Кабель силовой с бумажной изоляцией, в свинцовой оболочке, с броней из стальных лент, с наружным покровом ПвБВ 20 кВ 150 мм²

Кабель ПвБВ 20 кВ 150 мм² представляет собой силовой кабель высокого напряжения, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долговечность и безопасность при эксплуатации в сложных условиях. Аббревиатура ПвБВ расшифровывается следующим образом: П – изоляция жил пропитанная бумажными лентами, в – оболочка из свинца (лат. «plumbum»), Б – броня из двух стальных лент, В – наружный покров из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Сечение токопроводящей жилы 150 мм² указывает на значительную пропускную способность по току, что делает кабель востребованным для магистральных линий и ответвлений к мощным потребителям.

Конструкция кабеля ПвБВ 20 кВ 150 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Классическое исполнение для трехжильного кабеля на напряжение 20 кВ включает следующие компоненты:

• Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия или меди, круглой или секторной (сегментной) формы. Для сечения 150 мм² жила, как правило, однопроволочная (монолитная) из меди или многопроволочная из алюминия. Секторная форма жил позволяет оптимизировать заполнение внутреннего пространства, уменьшая общий диаметр и вес кабеля.
• Фазная изоляция. Выполняется из бумажных лент, пропитанных вязким маслоканифольным или синтетическим составом. Бумажная изоляция обладает высокой электрической прочностью и стабильностью характеристик в течение длительного срока службы. Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения (20 кВ).
• Поясная изоляция. Наносится поверх скрученных изолированных жил для формирования круглой формы кабеля и дополнительного выравнивания электрического поля.
• Экран на жиле (полупроводящая бумага). Применяется для выравнивания электрического поля вокруг жилы и предотвращения возникновения частичных разрядов в воздушных включениях.
• Заполнители. Изготавливаются из бумажного жгута или кабельной пряжи, служат для придания кабелю механической устойчивости и круглой формы.
• Оболочка свинцовая (марка С). Герметичная оболочка, защищающая изоляцию от проникновения влаги, воздуха и агрессивных сред. Свинец является пластичным, коррозионно-стойким и непроницаемым материалом.
• Подушка под броню. Битумный состав и крепированная бумага или ПЭТ-лента, нанесенные поверх свинцовой оболочки. Защищают оболочку от коррозии и механических повреждений стальными лентами брони.
• Броня. Две стальные ленты, наложенные с зазором так, чтобы перекрывать его. Обеспечивает защиту от механических повреждений (растягивающих усилий, ударов, грызунов).
• Наружный покров (шланг). Выполнен из ПВХ-пластиката. Защищает броню от коррозии, обеспечивает стойкость к воздействию агрессивных сред (почвы, химикатов) и выполняет противопожарную функцию.

Область применения и условия эксплуатации

Кабель ПвБВ 20 кВ 150 мм² предназначен для прокладки в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, коллекторах, а также в помещениях, включая those с повышенной влажностью. Он не предназначен для прокладки в блоках, трубах или на открытом воздухе без дополнительной защиты от солнечного излучения, так как ПВХ-шланг подвержен УФ-деградации. Основные сферы применения:

• Магистральные линии распределительных сетей 6-20 кВ.
• Подключение мощных трансформаторных подстанций и распределительных пунктов.
• Питание крупных промышленных предприятий, насосных станций, горнорудных объектов.
• Устройство вводов от воздушных линий (ВЛ) к подстанциям.

Эксплуатация допускается при температуре окружающей среды от -50°C до +50°C. Монтаж кабеля должен производиться при температуре не ниже 0°C без предварительного подогрева. Допустимый нагрев жилы в продолжительном режиме составляет +80°C, в режиме перегрузки +90°C, в аварийном режиме (не более 8 ч) +105°C.

Технические характеристики и параметры

Ключевые параметры кабеля ПвБВ 20 кВ 150 мм² регламентируются ГОСТ 18410-73 «Кабели силовые с бумажной изоляцией» и другими сопутствующими стандартами.

Таблица 1. Основные электрические и конструктивные параметры (пример для трехжильного кабеля с алюминиевыми жилами)

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U, кВ	20/20
Сечение основной жилы, мм²	150
Количество и форма жил	3, секторные
Материал жилы	Алюминий (А) или Медь (нет обозначения)
Сопротивление жилы постоянному току при 20°C, Ом/км, не более (для алюминия)	0.206
Масса 1 км кабеля, кг, приблизительно	7000 — 8500 (зависит от материала жилы и толщины брони)
Наружный диаметр кабеля, мм, приблизительно	65 — 75
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 25 наружных диаметров кабеля
Допустимый длительный ток нагрузки, А (при прокладке в земле +25°C, глубине 0.7м, удельном тепловом сопротивлении грунта 1.2 К·м/Вт)	~300 — 330 А (требует точного расчета по условиям прокладки)

Таблица 2. Испытательные напряжения

Вид испытания	Напряжение, кВ	Продолжительность
Заводское испытание переменным током частотой 50 Гц	55	10 мин.
Приемо-сдаточные испытания после монтажа (постоянным током)	80	10 мин.

Преимущества и недостатки кабеля ПвБВ

Преимущества:

• