолжительность до 5 сек).
- Сопротивление изоляции: не менее 100 МОм·км при температуре +20°C.
- Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 30 кВ (для 10 кВ кабеля) в течение 10 минут.
- Минимальный радиус изгиба при прокладке: 15 наружных диаметров кабеля.
- Диапазон температур эксплуатации: от -50°C до +50°C.
- Допустимая температура прокладки без предварительного подогрева: не ниже -15°C. При более низких температурах требуется подогрев.
- Стойкость к растягивающему усилию: определяется прочностью брони, расчетное усилие принимается исходя из допустимого напряжения в стальных проволоках.
- Магистральные линии в сетях 6-20 кВ: питание районных подстанций, распределительных пунктов в городах и промышленных зонах.
- Питание мощных промышленных потребителей: заводы, фабрики, горнодобывающие предприятия.
- Прокладка в кабельных сооружениях: тоннелях, коллекторах, эстакадах, где требуется защита от механических воздействий.
- Прокладка в земле (траншеях): в грунтах всех категорий, включая с повышенной коррозионной активностью и в условиях вечной мерзлоты (благодаря исполнению ХЛ).
- Участки с повышенными требованиями к надежности: благодаря броне и сшито-полиэтиленовой изоляции, кабель устойчив к повреждениям и обладает высоким ресурсом.
- Прокладка: Допускается прокладка в земле (траншеях) с защитой песчаной подсыпкой и кирпичом или сигнальной лентой поверх, а также в кабельных сооружениях. При прокладке в воздухе необходимо учитывать механическую нагрузку на броню от собственного веса.
- Соединение и оконцевание: Требуют применения специальных кабельных муфт (соединительных и концевых), рассчитанных на работу с изоляцией из сшитого полиэтилена и соответствующего напряжения. Необходим качественный монтаж экранов и заземление брони.
- Заземление: Броня и экраны токопроводящих жил должны быть надежно заземлены с обеих сторон кабельной линии в соответствии с ПУЭ.
- Испытания после монтажа: Обязательны высоковольтные испытания повышенным напряжением выпрямленного тока или переменного напряжения частотой 0,1 Гц (VLF) для проверки состояния изоляции после монтажных работ.
- Преимущества: Отсутствие риска течи пропиточного состава, более высокая допустимая температура жилы, меньший вес и наружный диаметр, простота монтажа (не требуется уравнивание давления), возможность прокладки на вертикальных участках без ограничений.
- Недостатки: Более высокая чувствительность к качеству монтажа муфт, несколько более высокая стоимость на единицу длины (но часто более низкая общая стоимость владения).
- Преимущества: Более высокие температурные пределы, лучшие диэлектрические характеристики, большая стойкость к тепловому старению, меньшие потери в изоляции.
Согласно современным ГОСТам (например, ГОСТ 31996-2012), аналогом данной маркировки является кабель типа ПвБШв-ХЛ, где «Б» – броня из стальных оцинкованных проволок. Однако обозначение ПвКШв остается широко распространенным в технической документации и на практике.
Конструкция кабеля ПвКШв-ХЛ 150 мм²
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее изнутри наружу.
1. Токопроводящая жила
Жила сечением 150 мм² изготавливается из медной проволоки. Для данного сечения, как правило, применяется уплотненная жила (многопроволочная, компактированная) класса 2 по ГОСТ 22483. Это означает, что жила состоит из множества проволок, скрученных в единый проводник и подвергнутых процессу компактирования для придания почти круглой формы и снижения межпроволочного пространства. Медь обеспечивает высокую электропроводность, стойкость к окислению и механическую прочность.
2. Экранирование жилы (фазный экран)
Поверх изолированной жилы накладывается экран в виде электропроводящего сшитого полиэтилена или медной полупроводящей ленты. Его назначение – выравнивание электрического поля вокруг жилы, предотвращение концентрации напряжений и поверхностных разрядов.
3. Изоляция
Основная изоляция жилы выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормируется в зависимости от класса напряжения (например, для 10 кВ – 3,4 мм). Сшитый полиэтилен обладает превосходными диэлектрическими и температурными характеристиками: длительно допустимая температура жилы +90°C, а в режиме перегрузки до +130°C. Материал стоек к тепловому старению.
4. Экранирование изоляции (поясной экран)
Поверх изоляции каждой жилы накладывается экран в виде медных лент или проволок, часто в комбинации с полупроводящим слоем. Эти экраны соединяются между собой и в дальнейшем заземляются, обеспечивая симметричность электрического поля и безопасность при касании оболочки.
5. Поясная изоляция и заполнение
Экранированные изолированные жилы скручиваются вместе. Пространство между ними заполняется невулканизированной резиновой лентой или аналогичным материалом для придания кабелю круглой формы и механической стабильности. Поверх скрутки может накладываться поясная изоляция из ПЭТ-ленты или аналогичного материала.
6. Броня
Броневой покров выполнен из стальных оцинкованных проволок, навитых поверх подушки. Для сечения 150 мм², как правило, применяются проволоки круглого сечения. Назначение брони – защита кабеля от механических повреждений (растягивающих усилий, ударов, грызунов). Оцинковка обеспечивает антикоррозионную защиту.
