Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвБбШп(г) 3х150: полный технический анализ

Кабель силовой марки ПвБбШп(г) 3х150 представляет собой ключевой элемент в системах распределения электроэнергии среднего напряжения. Данная марка предназначена для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, длительный срок службы и безопасность при эксплуатации в сложных условиях.

Расшифровка маркировки и конструкция

Маркировка ПвБбШп(г) 3х150 расшифровывается следующим образом:

• Пв – изоляция жил из сшитого полиэтилена (вулканизированного).
• Б – броня из двух стальных оцинкованных лент.
• б – без подушки под броней (броня наложена непосредственно на поясную изоляцию).
• Шп – защитный шланг (оболочка) из полиэтилена.
• (г) – индекс, указывающий на герметизацию продольными водоблокирующими лентами («гидрофобный заполнитель»).
• 3х150 – три токопроводящие жилы сечением 150 мм² каждая.

Детальное описание конструктивных элементов

1. Токопроводящая жила

Жила сечением 150 мм² изготавливается, как правило, из медной или алюминиевой проволоки. Для данного сечения чаще применяется многопроволочная круглая конструкция, обеспечивающая необходимую гибкость. Класс жилы – 1 или 2 по ГОСТ 22483. Медь обеспечивает более высокую проводимость и стойкость к электрохимической коррозии, алюминий – меньшую стоимость и вес.

2. Экраны по жилам

Каждая изолированная жила имеет экран из электропроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Назначение экрана – выравнивание электрического поля вокруг жилы, предотвращение возникновения локальных электрических напряжений и поверхностных разрядов.

3. Изоляция жил

Основной изоляционный материал – сшитый полиэтилен (XLPE). Процесс сшивания (вулканизации) молекул полиэтилена под воздействием высокого давления и температуры или силановым методом придает материалу исключительные свойства: высокую температурную стойкость (до 90°C в длительном режиме и до 250°C при коротком замыкании), отличные диэлектрические характеристики, механическую прочность и стойкость к трекингу.

4. Поясная изоляция

Поверх скрученных изолированных и экранированных жил накладывается поясная изоляция, обычно из полупроводящих или изоляционных материалов, которая служит основой для наложения брони.

5. Броня

Броня из двух оцинкованных стальных лент, наложенных с перекрытием, обеспечивает кабелю высокую механическую защиту от растягивающих усилий, ударов, сдавливания и грызунов. Отсутствие подушки («б» в маркировке) означает, что ленты брони накладываются непосредственно на поясную изоляцию, что несколько удешевляет конструкцию, но требует аккуратности при монтаже изгибов.

6. Наружная оболочка

Защитный шланг из полиэтилена (Шп) накладывается поверх брони. Полиэтиленовая оболочка обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли), ультрафиолетовому излучению и не поддерживает горение. Индекс «(г)» указывает на наличие в конструкции гидрофобного заполнителя (чаще – водоблокирующих лент или геля), который препятствует продольному распространению влаги в случае локального повреждения оболочки.

Основные технические характеристики и условия эксплуатации

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	6/10 кВ (12 кВ), 8,7/15 кВ (17,5 кВ), 12/20 кВ (24 кВ)
Количество и сечение жил	3 жилы, 150 мм²
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C
Допустимая температура при коротком замыкании	+250°C (продолжительность не более 5 сек)
Минимальная температура монтажа без предварительного прогрева	-15°C
Минимальный радиус изгиба при монтаже	15 наружных диаметров кабеля (для многожильных кабелей с броней)
Срок службы	Не менее 30 лет
Климатическое исполнение	УХЛ, категории размещения 1-5 по ГОСТ 15150 (для эксплуатации на суше, реках и озерах, в макроклиматических районах с умеренным и холодным климатом)

Области применения кабеля ПвБбШп(г) 3х150

Данный кабель применяется для создания надежных силовых линий в условиях, требующих повышенной механической защиты и стойкости к внешним воздействиям:

• Прокладка в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в том числе с наличием блуждающих токов.
• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам и в галереях.
• Подводка питания к крупным промышленным объектам, насосным станциям, трансформаторным подстанциям.
• Использование в шахтах, карьерах, на территории химических заводов, где присутствует риск механических повреждений или воздействия агрессивных сред.
• Прокладка через водные преграды (в случаях, когда не предусмотрены значительные растягивающие нагрузки).

Запрещена прокладка по воздуху (по опорам) без дополнительных несущих элементов, так как броня не рассчитана на длительные значительные растягивающие нагрузки.

Расчетные электрические параметры (для примера, при U₀/U = 8,7/15 кВ)

Параметр	Для медной жилы	Для алюминиевой жилы
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более	0.124	0.206
Индуктивное сопротивление, Ом/км (приблизительно)	0.10 — 0.13
Емкостной ток, А/км (приблизительно)	1.5 — 2.0
Допустимый длительный ток нагрузки при прокладке в земле (глубина 0.7 м, tгрунта=15°C, тепловое сопротивление 1.0 К·м/Вт), А	~350	~270
Допустимый длительный ток нагрузки при прокладке в воздухе (tвозд=25°C), А	~390	~300

Примечание: Точные значения необходимо брать из актуальных расчетных таблиц ПУЭ 7-го издания или каталогов производителя для конкретных условий прокладки.

