Кабели силовые 3 кВ сечение 185 мм с пластмассовой изоляцией

Кабели силовые на напряжение 3 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена и ПВХ, сечением 185 мм²: конструкция, применение, стандарты

Силовые кабели на напряжение 3 кВ с номинальным сечением токопроводящей жилы 185 мм² и пластмассовой изоляцией представляют собой ключевой элемент в системах распределения электроэнергии среднего напряжения. Они предназначены для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основными материалами изоляции для данного класса напряжения являются сшитый полиэтилен (СПЭ, XLPE) и поливинилхлорид (ПВХ, PVC). Кабель сечением 185 мм² оптимально подходит для питания мощных потребителей, таких как трансформаторные подстанции, крупные промышленные предприятия, насосные и вентиляционные станции, где требуются высокие длительно допустимые токи нагрузки.

Конструктивные элементы кабеля 3 кВ 185 мм²

Конструкция кабеля строго регламентирована и состоит из нескольких обязательных слоев, каждый из которых выполняет специфическую функцию.

1. Токопроводящая жила

Жила сечением 185 мм² изготавливается, как правило, из медной или алюминиевой проволоки. Медная жила обладает более высокой проводимостью, механической прочностью и стойкостью к окислению, но имеет большую стоимость. Алюминиевая жила легче и дешевле, но требует большего сечения для обеспечения той же проводимости и склонна к ползучести и окислению.

• Материал: Медь (Cu) или Алюминий (Al).
• Класс гибкости: Для стационарной прокладки обычно используется класс 1 (однопроволочная) или класс 2 (многопроволочная).
• Форма: Круглая или секторная (для уменьшения общего диаметра кабеля).

2. Изоляция

Пластмассовая изоляция является основным отличием данных кабелей от кабелей с бумажно-пропитанной изоляцией.

• Сшитый полиэтилен (XLPE): Наиболее распространенный материал для 3 кВ. Обладает высокими электрическими характеристиками, термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C), стойкостью к тепловым перегрузкам и коротким замыканиям (до +250°C). Имеет низкие диэлектрические потери.
• Поливинилхлорид (ПВХ): Применяется, но реже для данного напряжения. Основные преимущества – нераспространение горения, гибкость, устойчивость к агрессивным средам. Недостатки: меньшая термостойкость (обычно +70°C), более высокие диэлектрические потери, склонность к деградации при повышенных температурах.

Толщина изоляции нормируется стандартами (например, ГОСТ 31996-2012) и для напряжения 3 кВ составляет, как правило, 2.0 — 2.5 мм.

3. Экранирование жилы

Для кабелей на 3 кВ является обязательным. Состоит из двух компонентов:

• Экран по изоляции (полупроводящий): Выполняется из полупроводящего сшитого полиэтилена или накладывается в виде полупроводящей ленты. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные концентрации напряженности и частичные разряды.
• Медный экран (поясной): Выполняется в виде оплетки из медных проволок или медной ленты, наложенной по спирали. Служит для замыкания токов утечки и обеспечения безопасности при повреждении, а также как элемент цепи защиты (заземления).

4. Поясная изоляция и заполнители

В многожильных кабелях поверх скрученных изолированных жил может накладываться обмотка или поясная изоляция. Пространство между жилами заполняется для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.

5. Внешняя оболочка

Защищает внутренние элементы от механических повреждений, влаги, химических веществ и обеспечивает нераспространение горения.

• Материал: ПВХ пластикат различных марок (ПВХ-Т, ПВХ-ХЛ). Для повышенной стойкости к горению применяются безгалогенные материалы (LSZH – Low Smoke Zero Halogen).
• Цвет: Как правило, черный. Возможна маркировка цветными полосами для идентификации.

Основные типы и марки кабелей

В зависимости от материалов и конструкции, распространены следующие марки:

• АВВГ (Ал): С алюминиевой жилой, изоляцией и оболочкой из ПВХ. Без защитных покровов.
• ВВГ (Cu): С медной жилой, изоляцией и оболочкой из ПВХ. Без защитных покровов.
• АПвВГ (Ал): С алюминиевой жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена (Пв), оболочкой из ПВХ.
• ПвВГ (Cu): С медной жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена, оболочкой из ПВХ.
• АПвБбШп (Ал): Бронированный кабель. Броня из двух стальных оцинкованных лент (Бб), защитный шланг из полиэтилена (Шп). Для прокладки в земле.
• ПвБбШп (Cu): Медный аналог с изоляцией из СПЭ.

Ключевые технические характеристики

Таблица 1. Сравнительные параметры кабелей 3 кВ 185 мм²

Параметр	Кабель с изоляцией XLPE (ПвВГ)	Кабель с изоляцией ПВХ (ВВГ)	Примечания
Допустимая температура жилы при длительной работе	+90°C	+70°C	Определяет токовую нагрузку
Максимальная температура при КЗ (до 5 с)	+250°C	+160°C	Важно для селективности защиты
Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева	-15°C	-15°C	При более низкой температуре требуется подогрев
Допустимый радиус изгиба при прокладке	Не менее 10-15 наружных диаметров	Не менее 10-15 наружных диаметров	Зависит от конструкции жилы и брони
Сопротивление изоляции, МОм·км, не менее	100	50	При температуре +20°C

Таблица 2. Примерные длительно допустимые токи нагрузки (для кабеля с изоляцией XLPE, проложенного в земле, +90°C)

Количество жил	Медь, А	Алюминий, А	Условия
Одножильный	415	320	Прокладка в трубе/земле, температура грунта +25°C, глубина 0.7 м
Трехжильный	390	300	То же

Внимание: Точные значения определяются по ПУЭ 7 изд. гл. 1.3 и зависят от конкретных условий прокладки (температура окружающей среды, способ прокладки, количество кабелей в траншее).

