Кабель ПвБВ 6 кВ

Кабель ПвБВ 6 кВ: Полное техническое описание

Конструкция кабеля ПвБВ 6 кВ

Кабель ПвБВ 6 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на напряжение 6 кВ. Его конструкция разработана для обеспечения высокой надежности, механической прочности и длительного срока службы в жестких условиях эксплуатации.

1. Токопроводящая жила

• Материал: Медь (Cu), реже – алюминий (А). Медная жила предпочтительна due to higher conductivity, better flexibility, and superior resistance to electrochemical corrosion and mechanical fatigue.
• Класс гибкости: Как правило, класс 1 или 2 по ГОСТ 22483. Для сечений до 50 мм² может использоваться однопроволочная жила (монолит). Для сечений от 25 мм² и выше – многопроволочная, что повышает гибкость кабеля.
• Форма: Круглая, секторная или сегментная. Секторные и сегментные жилы применяются в кабелях большого сечения (от 120 мм²) для уменьшения общего диаметра и веса кабеля, а также экономии изоляционных материалов.

2. Фазная изоляция

• Материал: Сшитый полиэтилен (XLPE). Это ключевой элемент, определяющий высокие эксплуатационные характеристики кабеля.
• Технология: Полиэтилен подвергается процессу сшивания (вулканизации) под высоким давлением и температурой. В результате образуется трехмерная сетчатая структура («сшивка»), которая кардинально улучшает свойства материала:
  • Повышенная термостойкость: Длительно допустимая температура жилы +90°C, кратковременно (при КЗ) до +250°C.
  • Высокая стойкость к тепловому старению и растрескиванию.
  • Отличные диэлектрические свойства.
• Толщина: Нормируется стандартами (например, ГОСТ 15150) и зависит от номинального напряжения. Для 6 кВ типичная толщина изоляции составляет 3,0-3,5 мм.

3. Экран на изоляции жилы
Экран выполняется в виде полупроводящего слоя, наложенного поверх фазной изоляции.

• Назначение:
  • Выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение локальных перенапряжений.
  • Защита от частичных разрядов, которые разрушают изоляцию.
• Материал: Полупроводящей сшитый полиэтилен или полупроводящая термоэластичная композиция.

4. Поясная изоляция
Представляет собой общий слой изоляции, накладываемый поверх скрученных изолированных жил. В кабелях на 6 кВ часто выполняется из того же сшитого полиэтилена, что и фазная изоляция.

5. Экран на изоляции сердечника
Это критически важный элемент для кабелей на напряжение 6 кВ.

• Назначение: Защита от внешних электромагнитных помех и ограничение электромагнитного поля внутри кабеля. Обеспечивает безопасность персонала и корректную работу релейной защиты.
• Конструкция: Может быть выполнен в виде медной ленты, обвитой вокруг поясной изоляции с перекрытием, или в виде оплетки из медных проволок. В современных кабелях часто используется экран в виде спирально наложенной медной проволоки с одновременным наложением дренажного проводника.

6. Дренажная жила

• Расположение: Под оболочкой, вдоль кабеля.
• Назначение: Служит для заземления экранов и отвода токов, наведенных на них. Обязательна к заземлению с обеих сторон линии.

7. Броня
Буква «Б» в маркировке указывает на наличие брони.

• Тип: Две стальные оцинкованные ленты, наложенные повивочно с зазором. Внешняя лента перекрывает зазор внутренней.
• Назначение: Защита кабеля от механических повреждений (удары, сдавливание, растяжение), от грызунов.
• Особенность: Между броней и экраном/оболочкой находится подушка (см. ниже), предотвращающая повреждение внутренних элементов.

8. Защитная подушка
Разделительный слой, накладываемый под броню. Выполняется из битумизированной бумаги, крепированной бумаги или полимерных материалов (ПЭТ, ПВХ). Предотвращает коррозию и механическое повреждение внутренней оболочки острыми кромками стальных лент.

9. Наружная оболочка

• Материал: Поливинилхлоридный пластикат (ПВХ). Буква «В» в маркировке.
• Назначение: Защита от воздействия влаги, агрессивных химических сред, ультрафиолета. Обеспечивает дополнительную механическую защиту и объединяет все элементы кабеля в единую конструкцию.
• Цвет: Как правило, черный.

