Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвБбШп 3х120 мм²: конструкция, характеристики, применение

Кабель марки ПвБбШп 3х120 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, бронированный стальными лентами, с защитным покровом и оболочкой из полиэтилена. Данный кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 35 кВ частотой 50 Гц. Конструкция кабеля обеспечивает высокую надежность, механическую прочность и длительный срок службы в различных условиях прокладки, включая грунты с высокой коррозионной активностью и трассы с наличием блуждающих токов.

Расшифровка маркировки ПвБбШп

• П – изоляция из сшитого (вулканизированного) полиэтилена.
• в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
• Б – броня из двух стальных оцинкованных лент.
• б – без подушки под броней (в данной модификации подушка отсутствует, броня накладывается поверх поясной изоляции).
• Шп – защитный покров в виде выпрессованного шланга из полиэтилена.
• 3х120 – три токопроводящие жилы сечением 120 мм² каждая.

Конструктивные элементы кабеля ПвБбШп 3х120 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим элементы от центра к периферии.

1. Токопроводящая жила

Жила сечением 120 мм² выполняется из медной или алюминиевой проволоки (в зависимости от модификации, например, АПвБбШп – с алюминиевой жилой). Для данного сечения, как правило, применяется уплотненная или компактированная жила, состоящая из множества проволок, скрученных по концентрическим слоям или в виде секторного заполнения. Это обеспечивает гибкость, снижает скин-эффект и улучшает теплоотвод.

2. Экран на жиле (полупроводящая экранирующая оболочка)

Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его назначение – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают основную изоляцию.

3. Основная изоляция

Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу вулканизации (сшивке молекул), обладает превосходными диэлектрическими и механическими свойствами при высоких температурах. Рабочая температура жилы достигает +90°C, а в режиме перегрузки или короткого замыкания – до +250°C. Толщина изоляции нормируется стандартами в зависимости от класса напряжения (например, для 10 кВ – 3,4 мм).

4. Экран на изоляции (полупроводящий слой)

Поверх основной изоляции накладывается второй экструдированный полупроводящий слой. Вместе с экраном на жиле он создает коаксиальную конструкцию, ограничивающую электрическое поле внутри изоляции.

5. Поясная изоляция

Представляет собой обмотку из электропроводящей бумаги или полупроводящей ленты, наложенную поверх экранов всех трех жил, собранных в скрутку. Выравнивает поле в межфазном пространстве.

6. Броня

Выполнена из двух оцинкованных стальных лент, наложенных с перекрытием. Ленты наматываются встречно, что обеспечивает гибкость и устойчивость к растягивающим и сдавливающим нагрузкам. Броня защищает кабель от механических повреждений (удары, давление грунта, грызуны).

7. Защитный шланг (покров Шп)

Наружная оболочка из полиэтилена низкого давления (ПНД), выпрессованная поверх брони. Выполняет функцию защиты стальных лент от коррозии, обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли) и блуждающим токам. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики

Параметры кабеля регламентируются ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 1, 3 и 10 кВ» и ТУ производителя. Ниже приведены ключевые характеристики для кабеля на напряжение 10 кВ.

Таблица 1. Электрические и механические параметры

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	6/10; 8,7/15; 26/35
Количество и сечение жил	3 x 120 мм²
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C
Допустимая температура при КЗ (до 5 с)	+250°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 15 наружных диаметров кабеля
Сопротивление изоляции при +20°C	Не менее 100 МОм·км
Длительно допустимый ток нагрузки (для прокладки в земле, +25°C в траншее)	~320 А (для меди, 10 кВ, конкретное значение зависит от условий)
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после монтажа	2.5U0 + 2 кВ в течение 5 мин (для 10 кВ – 27 кВ)

Таблица 2. Габаритные, весовые и конструктивные параметры (примерные, для 10 кВ)

Параметр	Значение
Наружный диаметр кабеля, мм	55 — 65
Масса 1 км кабеля, кг	5500 — 7000 (зависит от материала жилы и толщины изоляции)
Строительная длина, м	Не менее 250 (оговаривается с заказчиком)
Материал жилы	Медь (ПвБбШп) или Алюминий (АПвБбШп)

Области применения и способы прокладки

Кабель ПвБбШп 3х120 мм² применяется для создания надежных силовых линий в условиях, требующих повышенной механической защиты и стойкости к внешним воздействиям.

• Прокладка в земле (траншеях): Основной способ монтажа. Броня защищает от механических повреждений при раскопках, давления грунта, а полиэтиленовый шланг – от почвенной коррозии и блуждающих токов. Рекомендуется укладка на песчаную подушку с защитой сигнальной лентой или плитами.
• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах: Применяется из-за негорючести изоляции (XLPE) и стойкости оболочки к влаге.
• Прокладка в помещениях с высокой коррозионной активностью: Химические производства, шахты, портовые сооружения.
• Участки с риском повреждения грызунами.
• Вводы на территории промышленных предприятий и подстанций.

Важно: Прокладка по воздуху (на тросах) не является типичной для данной марки из-за значительного веса и наличия брони, но допустима при условии обеспечения требуемого радиуса изгиба и крепления.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Сравнение с кабелем ВБбШв (с ПВХ изоляцией):

• Преимущества ПвБбШп: Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70°C), что позволяет пропускать больший ток по тому же сечению. Меньшие потери в изоляции. Высокая стойкость к тепловому старению. Меньший радиус изгиба. Полиэтиленовый шланг устойчивее к влаге и химии, чем ПВХ.
• Недостатки ПвБбШп: Более высокая стоимость. Чувствительность к точечным механическим воздействиям (требует аккуратного монтажа).

Сравнение с кабелем ПвБбШв (с ПВХ шлангом):

• Основное отличие – материал защитного покрова. Полиэтилен (Шп) превосходит ПВХ (Шв) по стойкости к окружающей среде, что делает ПвБбШп предпочтительным для прокладки в агрессивных грунтах и воде.

Особенности монтажа и соединения

• Радиус изгиба: При прокладке необходимо строго соблюдать минимально допустимый радиус изгиба (обычно 15-20 D_нар). Его нарушение может привести к повреждению изоляции и экранов.
• Раскрой брони: При подготовке концов кабеля к монтажу муфт броня аккуратно разрезается и удаляется. Важно не повредить нижележащие слои. Бронеленты должны быть заземлены.
• Термоусаживаемые муфты: Для соединения и оконцевания кабелей ПвБбШп применяются специальные термоусаживаемые муфты, рассчитанные на работу с кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена. Они обеспечивают герметизацию, восстановление экранов и изоляции.
• Заземление экранов: Экран каждой жилы подлежит обязательному заземлению с двух сторон линии для безопасности и нормальной работы релейной защиты. Существуют схемы заземления с перекрестным соединением экранов и установкой устройств защиты от перенапряжений.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие ПвБбШп от ПвБбШв?

Отличие заключается в материале наружного защитного шланга. У ПвБбШп это полиэтилен (Шп), у ПвБбШв – поливинилхлорид (Шв). Полиэтиленовый шланг обладает значительно более высокой стойкостью к влаге, химической и электролитической коррозии, что критически важно при прокладке в грунтах с высокой агрессивностью и наличием блуждающих токов.

Можно ли проложить кабель ПвБбШп 3х120 в воде?

Да, конструкция кабеля, в частности герметичная полиэтиленовая оболочка поверх брони, допускает его прокладку в воде (реки, каналы). Однако необходимо использовать специальные подводные муфты и обеспечить защиту от механических воздействий (течения, якоря), например, укладкой в трубы или защитные кожухи.

Какой материал жилы лучше: медь или алюминий для данного кабеля?

Медная жила (ПвБбШп) имеет меньшее электрическое сопротивление, что позволяет при том же сечении 120 мм² передавать большую мощность с меньшими потерями. Она также более устойчива к механическим изгибам. Алюминиевая жила (АПвБбШп) значительно легче и дешевле, но требует большего внимания к контактным соединениям из-за склонности алюминия к окислению. Выбор зависит от бюджета проекта, требований к токовой нагрузке и условий монтажа.

Как правильно выбрать номинальное напряжение кабеля для проекта 10 кВ?

Для сети 10 кВ следует выбирать кабель с маркировкой 8,7/15 кВ или 10/15 кВ. Здесь 8,7 кВ – это напряжение между жилой и землей (U₀), а 15 кВ – междуфазное напряжение (U). Использование кабеля на меньшее напряжение (например, 6/10 кВ) недопустимо, а на большее (26/35 кВ) – нерационально с экономической точки зрения.

Требуется ли дополнительная защита при прокладке в траншее?

Согласно ПУЭ, кабель, бронированный стальными лентами, допускается прокладывать в земле без дополнительной защиты (кирпич, плиты) при отсутствии риска механических повреждений. Однако на практике, особенно на участках с возможностью проведения раскопок, рекомендуется укладка в пластиковые или асбоцементные трубы либо защита сверху сигнальной лентой и бетонными плитами.

Как определить необходимое сечение 120 мм² для конкретной нагрузки?

Сечение выбирается по двум основным критериям: длительно допустимому току нагрузки (с учетом способа прокладки и температуры окружающей среды) и потере напряжения. Для предварительной оценки: при прокладке в земле кабель ПвБбШп 3х120 мм² (медь) на 10 кВ способен длительно передавать мощность около 6-7 МВА (при cos φ=0.9). Точный расчет должен выполнять проектировщик с использованием методик, изложенных в ПУЭ гл. 1.3.

Заключение

Кабель ПвБбШп 3х120 мм² является современным, надежным решением для строительства и реконструкции силовых линий среднего напряжения в условиях, требующих повышенной механической и коррозионной стойкости. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена и защитном полиэтиленовом шланге, обеспечивает высокие электрические характеристики, длительный срок службы (не менее 30 лет) и минимальные эксплуатационные затраты. Правильный выбор, монтаж и обслуживание данного кабеля в соответствии с нормативной документацией и рекомендациями производителя являются залогом бесперебойного электроснабжения ответственных объектов.