Области применения и способы прокладки

Кабели 3 кВ 185 мм² применяются для:

• Питания главных распределительных щитов (ГРЩ) промышленных предприятий.
• Соединения ячеек КРУ и трансформаторов на подстанциях.
• Питания мощных электродвигателей (насосы, вентиляторы, компрессоры).
• Создания магистральных линий в сетях 3 кВ (шахты, карьеры, старый городской фонд).
• Прокладки в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах).

Способы прокладки:

• В земле (траншее): Требуется бронированный кабель (типа АПвБбШп) или прокладка в защитных трубах. Необходима песчаная подушка и защита кирпичом или плитами.
• В воздухе (по конструкциям, фасадам): Применяются небронированные кабели (АПвВГ, ПвВГ), но с учетом стойкости оболочки к УФ-излучению. При риске механических повреждений требуется защита.
• В кабельных помещениях (тоннелях, галереях): Допускается применение небронированных кабелей, уложенных на лотках или полках.

Стандарты и испытания

Производство и приемка кабелей регламентируются национальными и международными стандартами:

• ГОСТ 31996-2012: Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ.
• МЭК 60502-1: Международный стандарт на кабели на напряжение до 30 кВ.
• Типовые испытания: Проверка сопротивления изоляции, испытание повышенным напряжением переменного тока (например, 6.5 кВ в течение 5 мин. для 3 кВ кабеля), измерение емкости, индуктивности.
• Приемо-сдаточные испытания: Проводятся на всей длине кабеля перед поставкой (испытание изоляции, проверка целостности и сечения жил, экрана).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Что лучше для прокладки в земле: кабель с изоляцией XLPE или ПВХ?

Однозначно кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE). Он обладает более высокой стойкостью к влаге, термической стабильностью, большей допустимой токовой нагрузкой и долговечностью в таких условиях. ПВХ изоляция со временем может подвергаться миграции пластификаторов и потере эластичности при контакте с грунтом.

2. Как правильно выбрать между медным и алюминиевым кабелем 185 мм² на 3 кВ?

Выбор основан на технико-экономическом расчете. Медь: выше проводимость, надежность соединений, стойкость к коррозии, но цена в 3-4 раза выше. Алюминий: легче, дешевле, но требует специальных мер при оконцевании (зачистка от окисла, применение контактной пасты, регулярная подтяжка болтовых соединений). При ограниченном бюджете и при правильном монтаже алюминиевый кабель является допустимым решением.

3. Обязательно ли использовать бронированный кабель для прокладки в земле?

Согласно ПУЭ и здравому смыслу – да, для прямой прокладки в земле (траншее) необходимо использовать кабели с бронепокровом (типа БбШп) для защиты от механических повреждений (лопаты, камни, грызуны). Альтернатива – прокладка небронированного кабеля в защитных пластиковых или асбестоцементных трубах, что часто дороже и сложнее.

4. Как рассчитать потери напряжения в кабеле 3 кВ сечением 185 мм²?

Потери напряжения ΔU (в В) рассчитываются по формуле: ΔU = √3 I L (R cosφ + X sinφ), где I – ток нагрузки (А), L – длина линии (км), R – активное сопротивление жилы (Ом/км, для 185 мм² Cu ~0.1 Ом/км, Al ~0.16 Ом/км), X – индуктивное сопротивление (Ом/км, для данного кабеля ~0.08-0.1 Ом/км), cosφ – коэффициент мощности. Для оценки в процентах: ΔU% = (ΔU / Uном) 100%.

5. Нужно ли заземлять экран (оплетку) кабеля 3 кВ? И если да, то с двух сторон?

Да, медный экран (поясной) подлежит обязательному заземлению. Вопрос заземления с одной или двух сторон решается, исходя из длины линии и необходимости защиты от перенапряжений. Для кабелей 3 кВ, как правило, достаточно заземления экрана в одной точке (обычно на конце или начале линии) для предотвращения циркулирующих токов. Однако в длинных линиях или при риске наведения потенциала может применяться заземление с двух сторон через ограничитель напряжения. Требуется следовать проекту и ПУЭ.

6. Каков срок службы таких кабелей?

Номинальный срок службы кабелей с изоляцией из СПЭ составляет не менее 30 лет. Для кабелей с ПВХ изоляцией – не менее 25 лет. Фактический срок сильно зависит от условий эксплуатации (температурные режимы, перегрузки, коррозионная активность среды, качество монтажа).

7. Как отличить кабель с изоляцией XLPE от кабеля с ПВХ изоляцией визуально или по маркировке?

По маркировке на барабане и этикетке: изоляция XLPE обозначается как «Пв» или «XPE» в марке кабеля (например, ПвВГ). ПВХ изоляция обозначается как «В» (ВВГ). Визуально отличить сложно, требуется ознакомление с сертификатом или проведение простого термического теста (кусочек изоляции при нагреве зажигалкой: ПВХ не горит открытым пламенем, сильно коптит и выделяет едкий дым, XLPE горит синим пламенем, как полиэтилен).