Расшифровка маркировки ПвБВ 6 кВ:

• П – провод (в контексте силовых кабелей часто трактуется как «кабель»).
• в – изоляция из сшитого (вулканизированного) полиэтилена.
• Б – броня из стальных оцинкованных лент.
• В – наружная оболочка из поливинилхлорида.
• 6 кВ – номинальное напряжение 6000 Вольт.

Ключевые технические характеристики и параметры

1. Электрические параметры

• Номинальное напряжение, U₀/U: 6/10 кВ. Где:
  • U₀ = 6 кВ – напряжение между жилой и землей (экраном).
  • U = 10 кВ – напряжение между жилами.
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 15 кВ в течение 10 минут.
• Испытательное постоянное напряжение: 36 кВ в течение 15 минут.
• Сопротивление изоляции: Не менее 100 МОм·км при температуре +20°C.
• Емкость: Зависит от сечения и конструкции. Ориентировочно 0,3-0,5 мкФ/км.

2. Токовые нагрузки (допустимые длительные токи)

Токовая нагрузка зависит от количества жил, сечения, способа прокладки и температуры окружающей среды. Данные приведены для кабеля с медными жилами, проложенного в земле (траншее) при температуре грунта +25°C и глубине прокладки 0,7-1,0 м.

Таблица 1: Допустимые длительные токи для кабелей ПвБВ 6 кВ (3-жильных) с медными жилами

Сечение жилы, мм²	Допустимый длительный ток, А (в земле)	Допустимый длительный ток, А (в воздухе)
3×16	115	90
3×25	150	120
3×35	180	145
3×50	220	175
3×70	270	215
3×95	325	260
3×120	375	300
3×150	435	345
3×185	500	395
3×240	580	460

Примечание: Для кабелей с алюминиевыми жилами токи следует умножать на коэффициент ~0.78.

3. Механические и климатические характеристики

• Температурный диапазон эксплуатации: От -50°C до +50°C.
• Монтаж без предварительного подогрева: Допускается при температуре не ниже -15°C.
• Допустимая температура жилы:
  • Длительная: +90°C.
  • Кратковременная при перегрузке: +130°C (не более 8 часов в сутки, не более 1000 часов за срок службы).
  • Максимальная при коротком замыкании: +250°C (не более 5 секунд).
• Минимальный радиус изгиба:
  • Для многожильных кабелей: 7.5 наружных диаметров.
  • Для одножильных кабелей: 10 наружных диаметров.
• Стойкость к распространению горения: Кабель не распространяет горение при одиночной прокладке. Для групповой прокладки требуется уточнение по ГОСТ Р МЭК 60332-3 (категория «А», «В», «С» и т.д.).

Области применения

Кабель ПвБВ 6 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение частотой 50 Гц до 10 кВ включительно.

• Основные объекты применения:
  • Стационарная прокладка в электрических сетях 6 кВ.
  • Питание мощных электродвигателей (насосы, вентиляторы, компрессоры) на промышленных предприятиях.
  • Прокладка в кабельных сооружениях (тоннели, коллекторы, эстакады).
  • Прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия растягивающих нагрузок.
  • Шахты, рудники (в невзрывоопасных зонах).
  • Распределительные устройства подстанций и ГРУ.

Сравнение с аналогами (ПвББШв, АПвБВ, ВББШв)

Таблица 2: Сравнение кабеля ПвБВ 6 кВ с аналогами

Параметр	ПвБВ	ПвББШв	АПвБВ	ВББШв (старый аналог)
Материал жилы	Медь	Медь	Алюминий	Медь
Изоляция	Сшитый полиэтилен (XLPE)	Сшитый полиэтилен (XLPE)	Сшитый полиэтилен (XLPE)	Бумажная, пропитанная
Броня	Стальные ленты	Стальные ленты	Стальные ленты	Стальные ленты
Оболочка	ПВХ	ПВХ-шланг (Шв)	ПВХ	ПВХ
Особенности	Базовая модель с ПВХ-оболочкой.	Усиленная герметичная оболочка «шлангового» типа, повышенная стойкость к влаге и агрессивным средам.	Алюминиевая жила, меньшая стоимость, больший вес и меньшее допустимое сечение при том же токе.	Требует соблюдения разности уровней при прокладке из-за стекания пропитки. Меньшая допустимая температура жилы (+70°C).
Преимущества	Хорошее соотношение цена/качество, стойкость к тепловому старению, высокая пропускная способность.	Повышенная надежность при прокладке в грунтах с высокой коррозионной активностью.	Экономия на материале жилы.	Исторически проверенная конструкция, но морально устаревшая.

