Кабель ПвБПу 6 кВ: полное техническое описание, конструкция и область применения

Кабель ПвБПу 6 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на напряжение 6 кВ, предназначенный для стационарной прокладки в земле (в траншеях) без дополнительной защиты бронепокровом. Его аббревиатура расшифровывается следующим образом: П – изоляция из силанольносшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, Б – броня из двух стальных оцинкованных лент, Пу – усиленная наружная оболочка из поливинилхлоридного пластиката. Данный тип кабеля является современной и высоконадежной альтернативой бумажно-масляным кабелям на аналогичное напряжение.

Конструкция кабеля ПвБПу 6 кВ

Конструкция кабеля многослойна и каждый элемент выполняет критически важную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.

• Токопроводящая жила: Выполняется из медной или алюминиевой проволоки, круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма позволяет оптимизировать заполнение пространства, уменьшая общий диаметр кабеля. Жилы могут быть однопроволочными (монолитными) для малых сечений и многопроволочными для сечений, как правило, от 50/70 мм² и выше. Класс гибкости – 1 или 2 по ГОСТ 22483.
• Экран по жиле (полупроводящий экран): Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из сшитого полупроводящего полиэтилена или полупроводящей ленты. Его назначение – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения изоляции.
• Изоляция: Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Это ключевой элемент, определяющий преимущества кабеля. Процесс сшивания (образования поперечных молекулярных связей) придает материалу высокую температурную стойкость (до 90°C в длительном режиме и до 250°C при КЗ), механическую прочность и стойкость к трекингу. Толщина изоляции нормирована стандартами (например, ГОСТ 31565 или ТУ 16.К71-335-2004) и для 6 кВ составляет, как правило, 3.0 мм.
• Экран по изоляции (полупроводящий экран): Аналогичный слой, наносимый поверх изоляции. Вместе с экраном по жиле образует коаксиальную систему, ограничивающую электрическое поле внутри изоляции.
• Поясная изоляция: Выполняется в виде обмотки из полупроводящих или медных лент, иногда в комбинации. Обеспечивает контакт с металлическим экраном и дополнительно выравнивает поле в многожильных кабелях.
• Металлический экран (заземляющий): Выполняется в виде медной ленты, наложенной продольно с перекрытием, или в виде оплетки из медных проволок. Его функции: защита от внешних электромагнитных помех, обеспечение симметрии поля, проведение токов утечки и, что самое важное, путь для тока короткого замыкания. В трехжильных кабелях экраны каждой жилы часто соединяются и выводятся общим заземляющим проводником.
• Заполнитель и поясная изоляция: Пространство между экранированными жилами заполняется ПВХ-поясками или жгутами из невулканизированной резиновой смеси для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
• Броневой покров: Состоит из двух стальных оцинкованных лент, наложенных спирально с зазором. Ленты накладываются так, чтобы верхняя перекрывала зазор нижней. Толщина лент нормирована в зависимости от диаметра кабеля. Назначение – защита от механических повреждений (давление грунта, случайные удары при раскопках), от грызунов.
• Наружная оболочка (Пу – усиленная): Выполняется из поливинилхлоридного пластиката повышенной толщины и механической прочности. Наносится поверх брони, защищая ее от коррозии. Черный цвет оболочки стандартен, так как содержит сажу для защиты от ультрафиолетового излучения (хотя для подземной прокладки это вторично). Маркировка с данными о кабеле наносится рельефно или печатается по оболочке.

Технические характеристики и условия эксплуатации

Кабель ПвБПу 6 кВ рассчитан на работу в электрических сетях с изолированной или эффективно заземленной нейтралью с номинальным переменным напряжением 6 кВ частотой 50 Гц. Основные технические параметры приведены в таблице.

Таблица 1. Основные технические характеристики кабеля ПвБПу 6 кВ

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	6/6 (иногда обозначается 6/10, где 10 – максимальное напряжение сети)
Длительно допустимая температура жилы	+90°C
Максимальная температура при КЗ (до 4 сек)	+250°C
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева	-15°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15 наружных диаметров кабеля (для многожильных секторных может быть больше)
Срок службы	Не менее 30 лет
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты после прокладки	12 кВ в течение 15 минут
Климатическое исполнение	УХЛ, категории размещения 1-5 по ГОСТ 15150 (для прокладки в земле, тоннелях, каналах, помещениях)

Область применения и преимущества перед аналогами

Кабель ПвБПу 6 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основная сфера применения – сети электроснабжения промышленных предприятий, шахт, нефтегазовых комплексов, городов (распределительные сети 6 кВ), для питания мощных электродвигателей, насосных и компрессорных станций.

Преимущества перед кабелями с бумажно-масляной изоляцией (например, СБл, ЦСБ):

• Отсутствие тока утечки и необходимости контроля изоляции: СПЭ – сухой диэлектрик, не требующий систем подпитки маслом.
• Высокая стойкость к тепловым перегрузкам: Допустимая температура жилы +90°C против +70°C для бумажно-масляной изоляции, что позволяет пропускать больший ток при том же сечении.
• Меньший вес и радиус изгиба: Облегчает транспортировку и монтаж.
• Возможность прокладки на вертикальных и наклонных трассах: Нет риска стекания пропиточного состава.
• Высокая стойкость к коротким замыканиям.

Преимущества перед кабелями в ПВХ изоляцией (ВВГ и др.) на среднее напряжение: ПВХ для напряжений выше 1 кВ практически не применяется из-за худших диэлектрических и температурных характеристик.

