Кабель ПвБШп 4х150
Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвБШп 4х150: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель ПвБШп 4х150 представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), бронированный стальными оцинкованными лентами, с наружным защитным шлангом из полиэтилена и четырьмя токопроводящими жилами сечением 150 мм² каждая. Данная марка кабеля предназначена для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция обеспечивает высокую надежность при эксплуатации в сложных условиях, включая прокладку в земле (траншеях), в агрессивных средах, а также в местах с риском механических повреждений.
Расшифровка маркировки ПвБШп 4х150
- П – изоляция жил из сшитого полиэтилена.
- в – наличие внешней оболочки (защитного шланга) из поливинилхлорида или полиэтилена (в данной конкретной марке – полиэтилен).
- Б – броня из двух стальных оцинкованных лент.
- Шп – шланг полиэтиленовый, наложенный поверх брони для защиты от коррозии и агрессивных сред.
- 4х150 – количество и сечение токопроводящих жил: четыре жилы, каждая номинальным сечением 150 квадратных миллиметров.
- Экран из полупроводящего сшитого полиэтилена (полупроводящая экранирующая лента или экструдированный слой). Наносится непосредственно на изоляцию жилы. Его функция – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе изоляции и жилы, что предотвращает возникновение частичных разрядов.
- Экран из медных проволок или медной ленты. Накладывается поверх полупроводящего экрана. Служит для замыкания на землю токов утечки и емкостных токов, а также для обеспечения симметрии электрического поля вокруг жилы. В кабелях на напряжение 6-20 кВ экран по жиле является обязательным.
- Броня: Выполняется из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием. Основная функция – защита от механических повреждений (ударов, сдавливания, растяжения), а также от грызунов.
- Наружный шланг (оболочка): Поверх брони экструдируется защитный шланг из полиэтилена (обозначение «Шп»). Полиэтилен обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим веществам (кислотам, щелочам, солям), что позволяет прокладывать кабель в грунтах с высокой коррозионной активностью, в болотистой местности, а также в условиях промышленных предприятий.
- Прокладка в земле (траншеях): Броня и полиэтиленовый шланг обеспечивают защиту от коррозии, механических нагрузок и агрессивных грунтов. Является основным способом прокладки для данной марки.
- Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах и по эстакадам: Может использоваться в условиях промышленных предприятий, где присутствует риск внешних воздействий.
- Прокладка в условиях повышенной влажности и в местах с наличием блуждающих токов: Полиэтиленовый шланг обладает высокой влагостойкостью и электрохимической стойкостью.
- Электроснабжение крупных промышленных объектов, жилых микрорайонов, насосных станций, трансформаторных подстанций 6-20/0,4 кВ.
- Радиус изгиба: Не должен быть менее 15 наружных диаметров кабеля во избежание повреждения изоляции и экранов.
- Раскатка: Должна производиться с помощью кабельных роликов, не допускается волочение по грунту, сбрасывание с барабана.
- Соединение и оконцевание: Требуют применения специальных кабельных муфт (соединительных, концевых) для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на соответствующее напряжение. Технология включает ступенчатую зачистку изоляции, монтаж полупроводящих экранов, установку изоляционного корпуса и герметизацию. Все работы должны выполняться квалифицированным персоналом с использованием специализированного инструмента.
- Заземление: Медные экраны (по жилам и общий) подлежат обязательному двустороннему заземлению для обеспечения безопасности и нормальной работы релейной защиты.
- Высокая пропускная способность благодаря температурной стойкости СПЭ изоляции (+90°C).
- Отличные диэлектрические свойства и стойкость к тепловым перегрузкам.
- Надежная защита от механических повреждений благодаря стальной броне.
- Высокая коррозионная и химическая стойкость благодаря полиэтиленовому шлангу.
- Длительный срок службы (не менее 30 лет при соблюдении условий эксплуатации).
- Относительно меньший вес и наружный диаметр по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией на аналогичное напряжение и сечение.
