Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвЭБШв 4х185: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель ПвЭБШв 4х185 представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, бронированный стальными оцинкованными лентами, с медными жилами сечением 185 мм² в четырехжильном исполнении. Данный тип кабеля предназначен для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Его основное назначение – передача и распределение электрической энергии в стационарных установках, включая сети с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор нейтралью.

Расшифровка маркировки ПвЭБШв 4х185

• П – изоляция жил из сшитого полиэтилена (полиэтилена, подвергнутого процессу поперечной сшивки молекул).
• в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ).
• Э – наличие экрана по жилам (отсутствие этой буквы означало бы экран только по изоляции кабеля).
• Б – броня из двух стальных оцинкованных лент.
• Шв – шланг защитный из выпрессованного ПВХ пластиката поверх брони.
• 4х185 – количество и сечение основных токопроводящих жил: четыре жилы, каждая номинальным сечением 185 квадратных миллиметров.

Конструкция кабеля ПвЭБШв 4х185

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая высокую надежность и долговечность изделия.

1. Токопроводящая жила

Жилы сечением 185 мм² выполняются из медной проволоки. Как правило, для данного сечения применяется уплотненная конструкция (многопроволочная, компактированная или секторная). Медь обеспечивает высокую электропроводность, стойкость к окислению, механическую прочность и гибкость по сравнению с алюминием. Все четыре жилы являются основными и имеют одинаковое сечение.

2. Экранирующий слой по жиле (индивидуальный экран)

Поверх каждой токопроводящей жилы накладывается экранирующий слой. Он состоит из двух элементов:

• Электропроводящий сшитый полиэтилен или полупроводящая лента – накладывается непосредственно на жилу для выравнивания электрического поля и устранения микроскопических зазоров между жилой и изоляцией.
• Медная экранирующая лента или оплетка из медных проволок – служит для отвода емкостных токов и обеспечения симметрии электрического поля вокруг жилы. Наличие этого экрана (буква «Э» в маркировке) является ключевым для кабелей на напряжение 6 кВ и выше.

3. Изоляция

Основной изоляцией жилы служит сшитый полиэтилен (XLPE). Этот материал получают путем химической или радиационной обработки, в результате которой линейные молекулы полиэтилена «сшиваются» в трехмерную сетку. Это придает изоляции исключительные свойства:

• Повышенная температурная стойкость: длительно допустимая температура жилы +90°C, кратковременно (в аварийном режиме) до +130°C, при коротком замыкании до +250°C (без механических воздействий).
• Высокая механическая прочность и стойкость к растрескиванию.
• Отличные диэлектрические характеристики, низкие диэлектрические потери.
• Стойкость к влаге и химическим реагентам.

Толщина изоляции нормируется стандартами (например, ГОСТ 31996-2012 или ТУ) и зависит от номинального напряжения кабеля.

4. Поясная изоляция и заполнение

Поверх изолированных и экранированных жил скрученных в сердечник, накладывается поясная изоляция, как правило, из полупроводящего сшитого полиэтилена или специальных лент. Пространство между жилами заполняется жгутами из невулканизированной резиновой смеси или другим эластичным материалом для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.

5. Общий экран (металлическая оболочка)

Поверх поясной изоляции накладывается экран в виде медной гофрированной ленты или оплетки из медных проволок. Его функция – защита от внешних электромагнитных помех, замыкание токов утечки при повреждении изоляции и обеспечение безопасности при касании.

6. Броня и защитные покровы

Конструкция включает следующие слои:

• Подушка под броню: слой из битумного состава, крепированной бумаги или ПВХ пластиката, накладываемый поверх экрана для защиты от коррозии и механических повреждений стальной броней.
• Броня: две стальные оцинкованные ленты, наложенные с перекрытием. Они обеспечивают защиту кабеля от механических воздействий (сдавливание, удары, растяжение), а также от грызунов.
• Защитный шланг (Шв): наружная оболочка из выпрессованного ПВХ пластиката, нанесенная поверх брони. Защищает броню от коррозии, выполняет функцию внешней изоляции и обеспечивает стойкость к агрессивным средам, ультрафиолету и влаге.

