Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвБШп 150 мм²: конструкция, характеристики, применение

Кабель ПвБШп 150 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), бронированный стальными оцинкованными лентами, с защитным покровом и медными жилами сечением 150 квадратных миллиметров. Данный кабель предназначен для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Его основное назначение – передача и распределение электрической энергии в условиях, требующих высокой механической защиты и стойкости к внешним воздействиям.

Расшифровка маркировки ПвБШп 150 мм²

• П – изоляция жил из сшитого полиэтилена.
• в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
• Б – броня из двух стальных оцинкованных лент.
• Шп – защитный покров в виде выпрессованного шланга из полиэтилена.
• 150 – номинальное сечение основной жилы в квадратных миллиметрах.

Конструкция кабеля ПвБШп 150 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая надежность и долговечность изделия.

1. Токопроводящая жила

Жила медная, соответствует 1 или 2 классу по ГОСТ 22483. Для сечения 150 мм² жила, как правило, многопроволочная (класс 2), что обеспечивает необходимую гибкость для транспортировки и монтажа. Жилы могут быть однопроволочными (класс 1) для особо жестких условий эксплуатации, где важна формальная стабильность.

2. Экранирование жилы

Каждая токопроводящая жила экранирована. Экран состоит из двух неотделимых слоев:

• Экструдированный полупроводящий слой: накладывается непосредственно на изоляцию, выравнивает электрическое поле и предотвращает возникновение частичных разрядов.
• Экран из медных проволок или лент: обеспечивает симметрию электрического поля вокруг жилы, служит для пропуска токов утечки и токов короткого замыкания.

3. Изоляция

Изоляция жил выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивки (образования поперечных связей между молекулами) придает материалу повышенные термические и механические свойства по сравнению с термопластичным полиэтиленом. Рабочая температура жилы повышается до +90°C, а в режиме перегрузки допускается +130°C. Кратковременно (до 5 секунд) изоляция выдерживает температуру до +250°C при коротком замыкании.

4. Поясная изоляция и заполнение

Скрученные изолированные жилы (для трехжильных кабелей) обматываются поясной изоляцией из полупроводящего материала или специальной ленты. Межжильное пространство заполняется эластичным или экструдированным материалом для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.

5. Оболочка

Поверх поясной изоляции накладывается оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Она служит первым барьером защиты от влаги и механических повреждений, а также основой для наложения брони.

6. Броня

Броня выполняется из двух стальных оцинкованных лент, наложенных спирально с перекрытием. Ленты защищают кабель от механических воздействий: растяжения, сдавливания, ударов, грызунов. Оцинковка обеспечивает антикоррозионную защиту.

7. Защитный покров (шланг)

Поверх брони методом экструзии накладывается защитный шланг из полиэтилена (индекс «Шп»). Он предохраняет стальные ленты брони от коррозии в агрессивных грунтах и обеспечивает дополнительную защиту от проникновения влаги.

Основные технические и электрические характеристики

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля ПвБШп 150 мм² (на примере 10 кВ)

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	1х150, 3х150 мм² (возможны другие конфигурации)
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C
Допустимая температура при перегрузке	+130°C (не более 100 часов в год, 8 часов максимум в сутки)
Температура при коротком замыкании	+250°C (не более 5 секунд)
Минимальный радиус изгиба при монтаже	15 наружных диаметров кабеля (для многопроволочных жил)
Сопротивление изоляции при +20°C	Не менее 100 МОм·км
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты	Для кабеля 10 кВ: 30 кВ (на переменном токе) в течение 10 мин.
Длительно допустимый ток нагрузки (для 3х150 мм², прокладка в земле, +25°C грунта)	Около 330-350 А (зависит от условий прокладки и удельного сопротивления грунта)

Таблица 2. Сравнение условий прокладки и влияния на токовую нагрузку (ориентировочно для 3х150 мм², 10 кВ)

Условия прокладки	Коэффициент снижения тока	Примечания
В траншее, один кабель, температура грунта +15°C	1.10 (повышающий)	Благоприятные условия
В траншее, один кабель, температура грунта +25°C (норма)	1.00	Базовый расчетный случай
В траншее, один кабель, температура грунта +35°C	0.88	Требуется корректировка расчетного тока
В траншее, несколько кабелей (впритык)	0.80 — 0.85	Необходимо соблюдать расстояния между кабелями для улучшения теплоотвода
В воздухе (лотки, эстакады), температура воздуха +25°C	~1.00 (но базовая нагрузка иная)	Токовая нагрузка при прокладке в воздухе может отличаться от прокладки в земле на 10-20%

Области применения

Кабель ПвБШп 150 мм² применяется для создания надежных силовых линий в следующих условиях и объектах:

• Распределительные сети 6-20 кВ: Питание районных подстанций, распределительных пунктов (РП), трансформаторных подстанций (ТП) в городах и промышленных зонах.
• Промышленные предприятия: Прокладка кабельных линий по территории заводов, комбинатов, шахт для питания мощного оборудования.
• Кабельные линии в земле (траншеях): Броня и защитный шланг делают кабель пригодным для прокладки непосредственно в грунтах всех категорий (кроме подверженных вертикальным смещениям), в том числе с повышенной коррозионной активностью и наличием блуждающих токов.
• Взрывоопасные зоны: Может применяться при соблюдении требований ПУЭ к бронированию и заземлению брони.
• Объекты инфраструктуры: Аэропорты, железнодорожные станции, порты.