- Высокая стоимость по сравнению с кабелями в ПВХ изоляции или с алюминиевыми жилами.
- Сложность и высокая стоимость монтажа муфт, требующая высокой квалификации персонала.
- Чувствительность к точечным механическим повреждениям изоляции при монтаже (задиры, надрезы), которые могут стать очагами развития электрического дерева.
- Необходимость обязательного заземления экранов с двух сторон.
Конструкция кабеля ПвБШп 4х150
Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.
1. Токопроводящая жила
Жилы сечением 150 мм² выполняются, как правило, из медной или алюминиевой проволоки (марка кабеля указывается соответственно ПвБШп или АПвБШп). Для данного сечения жила чаще всего имеет секторную или сегментную форму для компактности и оптимального заполнения внутреннего пространства кабеля. Медные жилы обеспечивают более высокую проводимость, механическую прочность и стойкость к окислению, алюминиевые – меньшую стоимость и вес.
2. Экранирование жилы
Каждая токопроводящая жила индивидуально экранирована. Экранирование состоит из двух обязательных слоев:
3. Изоляция жилы
Изоляция выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал получают из термопластичного полиэтилена под воздействием высокого давления и температуры с добавлением специальных агентов, в результате чего образуются поперечные молекулярные связи («сшивка»). Это придает материалу свойства термореактивного полимера: высокая температурная стойкость (длительно допустимая температура жилы +90°C), отличные диэлектрические характеристики, стойкость к тепловым ударам и механическая прочность.
4. Поясная изоляция и заполнение
Скрученные изолированные и экранированные жилы (обычно с заполнением межжильного пространства для придания кабелю круглой формы) обматываются поясной изоляцией, которая может быть выполнена из полупроводящих или специальных экранирующих материалов. Поверх нее накладывается общий экран (экран по изоляции) в виде медной ленты или оплетки из медных проволок. Этот экран выполняет те же функции, что и экран по жиле, но для всей кабельной линии в целом, и является обязательным элементом для подключения к контуру заземления.
5. Броня и защитные покровы
Основные технические и электрические параметры
Таблица 1. Ключевые параметры кабеля ПвБШп 4х150 (на примере 10 кВ)
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 6/10 кВ (12 кВ) или 8,7/15 кВ (17,5 кВ) или 12/20 кВ (24 кВ) |
| Количество и сечение жил | 4 жилы, 150 мм² (3 фазы + нейтраль/заземление) |
| Материал жилы | Медь (ПвБШп) или Алюминий (АПвБШп) |
| Длительно допустимая температура жилы | +90°C (в аварийном режиме до +130°C, при КЗ до +250°C) |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Сопротивление изоляции при +20°C | Не менее 100 МОм·км для каждого сердечника |
| Испытательное переменное напряжение промышленной частоты | Для кабеля 10 кВ: 30,5 кВ (на переменное напряжение) в течение 10 мин. |
| Масса 1 км кабеля (ориентировочно, медь) | Около 8000 — 9000 кг |
| Наружный диаметр (ориентировочно) | Около 75 — 85 мм |
Таблица 2. Допустимые длительные токовые нагрузки для кабеля ПвБШп 4х150 (прокладка в земле, температура грунта +15°C)
| Способ прокладки | Медь (ПвБШп), А | Алюминий (АПвБШп), А |
|---|---|---|
| В земле (траншее), одна кабельная линия | ~ 350 — 380 А | ~ 270 — 300 А |
| В воздухе | ~ 390 — 420 А | ~ 305 — 330 А |
Примечание: Точные значения токовых нагрузок определяются по ПУЭ 7-го издания, глава 1.3, с учетом конкретных условий прокладки: температуры грунта или воздуха, количества работающих параллельных линий, глубины заложения, теплопроводности грунта.