Основные технические характеристики

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля ПвЭБШв 4х185 (на примере напряжения 10 кВ)

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	6/10, 8,7/15, 12/20
Количество и сечение жил, мм²	4 x 185
Материал жилы	Медь
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)
Длительно допустимая температура жилы, °C	+90
Макс. температура жилы в аварийном режиме, °C	+130 (не более 8 ч/год, суммарно 1000 ч)
Макс. температура при КЗ, °C	+250 (не более 5 с)
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 15 наружных диаметров кабеля
Сопротивление изоляции при +20°C, МОм·км	Не менее 100
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ/время	25 / 10 мин. (для 10 кВ кабеля)
Стойкость к короткому замыканию (расчетная), кА	До 25-30 кА в течение 3-4 с (зависит от условий)
Климатическое исполнение	УХЛ, категории размещения 1-5 по ГОСТ 15150
Диапазон рабочих температур окружающей среды, °C	От -50 до +50

Таблица 2. Примерные массо-габаритные и электрические показатели (ПвЭБШв 4х185 10 кВ)

Параметр	Значение
Наружный диаметр кабеля, мм (приблизительно)	75 — 85
Масса 1 км кабеля, кг (приблизительно)	11000 — 13000
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более	0.0991 (согласно ГОСТ 22483)
Индуктивное сопротивление, Ом/км (при 50 Гц)	~0.1 — 0.15
Емкостное сопротивление, Ом/км (при 50 Гц)	~0.05 — 0.07
Допустимый длительный ток нагрузки (при прокладке в земле, +25°C грунта), А	~350 — 400
Допустимый длительный ток нагрузки (при прокладке в воздухе, +25°C воздуха), А	~380 — 420

Примечание: Точные значения диаметра, массы и токовых нагрузок зависят от конкретного производителя, конструкции жилы (круглая/секторная) и должны уточняться по техническому каталогу.

Область применения и способы прокладки

Кабель ПвЭБШв 4х185 применяется для создания надежных силовых линий в условиях, требующих механической защиты и стойкости к внешним воздействиям.

• Прокладка в земле (траншеях): Бронирование защищает от механических повреждений при раскопках, давления грунта, деятельности грызунов. Обязательно использование песчаной подушки и защитного кирпича или сигнальной ленты поверх кабеля.
• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах и по эстакадам: Броня обеспечивает защиту от возможных падений предметов, растяжения. Кабель может прокладываться открыто на лотках и кронштейнах.
• Прокладка в помещениях: Допускается, включая помещения с повышенной влажностью (но не затопляемые).
• Взрывоопасные зоны: Может применяться при условии соответствия дополнительным требованиям к монтажу и заделке концов.
• Объекты инфраструктуры: Широко используется для электроснабжения промышленных предприятий, жилых микрорайонов, коммерческих центров, насосных станций, объектов нефтегазовой отрасли, горнодобывающей промышленности.

Запрещена прокладка по ненадежным (подвижным) конструкциям, а также в блоках, где возможно длительное присутствие воды.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами (например, с бумажной изоляцией)

Преимущества кабеля ПвЭБШв:

• Высокая перегрузочная способность: Допустимая температура жилы +90°C против +70°C у кабелей с бумажной пропитанной изоляцией (СБ, ЦСБ).
• Отсутствие ограничений по перепаду высот: В отличие от кабелей с бумажной изоляцией, не имеет ограничений по разности уровней трассы из-за стекания пропиточного состава.
• Простота монтажа и эксплуатации: Меньший вес и радиус изгиба, отсутствие необходимости в специальных муфтах для компенсации давления масла или мастики.
• Высокая стойкость к влаге: При повреждении оболочки сшитый полиэтилен не впитывает влагу, что локализует повреждение, в то время как бумажная изоляция намокает по всей длине.
• Длительный срок службы – до 30-40 лет и более.

Недостатки/особенности:

• Чувствительность к частичным разрядам: Требует высококачественного изготовления и монтажа экранов, отсутствия острых кромок для предотвращения локальных пробоев.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями на основе ПВХ изоляции.
• Сложность ремонта изоляции в полевых условиях по сравнению с резиновой.

Особенности монтажа и эксплуатации

• Радиус изгиба: При прокладке должен быть не менее 15 наружных диаметров кабеля. При монтаже концевой муфты – согласно инструкции производителя муфт (обычно 12-15 диаметров).
• Раскатка: Допускается раскатка из барабанов с помощью лебедок или вручную. Запрещается сбрасывать барабаны с транспортных средств. Необходимо контролировать, чтобы не превышался допустимый радиус изгиба.
• Термическая обработка: Прокладка при температуре ниже -15°C требует предварительного прогрева кабеля в отапливаемом помещении или с помощью трансформаторов тока. Прокладка без прогрева запрещена из-за риска повреждения изоляции и оболочки.
• Заземление: Медные экраны (индивидуальные и общий) и стальная броня подлежат обязательному двустороннему заземлению для обеспечения безопасности и нормальной работы защит.
• Монтаж муфт: Требует высокой квалификации персонала. Необходима тщательная зачистка, обезжиривание, ступенчатая разделка изоляции и точное наложение полупроводящих, изолирующих и экранирующих слоев комплекта муфты.
• Испытания после монтажа: Обязательным является проведение высоковольтных испытаний выпрямленным напряжением (постоянным током) или сверхнизкой частотой (0,1 Гц) согласно ПУЭ. Для кабеля 10 кВ испытательное напряжение постоянным током составляет 60 кВ в течение 10 минут.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем принципиальная разница между кабелями ПвЭБШв и ВБШв?