Сравнение с аналогами и выбор

Кабель ПвБбШп(г) часто сравнивают с другими марками среднего напряжения:

• ПвП(г) 3х150: Имеет свинцовую оболочку вместо брони и шланга. Более тяжелый, дорогой, но обеспечивает абсолютную герметичность и лучше подходит для прокладки в воде или грунтах с высокой коррозионной активностью. ПвБбШп(г) легче и дешевле.
• АПвБбШп(г) 3х150: Фактически тот же кабель, но с алюминиевыми токопроводящими жилами. Имеет больший диаметр из-за большего сечения жилы при той же проводимости, меньшую стоимость, но и меньшую стойкость к многочисленным изгибам.
• ПвБШв 3х150: Вместо полиэтиленового шланга (Шп) используется шланг из поливинилхлоридного пластиката (Шв). ПВХ-оболочка менее стойка к УФ-излучению и некоторым химикатам, но может иметь лучшие показатели по распространению горения в пучке. Полиэтилен более стоек к влаге и старению.

Особенности монтажа и эксплуатации

При монтаже кабеля ПвБбШп(г) 3х150 необходимо строго соблюдать правила ПУЭ и рекомендации производителя. Важные аспекты:

• Раскатка: Избегать резких изгибов. Использовать кабельные ролики. Минимальный радиус изгиба – 15 D_нар.
• Прокладка в земле: Глубина траншеи – не менее 0.7 м. Засыпка – сначала мягкий грунт или песок слоем 100-150 мм, затем защитная плита или сигнальная лента. Расстояние между параллельно проложенными кабелями – не менее 100 мм.
• Концевая разделка: Требует профессионального подхода. Необходимо полностью восстановить экраны, установить концевые муфты (КНТП), обеспечивающие электрическую целостность экрана и изоляционный барьер.
• Заземление: Броня, экраны жил и металлические элементы муфт подлежат обязательному заземлению с двух сторон линии для безопасности и нормальной работы защит.
• Испытания: После монтажа кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям выпрямленным напряжением (например, 6U₀ в течение 10 минут для кабеля 10 кВ) и измерению сопротивления изоляции.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие ПвБбШп от ПвБбШв?

Ключевое отличие – материал наружной оболочки. У ПвБбШп оболочка из полиэтилена, у ПвБбШв – из поливинилхлорида (ПВХ). Полиэтилен обладает более высокой стойкостью к влаге, химикатам и ультрафиолету, что продлевает срок службы кабеля на открытом воздухе. ПВХ-оболочка может быть более гибкой и часто имеет лучшие огнезащитные свойства (не распространяет горение). Выбор зависит от условий прокладки.

Что означает индекс «(г)» и насколько он важен?

Индекс «(г)» означает «герметизированный» и указывает на наличие в конструкции элементов, препятствующих продольному распространению влаги внутри кабеля (водоблокирующие ленты, порошки или гели). Это критически важная опция для кабелей, прокладываемых в земле или в местах с возможным затоплением. При локальном повреждении оболочки и брони влага будет локализована в небольшом участке, что предотвратит выход из строя всей линии и снизит стоимость ремонта.

Можно ли прокладывать кабель ПвБбШп(г) 3х150 в воздухе?

Да, можно, но с оговорками. Кабель предназначен для прокладки в воздухе (в кабельных сооружениях, по эстакадам). Однако его нельзя использовать как самонесущий для воздушных линий (СИП) – он не рассчитан на постоянное растяжение и крепление на опорах без дополнительного несущего троса или лотка. При прокладке в воздухе необходимо учитывать его большой вес и обеспечивать поддержку с рекомендуемым шагом.

Какой материал жилы предпочтительнее: медь или алюминий для данного сечения?

Медная жила имеет меньшее электрическое сопротивление, что дает меньшие потери на нагрев при одинаковом токе, большую стойкость к механическим изгибам и лучшую коррозионную стойкость. Для ответственных объектов, где критичны надежность и минимизация потерь (городские сети, крупные предприятия), предпочтительна медь. Алюминиевый кабель (АПвБбШп(г)) существенно дешевле и легче, что делает его экономически оправданным для протяженных линий, где не требуется максимальная токовая нагрузка, а вес меди был бы критичным.

Как правильно выбрать номинальное напряжение кабеля?

Выбор напряжения (6, 10, 20 кВ) определяется проектом электроснабжения и напряжением сети, в которую включается кабель. Номинальное напряжение кабеля (U₀/U) должно быть не ниже, чем у сети. Например, для работы в сети 10 кВ подходит кабель на 6/10 кВ или 8,7/15 кВ. Кабель на более высокий класс напряжения (например, 12/20 кВ) имеет более толстую изоляцию и может использоваться в сети 10 кВ с запасом по надежности, но его стоимость выше.

Требуется ли дополнительная защита при прокладке в земле?

Брони и полиэтиленовой оболочки обычно достаточно для защиты от обычных механических воздействий грунта и коррозии. Однако в грунтах с высокой коррозионной активностью, при наличии блуждающих токов или риска повреждения техникой, рекомендуется дополнительная защита: прокладка в асбоцементных или полимерных трубах, использование сигнальной ленты. В каменистых грунтах обязательна песчаная подсыпка и подушка.

Заключение

Кабель ПвБбШп(г) 3х150 является современным, надежным и универсальным решением для построения силовых сетей среднего напряжения в условиях, требующих повышенной механической и коррозионной стойкости. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена, стальной ленточной броне и полиэтиленовом шланге с герметизацией, обеспечивает длительный срок службы (от 30 лет) и минимальные эксплуатационные расходы. Правильный выбор, монтаж и обслуживание данного кабеля в строгом соответствии с ПУЭ и технической документацией являются залогом бесперебойного электроснабжения ответственных объектов.