Кабели силовые сечение 400 мм с пластмассовой изоляцией бронированные

Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на напряжение до 35 кВ, сечением 400 мм², бронированные: конструкция, применение, технические характеристики

Силовые кабели с сечением токопроводящей жилы 400 мм² с пластмассовой изоляцией и броней представляют собой высокотехнологичную продукцию, предназначенную для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 1, 6, 10, 20 и 35 кВ частотой 50 Гц. Их применение обусловлено необходимостью питания мощных потребителей: промышленных предприятий, трансформаторных подстанций, крупных жилых и коммерческих комплексов, объектов инфраструктуры. Данный типоразмер (400 мм²) является одним из ключевых в магистральных и распределительных сетях среднего напряжения, обеспечивая баланс между высокой пропускной способностью, механической надежностью и относительной сложностью монтажа.

Конструктивные элементы кабеля

Конструкция кабеля сечением 400 мм² является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Стандартная последовательность слоев соответствует требованиям ГОСТ 31996-2012 и аналогичных технических условий.

• Токопроводящая жила: Номинальное сечение 400 мм². Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки. Для меди это, как правило, однопроволочная (монолитная) жила класса 1 по ГОСТ 22483, либо многопроволочная класса 2. Для алюминия жила чаще многопроволочная. Медь обеспечивает более высокую проводимость и стойкость к электрокоррозии, алюминий — меньшую стоимость и массу. Жила имеет круглую форму.
• Изоляция: Выполняется из сшитого полиэтилена (СПЭ, XLPE) или поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Для напряжений 6 кВ и выше безальтернативным выбором является СПЭ, обладающий высокой диэлектрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура жилы до 90°С в долговременном режиме) и стойкостью к трекингу. ПВХ применяется для кабелей на 1 кВ. Изоляция наносится экструзионным способом с контролем толщины и отсутствия включений.
• Экран по изоляции: Обязательный элемент для кабелей на напряжение 6 кВ и выше. Состоит из двух частей: полупроводящего слоя (экранирующая лента или экструдированный слой) в контакте с изоляцией и медной ленты или проволок, наложенных поверх него. Экран выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения в изоляции, и служит для защиты от внешних электромагнитных помех.
• Поясная изоляция: В многожильных кабелях поверх скрученных изолированных жил с экранами накладывается общий слой изоляционного материала (ПВХ, полиэтилен) для формирования круглой формы.
• Броня: Защитный покров из стальных оцинкованных лент (Бл) или плоских/круглых проволок (Бп, Бк). Для кабелей серии 400 мм² наиболее распространена броня из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с зазором. Она обеспечивает защиту от механических повреждений (ударов, сдавливания), растягивающих нагрузок и от грызунов. Броня из проволок применяется для кабелей, прокладываемых в грунтах с высокой степенью смещения, а также для подводной прокладки.
• Наружный защитный шланг (оболочка): Изготавливается из ПВХ-пластиката (обозначение «В» в марке) или полиэтилена («П»). Выполняет функцию защиты брони от коррозии и агрессивных сред. Оболочка из ПВХ, как правило, не распространяет горение.

Основные марки и их расшифровка

Маркировка кабелей осуществляется согласно единой буквенно-цифровой системе. Примеры для сечения 400 мм²:

• АВБбШв 1х400: А – алюминиевая жила, В – изоляция из ПВХ, Б – броня из стальных лент, б – без подушки под броней, Шв – защитный шланг (оболочка) из ПВХ. Кабель на 1 кВ.
• ПвБбШп 1х400: Пв – изоляция из сшитого полиэтилена, Б – броня из стальных лент, б – без подушки, Шп – защитный шланг из полиэтилена. Кабель на 1 кВ.
• АПвПу2г 1х400: А – алюминиевая жила, Пв – изоляция из СПЭ, Пу – усиленная защитная оболочка из полиэтилена, 2г – двойная герметизация (водоблокирующие ленты и гидрофобный заполнитель). Без брони, но с усиленной оболочкой для прокладки в кабельных сооружениях.
• ПвБШв 3х400: Медная жила (отсутствие «А»), Пв – изоляция из СПЭ, Б – броня из стальных лент, Шв – шланг защитный из ПВХ. Трехжильный кабель на 6-35 кВ.
• ЦАПвБп 1х400: Ц – жила из медных луженых проволок (для специальных применений), А – алюминиевые проволоки внешнего повива (комбинированная жила), Пв – изоляция из СПЭ, Бп – броня из плоских стальных оцинкованных проволок. Для прокладки в воде или грунтах с высокой подвижностью.