7. Защитный шланг (внешняя оболочка)
Наружная оболочка из поливинилхолоридного (ПВХ) пластиката пониженной горючести накладывается поверх брони. Пластикат марки ХЛ (холодостойкий) сохраняет эластичность при низких температурах (до -60°C при монтаже и до -50°C в эксплуатации). Оболочка обеспечивает защиту брони от коррозии и агрессивных сред, а также служит дополнительным изоляционным барьером.
Основные технические характеристики
Электрические параметры (для напряжения 10 кВ)
Механические и климатические параметры
Таблица 1. Условные данные по массе и наружному диаметру для кабеля ПвКШв-ХЛ 150 мм² (на 10 кВ, 3 жилы)
Примечание: Фактические значения могут незначительно отличаться в зависимости от производителя и конкретной конструкции.
| Количество и сечение жил | Расчетный наружный диаметр, мм | Расчетная масса 1 км кабеля, кг |
|---|---|---|
| 3х150 мм² | 65 — 75 | 5500 — 6500 |
Таблица 2. Длительно допустимый ток нагрузки (Iдоп) для кабеля 3х150 мм²
Условия прокладки: в земле (траншее), температура грунта +25°C, удельное тепловое сопротивление земли 1,2 К·м/Вт, глубина прокладки 0,7-1,0 м, температура жилы +90°C.
| Способ прокладки | Количество рабочих кабелей в траншее | Длительно допустимый ток, А |
|---|---|---|
| В земле (траншее) | 1 | 350 — 380 |
| В земле (траншее) | 2 | 320 — 350 (с учетом взаимного нагрева) |
| В воздухе (в помещении, туннеле) | 1 | 360 — 390 |
Важно: Точные значения Iдоп должны приниматься по актуальным расчетным таблицам ПУЭ 7 изд. или на основании теплового расчета с учетом всех реальных условий (температура среды, удельное сопротивление грунта, наличие других кабелей и т.д.).
Области применения
Кабель ПвКШв-ХЛ 150 мм² применяется для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы использования:
Особенности монтажа и эксплуатации
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
По сравнению с кабелем с бумажно-масляной изоляцией (например, СБл):
По сравнению с кабелем в ПВХ изоляции:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем ключевое отличие ПвКШв от ПвБШв?
Фактически, это обозначение одного и того же кабеля по разным нормативным документам. «К» в маркировке ПвКШв является историческим наследием и в современной трактовке ГОСТ 31996-2012 заменено на «Б» (броня из проволок). Таким образом, ПвБШв – это современное и корректное обозначение. При заказе следует ориентироваться на технические условия производителя.
Можно ли прокладывать кабель ПвКШв-ХЛ 150 мм² в воде?
Нет, данный кабель не предназначен для прокладки непосредственно в воде (реки, озера). Его броня из стальных оцинкованных проволок, даже с ПВХ-шлангом, не обеспечивает долговременную герметичность от проникновения воды под оболочку. Для прокладки в водных преградах применяются специальные кабели с герметичной свинцовой или алюминиевой оболочкой и гидрофобными заполнителями.
Как правильно выбрать сечение 150 мм²? На какой ток он рассчитан?
Сечение 150 мм² выбирается на основе расчета по допустимому току нагрузки (см. Таблицу 2) и проверки по условиям короткого замыкания (термическая стойкость) и по потере напряжения. Для кабеля 10 кВ 3х150 мм², проложенного в земле одиночно, допустимый ток составляет примерно 350-380 А. Однако окончательный выбор должен производиться проектировщиком на основе ПУЭ гл. 1.3 с учетом всех поправочных коэффициентов на условия прокладки.
Требуется ли подогрев кабеля при прокладке зимой?
Для исполнения ХЛ минимальная температура прокладки без подогрева составляет -15°C. При температуре окружающего воздуха или грунта ниже этой отметки кабель необходимо предварительно выдержать в теплом помещении или использовать специальные греющие устройства для прогрева. Прогрев кострами запрещен правилами безопасности.
Как заземлять броню и экраны кабеля ПвКШв-ХЛ?
Броня (стальные проволоки) и медные экраны жил должны быть заземлены с обоих концов кабельной линии. Для этого используются специальные контактные лепестки в концевых и соединительных муфтах. Соединение должно быть надежным, с переходным сопротивлением, удовлетворяющим нормам. В некоторых случаях (для длинных линий) может применяться одноточечное или кросс-заземление экранов для снижения токов циркуляции, но это требует специального расчета.
Каков срок службы данного кабеля?
Номинальный срок службы кабеля ПвКШв-ХЛ с изоляцией из сшитого полиэтилена составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть больше и сильно зависит от условий эксплуатации (режима нагрузки, температуры окружающей среды, коррозионной активности грунта, качества монтажа соединительных муфт и соблюдения правил технической эксплуатации).
Чем отличается исполнение «ХЛ» от обычного («У» или «Т»)?
Исполнение «ХЛ» (холодостойкое) предполагает использование материалов, сохраняющих эластичность и механические свойства при экстремально низких температурах. В первую очередь это касается ПВХ-пластиката внешней оболочки и материалов заполнения. Для «ХЛ» гарантируется сохранение свойств при монтаже до -60°C и эксплуатации до -50°C, в то время как для обычного исполнения («У» – умеренный климат) нижний предел составляет около -15°C для монтажа и -40°C для эксплуатации.