Отличие от кабеля ПвБбШв: Кабель ПвБбШв имеет броню из стальных оцинкованных плоских проволок (буква «б»), что придает ему большую гибкость и стойкость к растягивающим нагрузкам, но меньшую защиту от продавливания по сравнению с ленточной броней. Наружная оболочка Шв – шланговая из ПВХ.

Выбор сечения и условия прокладки

Выбор сечения жил кабеля ПвБПу 6 кВ производится по допустимому длительному току нагрузки с учетом способа прокладки, температуры грунта, количества работающих кабелей в одной траншее и их взаимного расположения. Корректирующие коэффициенты приведены в ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок), глава 1.3.

Таблица 2. Примерные значения длительно допустимых токов для кабеля ПвБПу 6 кВ с медными жилами, проложенного в земле (грунт с тепловым сопротивлением 1.2 К·м/Вт, температура грунта +15°C, глубина прокладки 0.7 м, расстояние между кабелями 250 мм).

Сечение жилы, мм²	Одножильный кабель, А	Трехжильный кабель, А
50	215	180
95	320	275
150	405	350
240	515	450

Требования к прокладке в земле:

• Глубина прокладки от планировочной отметки – не менее 0.7 м для кабелей до 20 кВ.
• Дно траншеи должно быть уплотнено и очищено от камней. Рекомендуется подсыпка слоя песка или просеянной земли толщиной 100 мм.
• После укладки кабель засыпается слоем мягкого грунта или песка без камней толщиной 100-200 мм, затем укладывается механическая защита (кирпич, бетонные плиты, полимерные сигнальные ленты).
• Расстояние между параллельно проложенными силовыми кабелями должно быть не менее 100 мм (рекомендуется 250 мм для лучшего теплоотвода).
• В местах пересечения с коммуникациями и дорогами кабель должен прокладываться в трубах или блоках.

Монтаж и соединение

Монтаж кабеля ПвБПу требует профессиональных навыков. Особое внимание уделяется разделке концов и монтажу концевых муфт (КНСт – для трехжильных кабелей с СПЭ изоляцией). Процесс включает послойное снятие оболочки, брони, экранов и изоляции с точной калибровкой размеров. Оголенный участок изоляции жилы тщательно зачищается и шлифуется. После установки соединителя (гильзы) производится восстановление экранов, изоляции и заземления брони. Все работы должны выполняться в условиях чистоты, исключающих попадание влаги и загрязнений на срез изоляции. Для соединения двух отрезков кабеля используются соединительные муфты (ССт).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие ПвБПу от ПвБбШв на 6 кВ?

Основное отличие – в конструкции броневого покрова. ПвБПу имеет броню из двух стальных оцинкованных лент, которая лучше защищает от продавливающих нагрузок (например, острый камень в грунте). ПвБбШв имеет броню из стальных оцинкованных плоских проволок, которая обеспечивает большую гибкость и стойкость к растягивающим усилиям, но менее эффективна против точечных ударов. Выбор зависит от условий прокладки: для каменистых грунтов часто предпочтительнее ПвБПу.

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

Да, можно, но с учетом климатических факторов. Усиленная оболочка (Пу) и броня обеспечивают механическую и UV-защиту. Однако необходимо учитывать, что допустимый ток нагрузки для прокладки в воздухе (особенно на солнце) может отличаться от такового для прокладки в земле. Требуется расчет с учетом коэффициентов снижения тока для прокладки в воздухе. Также необходимо обеспечить надежное заземление брони и металлического экрана с двух сторон.

Как правильно заземлять броню и экран кабеля ПвБПу?

Броня и металлический экран (медная лента/оплетка) подлежат обязательному заземлению с обоих концов кабельной линии. Это необходимо для безопасности (снятие напряжения с брони при повреждении) и для обеспечения нормального функционирования экрана. Заземление выполняется с помощью медных проводников, припаиваемых или присоединяемых с помощью болтовых зажимов к бронелентам и экрану, и далее объединяемых на контуре заземления. В муфтах для этого предусмотрены специальные контактные лепестки.

Каков реальный срок службы этого кабеля и от чего он зависит?

Заявленный срок службы – не менее 30 лет. Реальный ресурс определяется условиями эксплуатации: отсутствием длительных перегрузок по току, стабильностью напряжения, качеством монтажа (особенно муфт), коррозионной агрессивностью грунта, механическими воздействиями. Наибольшую опасность представляют повреждения оболочки при прокладке, приводящие к коррозии брони и проникновению влаги.

Что означает маркировка «6/6 кВ» и «6/10 кВ»?

Первое число (U₀) – номинальное напряжение между жилой и землей (экраном/броней). Второе число (U) – номинальное напряжение между жилами. Для сетей 6 кВ с изолированной нейтралью фазное напряжение относительно земли составляет 6/√3 ≈ 3.46 кВ. Поэтому кабель с U₀/U = 6/6 кВ или 6/10 кВ имеет запас по напряжению. Маркировка 6/10 кВ указывает, что кабель может применяться в сетях, где максимальное напряжение между фазами не превышает 10 кВ (например, в сетях 10 кВ, работающих на пониженном напряжении 6 кВ).

Какой кабель выбрать: с медной или алюминиевой жилой?

Медная жила имеет большее преимущество в токовой нагрузке (при одинаковом сечении медь выдерживает на ~30% больший ток), лучшую стойкость к коррозии и механическим изгибам, более надежные контактные соединения. Алюминиевая жила дешевле и легче. Выбор основывается на технико-экономическом расчете: для ответственных объектов, объектов с повышенной пожарной опасностью, при ограниченном сечении кабельного канала обычно выбирают медь. Для протяженных линий без жестких ограничений по току может быть экономически оправдан алюминий.