Особенности монтажа и эксплуатации

1. Заземление: Экран (поверхностный проводник) и броня должны быть надежно заземлены с обеих сторон кабельной линии. Это требование электробезопасности и условие корректной работы защит.
2. Прокладка в земле: При прокладке в траншее кабель должен быть уложен на песчаную подушку и засыпан мягким грунтом без камней. Сверху укладывается сигнальная лента. Глубина прокладки – не менее 0,7 м.
3. Концевые заделки: Для присоединения к оборудованию (ячейки КРУ, двигатели) ОБЯЗАТЕЛЬНО применение специальных концевых муфт (КНСт) для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Они обеспечивают контроль электрического поля и герметизацию.
4. Соединение: Для соединения двух отрезков кабеля используются соединительные муфты (ССт).
5. Испытания: После монтажа кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям постоянным напряжением.

---

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем принципиальное отличие изоляции СПЭ (Пв) от ПВХ (В) и бумажной (АСБ)?

• СПЭ (Пв): Высокая термостойкость (+90°C), негигроскопичен, не стареет под воздействием тепла, высокая стойкость к токам КЗ. Современный стандарт.
• ПВХ (В): Низкая термостойкость (+70°C), при горении выделяет токсичный хлор, «плывет» при нагреве. Используется в основном в оболочках и для кабелей на НН до 1 кВ.
• Бумажная пропитанная: Гигроскопична, требует герметичных оболочек и соблюдения разности уровней при прокладке. Низкая термостойкость (+70°C). Морально устарела.

2. Почему экран кабеля 6 кВ нужно заземлять с двух сторон?
Двухстороннее заземление экрана обеспечивает:

• Безопасность: Снижает напряжение на экране до потенциала земли.
• Защиту от поражения электрическим током.
• Корректную работу защит: Обеспечивает путь для протекания тока утечки или тока при однофазном замыкании на землю, что позволяет релейной защите своевременно отключить поврежденный участок.
• Экранирование: Ограничивает электромагнитное излучение.

3. Можно ли проложить кабель ПвБВ 6 кВ открыто по фасаду здания?
Да, можно. Наружная ПВХ-оболочка обеспечивает стойкость к ультрафиолетовому излучению и атмосферным осадкам. Однако необходимо соблюдать требования по креплению и минимальному радиусу изгиба.

4. Как определить необходимое сечение жилы кабеля ПвБВ 6 кВ?
Сечение выбирается по трем основным критериям:

1. По допустимому длительному току нагрузки (см. Таблицу 1). Расчетный ток не должен превышать табличное значение с учетом поправочных коэффициентов на температуру воздуха/грунта и групповую прокладку.
2. По потере напряжения. Особенно важно для длинных линий.
3. По термической стойкости к токам короткого замыкания. Сечение должно выдерживать ток КЗ без разрушения в течение времени действия защиты.

5. Что означает аббревиатура «ПвБВ» в сравнении с «ПвБбШв»?

• ПвБВ: Броня из стальных лент, наружная оболочка из ПВХ.
• ПвБбШв: Броня из стальных лент, поверх которой наложена защитная оболочка («б») из ПВХ-шланга («Шв»). Буква «б» указывает на наличие этой дополнительной подушки под броней, которая повышает защиту от коррозии и механических повреждений. Кабель ПвБбШв часто используется в более агрессивных средах.

6. Какой срок службы у кабеля ПвБВ 6 кВ?
Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена составляет не менее 30 лет. Фактический срок сильно зависит от условий эксплуатации (температурные режимы, перегрузки, коррозионная активность среды, качество монтажа).

7. Чем опасен недопустимый перегиб кабеля при монтаже?
Нарушение минимального радиуса изгиба может привести к:

• Повреждению изоляции: Возникновению микротрещин в изоляции из СПЭ или полупроводящем экране.
• Деформации жилы: Особенно опасно для однопроволочных жил.
• Возникновению частичных разрядов: В местах деформации экрана искажается электрическое поле, что со временем приводит к пробою изоляции.

8. Можно ли использовать кабель ПвБВ для прокладки в взрывоопасных зонах?
Сам по себе кабель ПвБВ не является взрывозащищенным. Для прокладки во взрывоопасных зонах необходимо руководствоваться документацией на конкретный кабель (наличие сертификата взрывозащиты) и ПУЭ, которые могут требовать, например, дополнительной герметизации концевых заделок.