Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвБП 3х150: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель ПвБП 3х150 – это силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE) и броней из стальных оцинкованных проволок, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 6, 10 или 35 кВ частотой 50 Гц. Маркировка расшифровывается следующим образом: П – изоляция из сшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, Б – броня из стальных оцинкованных проволок, П – наружный защитный покров (подушка) из полимерной композиции, не распространяющей горение. Цифра 3 указывает на количество основных токопроводящих жил, а 150 – на номинальное сечение каждой жилы в мм².

Конструкция кабеля ПвБП 3х150

Конструкция кабеля является многослойной и каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая высокую надежность и длительный срок службы в тяжелых условиях эксплуатации.

• Токопроводящая жила: Жила сечением 150 мм² выполняется, как правило, из медной проволоки (категория 1 или 2 по ГОСТ 22483). Для данного сечения жила может быть как однопроволочной (монолитной), так и многопроволочной. Медь обеспечивает высокую электропроводность, стойкость к окислению и механическую прочность.
• Экран по жиле (полупроводящий экран): Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его задача – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают изоляцию.
• Изоляция: Основной изолирующий слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал получают путем вулканизации обычного полиэтилена, в результате чего его молекулы образуют трехмерную сетчатую структуру. Это придает изоляции исключительные свойства: высокую температурную стойкость (допустимая длительная температура нагрева жил +90°C), устойчивость к тепловым ударам (кратковременно до +250°C), высокую механическую прочность и стойкость к трекингу.
• Экран по изоляции (полупроводящий слой): Поверх изоляции накладывается экструдированный полупроводящий слой, аналогичный экрану по жиле. Он служит для симметрирования электрического поля и является частью экранной системы.
• Поясная изоляция: В кабелях на напряжение 6 кВ и выше поверх скрученных изолированных жил с экранами может накладываться поясная изоляция из полупроводящей ленты или экструдированного слоя для равномерного распределения поля в межжильном пространстве.
• Экран (металлический): Поверх поясной изоляции или непосредственно поверх экранов жил накладывается медный экран. Он выполняется в виде медной ленты, оплетки из медных проволок или комбинации thereof. Его функции: защита от внешних электромагнитных помех, замыкание на землю токов утечки и обеспечение безопасности при повреждении изоляции (создание пути для тока короткого замыкания). Для сечения 150 мм² экран, как правило, имеет сечение не менее 25 мм².
• Разделительный слой (подушка): Под броней располагается слой из полимерной композиции или крепированной бумаги, который защищает оболочку и экран от повреждения элементами брони.
• Броня: Броневой покров выполнен из стальных оцинкованных проволок, наложенных спирально. Буква «Б» в маркировке указывает именно на проволочную броню (в отличие от ленточной «Бл»). Она обеспечивает высокую механическую защиту от растягивающих усилий, ударов, грызунов и других внешних воздействий.
• Наружная оболочка: Внешний слой из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Оболочка маркируется «в» в обозначении кабеля. Она защищает броню от коррозии и агрессивных сред. Для кабеля ПвБП оболочка выполняется из нераспространяющего горение ПВХ, что повышает пожарную безопасность.

Основные технические характеристики и параметры

Технические параметры кабеля ПвБП 3х150 регламентируются ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ» и ТУ 16.К71-335-2004 (для напряжений 6 кВ и выше). Ключевые характеристики представлены в таблицах ниже.

Таблица 1. Электрические и геометрические параметры для кабеля на 6/10 кВ

Параметр	Значение	Примечание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	6/10 (12) кВ или 8,7/10 (12) кВ	U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами
Количество и сечение жил	3 x 150 мм²	Основные жилы
Материал жилы	Медь	Класс 1 или 2
Максимальное сопротивление жилы при 20°C	0.124 Ом/км	Для медной жилы
Толщина изоляции	3.0 мм (для 6/10 кВ) или 4.0 мм (для 8,7/10 кВ)	Согласно ГОСТ
Наружный диаметр кабеля (примерно)	55-65 мм	Зависит от производителя и конструкции
Масса 1 км кабеля (примерно)	7000-8500 кг	Зависит от толщины брони и оболочки