Область применения и способы прокладки
Кабель ПвБШп 4х150 применяется для создания магистральных и распределительных сетей среднего напряжения. Основные сферы применения:
Запрещается прокладка по ненагруженным конструкциям внутри зданий и помещений, где возможно распространение огня, так как полиэтиленовый шланг не является не распространяющим горение. Для таких случаев существуют модификации с огнезащитными покрытиями или иные марки кабелей.
Монтаж и соединение
Монтаж кабеля ПвБШп требует соблюдения строгих правил:
Преимущества и недостатки кабеля ПвБШп 4х150
Преимущества:
Недостатки:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем основное отличие ПвБШп от ПвБбШп?
Буква «б» в маркировке ПвБбШп обозначает, что бронепокров выполнен не из лент, а из плоских проволок. Кабель с проволочной броней (ПвБбШп) обладает повышенной стойкостью к растягивающим нагрузкам, что актуально для прокладки на вертикальных и наклонных участках с большим перепадом высот. Кабель с ленточной броней (ПвБШп) в первую очередь защищает от ударов и сдавливания.
Можно ли прокладывать кабель ПвБШп 4х150 открыто по стенам внутри производственного цеха?
Без дополнительных мер – не рекомендуется. Полиэтиленовый шланг (Шп) не обладает стойкостью к распространению горения и при пожаре будет плавиться и гореть. Для открытой прокладки внутри помещений следует выбирать кабели с индексом «нг(А)-HF» (не распространяющие горение, с пониженным дымо- и газовыделением) или применять кабель ПвБШп в сочетании с дополнительными огнезащитными покрытиями (обмазками, красками) или прокладывать его в несгораемых кабельных конструкциях с выполнением требований ПУЭ и ППР.
Как правильно выбрать номинальное напряжение кабеля для проекта: 6/10 кВ или 8,7/15 кВ?
Выбор зависит от режима нейтрали в сети, где будет эксплуатироваться кабель. В сетях с изолированной нейтралью или компенсацией емкостных токов (где U0 = Uл/√3) применяется кабель на напряжение 6/10 кВ. В сетях с эффективно заземленной нейтралью (где в аварийном режиме напряжение на неповрежденных фазах относительно земли может длительно повышаться до 0,8Uл) используется кабель на напряжение 8,7/15 кВ. Для сети 10 кВ это основное и наиболее распространенное исполнение. Кабель 12/20 кВ используется для сетей 20 кВ.
Требуется ли для кабеля ПвБШп 4х150 дополнительная защита при прокладке в земле?
Сам кабель имеет достаточную защиту (броня + полиэтилен). Однако согласно ПУЭ, при прокладке в земле необходимо дополнительно защищать кабель от повреждений механизмами и контрольными штырями. Для этого кабель укладывается в траншею на песчаную подушку, сверху засыпается слоем мягкого грунта или песка без камней, а затем укрывается кирпичом или сигнальной лентой перед полной засыпкой траншеи.
Какой материал жилы предпочтительнее: медь или алюминий?
Медная жила (ПвБШп) имеет меньшее электрическое сопротивление, что дает меньшие потери на нагрев и более высокую допустимую токовую нагрузку (на 20-25% выше при том же сечении). Медь более стойка к окислению, пайке, обладает лучшей гибкостью и механической прочностью. Алюминиевая жила (АПвБШп) значительно дешевле и легче. Выбор зависит от бюджета проекта, требований к токовой нагрузке и условий монтажа (для алюминия требуется особая тщательность при соединении из-за склонности к образованию окисной пленки и ползучести).
Что означает цифра «4» в маркировке, если в трехфазной сети три фазы?
Четвертая жила в кабеле ПвБШп 4х150 является нулевой (нейтральной) или жилой защитного заземления (PEN, PE, N). Она необходима в сетях с глухозаземленной нейтралью для работы однофазных нагрузок, обеспечения симметрии напряжений и для протекания токов однофазного короткого замыкания на землю. Сечение этой жилы, как правило, соответствует сечению фазных жил (150 мм²) или может быть уменьшенным (например, 150/70 мм²), что должно быть указано в маркировке.