Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвБбШв 3-х жильный на напряжение 6 кВ: конструкция, применение и технические характеристики

Кабель ПвБбШв 3х… 6 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 6 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долговечность и безопасность при эксплуатации в сложных условиях. Расшифровка маркировки по ГОСТ 31996-2012 и ТУ 16.К71-335-2004: П – изоляция из сшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, Б – броня из двух стальных оцинкованных лент, б – без подушки под броней (допускается наложение брони непосредственно на оболочку), Шв – защитный шланг (покров) из поливинилхлоридного пластиката. Цифра «3» указывает на количество основных токопроводящих жил.

Конструкция кабеля ПвБбШв 6 кВ

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

• Токопроводящая жила: Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки (в маркировке для алюминия добавляется буква «А» в начале – АПвБбШв). Для сечений от 50 мм² и выше, как правило, используется уплотненная конструкция (многопроволочная, секторная или сегментная форма) для уменьшения общего диаметра кабеля и улучшения условий теплоотвода.
• Экран на жиле (полупроводящий экран): Поверх жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его ключевая задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе «жила-изоляция», что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения и пробоя изоляции.
• Изоляция: Основной диэлектрический слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивания (образования поперечных молекулярных связей) придает материалу выдающиеся свойства: высокую температурную стойкость (длительно до +90°C, перегрузка до +130°C, короткое замыкание до +250°C), отличные диэлектрические и механические характеристики, стойкость к термоокислительному старению.
• Экран на изоляции (полупроводящий слой): Поверх изоляции накладывается второй экструдированный полупроводящий слой. Он, совместно с экраном на жиле, создает идеально коаксиальную структуру, концентрируя электрическое поле внутри изоляционного слоя.
• Поясная изоляция: В трехжильных кабелях поверх скрученных экранированных жил накладывается поясная изоляция, обычно из полупроводящей ленты или экструдированного полупроводящего слоя. Она служит для выравнивания поля в межжильном пространстве.
• Медный экран (заземляющий): Поверх поясной изоляции накладывается экран в виде медных лент или оплетки из медных проволок. Его функция – защита от электромагнитных помех, создание симметричного емкостного поля вокруг каждой жилы, а также использование в качестве заземляющего проводника для отвода токов утечки и обеспечения безопасности при повреждении.
• Разделительный слой (подушка): В данной модификации («б») может отсутствовать или выполняться в виде обмотки из ПВХ-лент или крепированной бумаги. Его задача – защита оболочки от коррозии броней и обеспечение легкого снятия бронепокрова.
• Броня: Выполняется из двух оцинкованных стальных лент, наложенных с зазором так, чтобы верхняя лента перекрывала зазор нижней. Обеспечивает механическую защиту от сдавливания, растяжения, грызунов.
• Защитный шланг (покров Шв): Наружная оболочка из поливинилхлоридного пластиката, наложенная поверх брони. Защищает броню от химической коррозии, воздействия влаги, обеспечивает необходимые противопожарные свойства (не распространяет горение при одиночной прокладке).

Область применения и условия эксплуатации

Кабель ПвБбШв 6 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:

• Магистральные линии в сетях 6 кВ.
• Питание мощных электродвигателей (насосы, вентиляторы, компрессоры) на промышленных предприятиях.
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах), а также в производственных помещениях.
• Прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия растягивающих усилий и значительных механических воздействий, кроме указанных в ТУ. Броня обеспечивает защиту от механических повреждений при раскопках.

Условия эксплуатации: Диапазон температур окружающей среды при монтаже от -15°C до +50°C. Допустимая температура эксплуатации от -50°C до +50°C. Относительная влажность воздуха при температуре до +35°C – до 98%. Прокладка без предварительного подогрева допускается при температуре не ниже -15°C. Кабель рассчитан на длительную работу при температуре жилы +90°C и температуре короткого замыкания (до 4 сек) не более +250°C. Минимальный радиус изгиба при прокладке составляет 15 наружных диаметров кабеля для многопроволочных жил.

Сравнительная таблица ключевых характеристик кабеля ПвБбШв 6 кВ

Параметр	Значение / Описание	Нормативный документ
Номинальное напряжение U0/U, кВ	6/10	ГОСТ 31996-2012
Частота, Гц	50
Количество и форма жил	3, секторные (сегментные) для сечений от 50 мм²	ТУ 16.К71-335-2004
Материал жилы	Медь (ПвБбШв) или Алюминий (АПвБбШв)	ГОСТ 22483-2012
Испытательное переменное напряжение, кВ (5 мин.)	15	ГОСТ 31996-2012
Допустимая температура жилы при длительной эксплуатации, °C	+90	ГОСТ 31996-2012, МЭК 60502
Максимальная температура при перегрузке, °C	+130
Максимальная температура при КЗ (до 4 сек), °C	+250
Сопротивление изоляции, МОм·км, не менее	1000	ГОСТ 31996-2012
Минимальный радиус изгиба	15 Dнар (для многопроволочных жил)	ТУ 16.К71-335-2004
Срок службы	Не менее 30 лет	Техническая документация

Таблица выбора сечения по длительно допустимому току (медные жилы, прокладка в земле)

Номинальное сечение жилы, мм²	Допустимый длительный ток, А (прокладка в земле*)	Примерная масса 1 км кабеля, кг
3х50	215	~4500
3х70	265	~5500
3х95	320	~6500
3х120	370	~7500
3х150	425	~9000
3х185	485	~10500
3х240	570	~13000

• Точные значения токов зависят от конкретных условий прокладки: температуры грунта, удельного теплового сопротивления, глубины заложения, количества кабелей в траншее и их взаимного расположения. Расчет должен производиться согласно ПУЭ 7 изд., гл. 1.3.