Таблица 2. Допустимые токовые нагрузки (для кабеля на 6/10 кВ, проложенного в земле)

Условия прокладки	Длительно допустимый ток, А	Ток короткого замыкания (1 сек), кА
В земле (траншее) при температуре грунта +15°C, удельном тепловом сопротивлении 1.0 К·м/Вт	335-360 А	~25-30 кА (расчетный для меди 150 мм²)
В воздухе при температуре воздуха +25°C	355-380 А

Примечание: Точные значения токовых нагрузок определяются по ПУЭ 7-го издания, глава 1.3, с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру, группирование, глубину прокладки и т.д.).

Таблица 3. Механические и температурные характеристики

Параметр	Значение
Допустимая температура нагрева жил при длительной эксплуатации	+90°C
Допустимая температура нагрева жил в режиме перегрузки	+130°C
Допустимая температура нагрева жил при коротком замыкании (до 4 сек)	+250°C
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева	-15°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15 x Dнар (наружного диаметра кабеля)
Срок службы	Не менее 30 лет

Область применения и особенности монтажа

Кабель ПвБП 3х150 предназначен для прокладки в земле (траншеях), включая участки с повышенной коррозионной активностью, в кабельных каналах, туннелях, шахтах, а также на открытом воздухе при условии защиты от прямого солнечного излучения. Броня из стальных проволок делает его предпочтительным выбором для:

• Магистральных линий электропередачи 6-35 кВ в распределительных сетях.
• Питания мощных промышленных потребителей (заводы, фабрики, насосные станции).
• Прокладки в грунтах с высокой вероятностью механических повреждений (каменистые грунты, зоны сдвигов).
• Участков с риском растягивающих нагрузок (уклоны, пересечения с транспортными путями).
• Объектов, где требуется повышенная пожарная безопасность (не распространяющая горение оболочка).

Особенности монтажа: При прокладке в земле необходимо обеспечить песчаную подушку толщиной не менее 100 мм и защиту сверху кирпичом или сигнальной лентой. Запрещена прокладка в одной траншее с кабелями связи и других напряжений без специальных перегородок. При монтаже в воздухе необходимо использовать специальные бронезажимы для крепления, чтобы нагрузка приходилась на броню, а не на оболочку или жилы. При разделке конца кабеля обязательна правильная обработка экранов: их необходимо заземлить с двух сторон (для кабелей на 6 кВ и выше). Изоляция сшитого полиэтилена требует применения специальных инструментов и технологий для разделки (фазоразделочные ножи, термоусаживаемые трубки или наконечники с изоляцией).

Сравнение с аналогами и выбор

Выбор между кабелями ПвБП и другими марками определяется условиями проекта.

• ПвБП vs АВБбШв: Кабель АВБбШв имеет изоляцию из бумаги, пропитанной вязким или нестекающим составом, и алюминиевые жилы. Он дешевле, но имеет более низкую допустимую температуру нагрева (+70°C), требует соблюдения перепадов уровней при прокладке и менее удобен в монтаже из-за риска стекания пропитки. ПвБП с медными жилами и изоляцией XLPE более компактен, легче, не имеет ограничений по уровням прокладки и обладает большей пропускной способностью.
• ПвБП vs ПвПг: Кабель ПвПг имеет броню из двух стальных оцинкованных лент (Бл) и защитный шланг из полиэтилена (г). Ленточная броня лучше защищает от механических воздействий, но хуже противостоит растяжению. ПвБП с проволочной броней предпочтительнее на участках с растягивающими нагрузками.
• ПвБП vs ПвБбШв: Кабель ПвБбШв имеет броню из стальных лент (Бб) и защитный шланг из ПВХ (Шв). Он более гибкий и имеет меньший радиус изгиба, но проволочная броня (ПвБП) обеспечивает лучшую защиту при подвижках грунта.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем ключевое отличие кабеля ПвБП от ПвБбШв?