Ключевые технические и электрические параметры

Параметры регламентируются ГОСТ и ТУ. Приведены типовые значения для кабелей с изоляцией из СПЭ на напряжение 10 кВ.

Таблица 1. Основные параметры кабелей 10 кВ, 400 мм²

Параметр	Для медной жилы	Для алюминиевой жилы	Примечания
Сопротивление жилы постоянному току при 20°С, Ом/км, не более	0.0471	0.0778	ГОСТ 22483
Допустимый длительный ток нагрузки при прокладке в земле (грунт тепловой сопротивлением 1.2 К·м/Вт), А	~ 550-600	~ 430-470	Зависит от условий прокладки, температуры грунта, числа работающих кабелей
Допустимый длительный ток нагрузки при прокладке в воздухе, А	~ 650-700	~ 510-550	Зависит от температуры воздуха, солнечной радиации, расположения
Индуктивное сопротивление, Ом/км	~ 0.11 — 0.13		Для трехжильных кабелей с поясной изоляцией
Емкостное сопротивление, Ом/км	~ 0.15 — 0.20		Зависит от конструкции экрана
Ток короткого замыкания (длительность 1 сек), кА	~ 26-28	~ 16-18	Рассчитывается по формуле I = S √t / k, где k – коэффициент для меди (141) или алюминия (93)
Минимальный радиус изгиба при монтаже	15-20 наружных диаметров кабеля		Для бронированных кабелей с ленточной броней
Масса 1 км кабеля, кг	~ 11000-13000	~ 7000-9000	Зависит от конструкции (число жил, тип брони, наличие заполнителей)

Области применения и способы прокладки

Кабели 400 мм² являются магистральными и применяются в следующих условиях:

• Прокладка в земле (траншеях): Наиболее распространенный способ. Требует подготовки песчаной подушки, защиты кирпичом или сигнальными лентами. Броня из стальных лент защищает от механических воздействий при раскопках и давления грунта. Обязательна проверка коррозионной активности грунта и при необходимости — применение кабелей с усиленной антикоррозионной защитой.
• Прокладка в кабельных сооружениях: В туннелях, коллекторах, эстакадах, галереях, по стенам зданий. В туннелях с высокой пожарной опасностью применяются кабели с оболочкой, не распространяющей горение, с пониженным дымо- и газовыделением (индексы «нг(А)-LS», «нг(А)-HF»).
• Прокладка в блоках: В асбестоцементных или полиэтиленовых трубах. Усложняет монтаж и снижает токовую нагрузку из-за ухудшения теплоотвода.
• Специальные условия: Для прокладки через водные преграды, в сейсмически активных зонах, в грунтах с возможными смещениями применяются кабели с проволочной броней (Бп, Бк) и дополнительной герметизацией.

Особенности монтажа и соединения

Работа с кабелями большого сечения требует специального оборудования и квалификации персонала.

• Транспортировка и разгрузка: Барабаны массой несколько тонн перемещаются грузоподъемной техникой. Запрещено сбрасывать барабаны.
• Раскатка: Выполняется с помощью лебедок, роликов, направляющих. Необходимо строго контролировать радиус изгиба, не допуская заломов и повреждения изоляции и оболочки.
• Соединение и оконцевание: Требуют применения специальной кабельной арматуры: соединительных и концевых муфт. Для кабелей с изоляцией из СПЭ на напряжение 10 кВ и выше применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты. Процесс включает разделку кабеля (послойное снятие оболочки, брони, экрана, изоляции), монтаж соединителя жил (опрессовка гильзами), восстановление экрана, изоляции и бронезащиты. Все работы проводятся в условиях чистоты для исключения загрязнения диэлектрика.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем принципиальная разница между кабелями с изоляцией из СПЭ и ПВХ для сечения 400 мм²?

Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ, XLPE) предназначены для работы в сетях среднего напряжения (6, 10, 20, 35 кВ). Они имеют более высокую допустимую температуру жилы (90°С против 70°С у ПВХ), лучшие диэлектрические и механические характеристики при повышенных температурах, меньшие потери. Кабели с ПВХ-изоляцией применяются только на напряжение 0.66/1 кВ. Для сечения 400 мм² на напряжение выше 1 кВ используется исключительно изоляция из СПЭ.

2. Как правильно выбрать между медной и алюминиевой жилой?

Выбор основан на технико-экономическом расчете. Медь имеет меньшее электрическое сопротивление, что дает:

• Более высокую пропускную способность (на 20-30% при том же сечении).
• Меньшие потери на нагрев.
• Лучшую стойкость к механическим воздействиям (изгиб, вибрация).
• Более надежные контактные соединения.

Алюминий существенно дешевле и легче. Кабель АВБбШв 1х400 будет примерно в 3 раза легче и в 2-2.5 раза дешевле аналогичного по меди. Выбор в пользу алюминия часто делается для протяженных линий без жестких ограничений по габаритам трассы и току, где решающим является фактор стоимости.

3. Что означает маркировка «2г» в конце марки кабеля (например, ПвБШв 2г)?

Маркировка «2г» указывает на наличие двойной, или продольно-поперечной, герметизации. В конструкции кабеля используются водоблокирующие ленты (продольная герметизация) и гидрофобный заполнитель в виде геля в межжильном пространстве и под оболочкой (поперечная герметизация). Это исключает распространение влаги вдоль кабеля в случае локального повреждения наружной оболочки, что критически важно для повышения надежности и срока службы линии.

4. Какой минимальный радиус изгиба для бронированного кабеля 400 мм²?

Минимально допустимый радиус изгиба при монтаже для бронированных кабелей с ленточной броней составляет 15-20 наружных диаметров кабеля. Например, если внешний диаметр кабеля ПвБШв 3х400 составляет 85 мм, то радиус изгиба будет не менее 85

• 15 = 1275 мм. Для кабелей с проволочной броней или экраном из медных проволок радиус изгиба может быть увеличен до 20-25 диаметров. Точное значение указывается в технической документации производителя.

5. Нужно ли заземлять броню и экраны кабеля на 10 кВ?

Да, это обязательное требование ПУЭ (Правила устройства электроустановок). Броня и экраны (металлические) должны быть заземлены с двух концов кабельной линии. Это делается для:

• Обеспечения безопасности персонала (снятие потенциала).
• Создания пути для токов короткого замыкания при повреждении.
• Правильного функционирования релейной защиты.
• Экранирования электромагнитного поля.

Заземление выполняется с помощью специальных заземляющих проводников, присоединяемых к броне и экрану в концевых и соединительных муфтах.

6. Как определяется допустимый ток нагрузки для конкретных условий прокладки?

Значения, приведенные в таблицах (например, 550 А для медного кабеля 10 кВ в земле), являются базовыми. Фактический допустимый длительный ток (Iдоп) рассчитывается с учетом поправочных коэффициентов:

• K1 – на температуру земли или воздуха.
• K2 – на количество работающих рядом кабелей в земле (с учетом взаимного нагрева).
• K3 – на тепловое сопротивление грунта (для прокладки в земле).
• K4 – на способ прокладки (в трубе, лотке, пучке).

Итоговый Iдоп = Iтабл K1 K2 K3 … Расчет должен выполняться проектной организацией согласно ПУЭ гл. 1.3 и методическим указаниям.

7. Каков ориентировочный срок службы таких кабелей?

Номинальный срок службы кабелей с изоляцией из СПЭ, при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки, монтажа и хранения, установлен ГОСТ и составляет не менее 30 лет. Фактический срок может превышать 40-50 лет. Ключевыми факторами, сокращающими ресурс, являются: длительные перегрузки по току, работа в условиях повышенной температуры окружающей среды, коррозия брони из-за повреждения оболочки, вибрационные нагрузки, некачественный монтаж муфт.