Преимущества и недостатки кабеля ПвБбШв 6 кВ

Преимущества:

• Высокая надежность изоляции: Сшитый полиэтилен устойчив к влаге, термоокислительному старению, обладает высокой электрической прочностью.
• Повышенная температурная стойкость: Возможность работы при +90°C и перегрузках позволяет увеличить пропускную способность линии по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией.
• Механическая защита: Броня из стальных лент защищает от механических повреждений при прокладке в земле и от грызунов.
• Коррозионная стойкость: Защитный шланг из ПВХ предохраняет броню от ржавчины в агрессивных грунтах.
• Удобство монтажа: Меньший вес и радиус изгиба по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией аналогичного напряжения и сечения (типа СБ).
• Отсутствие необходимости в сложных концевых муфтах с вертикальной установкой: Изоляция не подвержена стеканию пропиточного состава.

Недостатки и ограничения:

• Чувствительность к точечным механическим воздействиям: При монтаже необходимо избегать ударов и надрезов изоляции, которые могут стать очагами частичных разрядов.
• Требовательность к качеству монтажа муфт: Необходима абсолютная чистота и герметичность при выполнении соединений и ответвлений.
• Относительно высокая стоимость по сравнению с кабелями на основе ПВХ-изоляции на низкое напряжение.
• Ограничение по температуре монтажа: Требуется предварительный подогрев кабеля при температурах ниже -15°C.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабеля ПвБбШв требует соблюдения ряда правил. Транспортировка барабанов должна осуществляться без резких ударов. Перед прокладкой необходимо проверить целостность оболочки и изоляции (мегомметром на 2500 В). При прокладке в траншее необходимо обеспечить «постель» из просеянного грунта или песка толщиной не менее 100 мм, а после укладки – засыпку таким же слоем и укладку сигнальной ленты. Расстояние между несколькими кабелями 6 кВ в траншее должно быть не менее 100 мм. При проходе через стены и перекрытия кабель должен быть заключен в металлические гильзы или трубы. Концевые и соединительные муфты должны быть предназначены specifically для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на 6-10 кВ. Обязательным этапом после монтажа является проведение высоковольтных испытаний повышенным напряжением постоянного тока (рекомендовано согласно СО 153-34.20.507-2003).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальное отличие кабеля ПвБбШв от АПвБбШв?

Буква «А» в начале маркировки указывает на материал токопроводящей жилы – алюминий. Соответственно, ПвБбШв имеет медные жилы, а АПвБбШв – алюминиевые. Медный кабель имеет меньший диаметр при одинаковом сечении, большую допустимую токовую нагрузку (примерно на 30% при равном сечении) и лучшую стойкость к механическим изгибам, но большую стоимость. Алюминиевый кабель легче и дешевле, но требует большего сечения для передачи той же мощности и более чувствителен к излому при частых перегибах.

Можно ли прокладывать кабель ПвБбШв 6 кВ в воздухе (по фасадам, эстакадам)?

Да, кабель предназначен для прокладки в воздухе при условии отсутствия риска значительных механических повреждений. Однако при открытой прокладке на солнце рекомендуется использование кабелей с защитным шлангом из светостабилизированного полиэтилена (маркировка «Шп») или поливинилхлорида, стойкого к ультрафиолету. Стандартный ПВХ шланг «Шв» может со временем терять эластичность под воздействием УФ-излучения.

Как правильно выбрать сечение жил кабеля ПвБбШв 6 кВ?

Выбор сечения является комплексной инженерной задачей и должен производиться на основе:
1. Расчетного длительного тока нагрузки.
2. Условий прокладки (в земле, в воздухе, в трубе, количество параллельных линий).
3. Температуры окружающей среды или грунта.
4. Экономической плотности тока (для объектов с большим количеством кабелей).
5. Проверки по условию допустимой потери напряжения.
6. Проверки на термическую стойкость к токам короткого замыкания.
Основным руководящим документом являются «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ, глава 1.3). Рекомендуется выполнять расчет с помощью специализированного программного обеспечения или привлекать профильных инженеров.

Требуется ли дополнительная защита при прокладке в земле?

Броня из стальных лент уже является серьезной механической защитой. Однако в каменистых грунтах, в местах с высокой активностью грызунов или при риске раскопок сторонними лицами рекомендуется дополнительная защита. Это может быть укладка кабеля в асбоцементных или полиэтиленовых трубах, либо защита кирпичом или специальными плитами поверх засыпки.

Какой срок службы у данного кабеля и от чего он зависит?

Заявленный производителями срок службы кабеля ПвБбШв 6 кВ составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации зависит от:
— Соблюдения условий эксплуатации (температурные режимы, отсутствие перегрузок).
— Качества первоначального монтажа, особенно установки муфт.
— Отсутствия механических повреждений при последующих работах вблизи трассы.
— Корректности проведенных высоковольтных испытаний после монтажа и в процессе эксплуатации.
Регулярный мониторинг состояния кабельной линии (диагностика частичных разрядов, измерение тангенса дельта) позволяет прогнозировать и продлевать ресурс.

Чем отличается конструкция «Бб» от «Бл» в маркировке?

«Бб» означает, что броня наложена непосредственно на оболочку (или на тонкую подушку), а поверх брони наложен защитный шланг «Шв». «Бл» (например, в кабеле ПвБлШв) означает, что под бронёй имеется толстая подушка, обычно состоящая из двух слоев: битумного состава и подушки из ПВХ-лент или крепированной бумаги. Конструкция «Бл» обеспечивает лучшую защиту оболочки от коррозии броней и несколько лучшую амортизацию, но кабель имеет больший диаметр и вес.