Основное отличие – в типе брони. ПвБП имеет броню из стальных оцинкованных проволок (буква «Б»), что обеспечивает высокую стойкость к растягивающим усилиям. ПвБбШв имеет броню из двух стальных оцинкованных лент (буквы «Бб»), которая лучше защищает от продавливающих и режущих воздействий, но менее устойчива к растяжению. Выбор зависит от преобладающего вида механических угроз на трассе прокладки.

2. Можно ли прокладывать кабель ПвБП 3х150 в воде?

Нет, кабель ПвБП не предназначен для прокладки непосредственно в воде. Его конструкция (броня из стальных проволок, даже оцинкованных, и ПВХ-оболочка) не обеспечивает долговременную герметичность от проникновения воды под оболочку. Для прокладки в водной среде (по дну рек, озер) применяются специальные кабели в свинцовой или алюминиевой герметичной оболочке, например, ПвП.

3. Как правильно выбрать номинальное напряжение кабеля: 6/10 кВ или 8,7/10 кВ?

Выбор зависит от режима нейтрали в сети. Кабель на напряжение 6/10 кВ (толщина изоляции 3.0 мм) применяется в сетях с изолированной нейтралью или компенсированной нейтралью, где напряжение между фазой и землей в аварийном режиме не превышает 6 кВ. Кабель на напряжение 8,7/10 кВ (толщина изоляции 4.0 мм) используется в сетях с эффективно заземленной нейтралью (глухозаземленной), где в аварийном режиме напряжение фаза-земля может достигать 8.7 кВ. Выбор должен быть согласован с проектной организацией и эксплуатирующей службой.

4. Обязательно ли заземлять экраны кабеля ПвБП 3х150 с двух сторон?

Да, для кабелей на напряжение 6 кВ и выше с изоляцией из сшитого полиэтилена и металлическими экранами заземление с двух сторон является обязательным требованием ПУЭ (пункт 1.7.83, 2.3.89). Это обеспечивает безопасность персонала (снижает напряжение прикосновения на оболочке), создает путь для токов короткого замыкания и предотвращает наведение высокого потенциала на незаземленном конце экрана. В некоторых схемах (например, при большой длине линии) может применяться заземление через ограничитель напряжения или поперечное заземление для снижения токов циркуляции в экране.

5. Какой срок службы у кабеля ПвБП 3х150 и от чего он зависит?

Заявленный производителями срок службы составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации зависит от соблюдения условий прокладки, монтажа и эксплуатации: отсутствия перегрузок сверх нормы, стабильности напряжения, отсутствия механических повреждений, коррозионной стойкости брони и оболочки в конкретной среде, качества монтажа концевых и соединительных муфт. Регулярный мониторинг состояния изоляции (диагностика частичных разрядов, измерение тангенса дельта) позволяет прогнозировать остаточный ресурс.

6. Можно ли использовать кабель ПвБП для прокладки в пожароопасных зонах?

Кабель ПвБП имеет оболочку из нераспространяющего горение ПВХ, что позволяет его применять в пожароопасных зонах классов П-II, П-IIа по ПУЭ. Однако для зон с повышенными требованиями к пожарной безопасности (например, атомные станции, метрополитен, объекты с массовым пребыванием людей) могут потребоваться кабели с пониженным дымо- и газовыделением, безгалогенные, огнестойкие (маркировка «нг(А)-HF», «нг(А)-FR»). Стандартный ПвБП этим требованиям не всегда соответствует.

Заключение

Кабель ПвБП 3х150 представляет собой современное, надежное решение для построения силовых линий среднего напряжения в условиях, требующих повышенной механической защиты. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена и проволочной броне, обеспечивает высокую пропускную способность, термическую стабильность, стойкость к внешним воздействиям и длительный срок службы. Правильный выбор номинального напряжения, соблюдение норм прокладки, монтажа и заземления, а также учет специфики объекта при сравнении с аналогами являются ключевыми факторами для успешной и безаварийной эксплуатации данного типа кабельной продукции в энергетических системах.