Основное отличие – материал изоляции. У кабеля ПвЭБШв изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE), а у ВБШв – из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Кабель с XLPE имеет более высокую допустимую рабочую температуру (+90°C против +70°C), лучшую стойкость к перегрузкам и термическую стабильность. Кабель ВБШв, как правило, применяется на напряжение до 1 кВ, в то время как ПвЭБШв – на напряжение 6, 10, 20 кВ и выше.

2. Можно ли использовать кабель ПвЭБШв 4х185 для прокладки в воде?

Нет, для постоянной прокладки в воде данный кабель не предназначен. Хотя защитный шланг (Шв) и изоляция XLPE обладают высокой влагостойкостью, конструкция не является герметизированной. Для прокладки в водной среде требуются специальные кабели с герметичной свинцовой или алюминиевой оболочкой (например, ПвПуг или аналоги).

3. Как правильно выбрать номинальное напряжение кабеля для сети 10 кВ?

Для электрической сети с номинальным напряжением 10 кВ необходимо выбирать кабель с обозначением 8,7/15 кВ или 10/10 кВ (по старой маркировке). Первое число (8,7 кВ) – это напряжение между жилой и заземленным экраном (U₀). Для сети с изолированной или компенсированной нейтралью (где напряжение в аварийном режиме на неповрежденных фазах может возрасти в √3 раз) требуется именно такое значение U₀=8,7 кВ. Кабель 6/10 кВ (U₀=6 кВ) предназначен для сетей с эффективно заземленной нейтралью.

4. Обязательно ли использовать концевые и соединительные муфты того же производителя, что и кабель?

Строго обязательно. Комплекты муфт разрабатываются производителями под конкретные геометрические и физико-химические параметры своих кабелей (диаметр, степень усадки, состав полупроводящих слоев). Использование муфт другого производителя может привести к неполной адгезии, нарушению градиента электрического поля и, как следствие, к пробою и выходу линии из строя.

5. Как определить необходимое сечение жилы 185 мм² для конкретного объекта?

Сечение 185 мм² выбирается на основе расчета:

• По допустимому длительному току нагрузки (прохождение необходимого тока без перегрева изоляции).
• По потере напряжения (чтобы на конце линии напряжение оставалось в допустимых пределах).
• По термической стойкости к токам короткого замыкания (жила не должна перегреться и оплавиться за время срабатывания защиты).
• По экономической плотности тока (для оптимизации капитальных и эксплуатационных затрат).

Для предварительной оценки: при прокладке в земле один кабель ПвЭБШв 4х185 10 кВ может передавать мощность около 6-7 МВА.

6. Что означает цветовая маркировка жил у данного кабеля?

Согласно современным стандартам, изолированные жилы кабелей на напряжение выше 1 кВ могут иметь либо цифровую маркировку (1, 2, 3, 0), либо цветовую в соответствии с ГОСТ 31996-2012: для четырехжильного кабеля – три жилы маркируются цветами (желтый, зеленый, красный), а нулевая жила (если она есть) – синим. Однако в кабеле на 6-20 кВ все четыре жилы, как правило, являются фазными (для питания трехфазных нагрузок без нулевого провода), и их маркировка может быть цифровой или однотонной с нанесенными цифрами.

7. Какой срок службы у кабеля ПвЭБШв 4х185?

Номинальный срок службы, заявленный производителями при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки и монтажа, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может превышать 40-50 лет, что подтверждается опытом эксплуатации сшитого полиэтилена с 1970-х годов.

8. Можно ли прокладывать кабель ПвЭБШв 4х185 в одном лотке с кабелями низкого напряжения?

Да, это допускается, но с соблюдением требований ПУЭ (Глава 2.1). Кабели на напряжение выше 1 кВ, как правило, рекомендуется прокладывать выше кабелей низкого напряжения в общей кабельной конструкции. При параллельной прокладке необходимо выдерживать расстояния или применять разделительные перегородки для снижения влияния и обеспечения пожарной безопасности.

Заключение

Кабель ПвЭБШв 4х185 является современным, надежным и высокотехнологичным решением для построения магистральных и распределительных сетей среднего класса напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, полной экранировки и стальной бронезащиты, обеспечивает длительную и безотказную работу в сложных условиях. Правильный выбор, квалифицированный монтаж с применением соответствующих аксессуаров и соблюдение правил эксплуатации являются залогом надежности всей кабельной линии на протяжении десятилетий. При проектировании новых и реконструкции существующих электросетей данный тип кабеля следует рассматривать как один из приоритетных вариантов для ответственных трасс.