Не рекомендуется прокладывать кабель в блоках, трубах и других замкнутых пространствах без дополнительного охлаждения, а также в грунтах с большими вертикальными смещениями.

Монтаж и эксплуатация

При монтаже кабеля ПвБШп 150 мм² необходимо соблюдать следующие ключевые правила:

• Радиус изгиба: Не должен быть менее 15 наружных диаметров кабеля при прокладке и 7.5 диаметров после монтажа для одножильных кабелей (для трехжильных действует правило 15 диаметров).
• Температура монтажа: Прокладка без предварительного подогрева допускается при температуре не ниже -15°C. При более низких температурах кабель необходимо отогревать в отапливаемом помещении или с помощью специальных трансформаторов.
• Засыпка траншеи: После укладки на подготовленную «подушку» из песка или просеянного грунта кабель засыпается слоем мягкого грунта без камней и строительного мусора толщиной не менее 100 мм, затем укладывается сигнальная лента и производится полная засыпка.
• Заземление брони и экранов: Стальные ленты брони и медные экраны жил должны быть надежно заземлены с двух сторон кабельной линии. Это требование безопасности и правильной работы защиты.
• Концевые заделки: Для присоединения к оборудованию необходимо использовать специальные концевые муфты (КНТп) для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена, рассчитанные на соответствующее напряжение.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами (например, с бумажно-масляной изоляцией)

Преимущества кабеля ПвБШп:

• Более высокая допустимая рабочая температура (+90°C против +70°C для маслонаполненных).
• Отсутствие риска утечки пропиточного состава, возможность прокладки на вертикальных участках без ограничений.
• Меньший вес и наружный диаметр при аналогичных параметрах.
• Большая стойкость к термическим перегрузкам и коротким замыканиям.
• Простота монтажа и обслуживания, меньшая трудоемкость установки муфт.
• Высокая стойкость к влаге и агрессивным средам благодаря герметичной конструкции.

Недостатки / особенности:

• Чувствительность к качеству монтажа концевых заделок. Требуется абсолютная чистота и соблюдение технологии.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией на низкие напряжения.
• Необходимость использования специального инструмента и комплектующих для монтажа муфт.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель ПвБШп от АПвБШп?

Буква «А» в начале маркировки (АПвБШп) указывает на то, что токопроводящая жила выполнена из алюминия. Кабель ПвБШп имеет медную жилу. Медные кабели при одинаковом сечении имеют большую пропускную способность по току, большую гибкость и стойкость к коррозии, но и более высокую стоимость. Выбор зависит от проектных требований и экономического обоснования.

Можно ли прокладывать кабель ПвБШп 150 мм² в воде?

Конструкция кабеля с алюмополимерной лентой под оболочкой, броней и наружным полиэтиленовым шлангом обеспечивает высокую степень герметичности и стойкости к влаге. Прокладка в несудоходных водоемах, коллекторах с водой возможна, но требует дополнительного закрепления и защиты от механических повреждений (укладка в трубы, защитные лотки). Для постоянной прокладки в морской воде необходимы специальные исполнения с усиленной антикоррозионной защитой.

Какой срок службы у данного кабеля?

Номинальный срок службы кабеля ПвБШп, заявленный производителями и нормируемый стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать 40-50 лет при соблюдении условий прокладки, монтажа, эксплуатации в рамках допустимых параметров (температура, токовая нагрузка, отсутствие внешних повреждений).

Как правильно выбрать сечение 150 мм²? Достаточно ли его для мощности 5 МВт?

Сечение 150 мм² является стандартным для сетей среднего напряжения. Его достаточность для мощности 5 МВт зависит от напряжения сети. Ориентировочный расчет:

• Для сети 10 кВ: Ток нагрузки I = P / (√3 U cosφ) = 5 000 000 / (1.73 10000 0.95) ≈ 304 А. Допустимый длительный ток для кабеля 3х150 мм² в стандартных условиях составляет ~330-350 А. Следовательно, сечения 150 мм² при прокладке в одной траншее достаточно с небольшим запасом. Однако окончательный выбор сечения требует детального расчета с учетом всех поправочных коэффициентов (количество кабелей в траншее, температура грунта, резервирование).

Нужно ли использовать трансформаторы для нагрева кабеля перед зимней прокладкой?

Да, если температура окружающего воздуха ниже -15°C. При низких температурах поливинилхлоридная оболочка и полиэтиленовый шланг теряют эластичность и могут растрескаться при размотке и изгибе. Нагрев производится специальными трансформаторами для прогрева кабеля (ТПК) в течение нескольких суток до достижения внутренней температуры жилы не ниже 0°C. Запрещается использовать открытый огонь для отогрева.

Требуется ли дополнительная защита при прокладке в грунте с блуждающими токами?

Броня из стальных оцинкованных лент уже обеспечивает некоторую защиту. Однако в зонах с интенсивными блуждающими токами (возле трамвайных/железнодорожных путей на постоянном токе) рекомендуется:

• Применять кабели с усиленной изоляцией оболочки.
• Выполнять катодную защиту кабельной линии.
• Обеспечивать особенно качественное и низкоомное заземление брони и экранов.

В особо сложных случаях может рассматриваться вариант прокладки в непроходных каналах или трубах с дополнительной изоляцией.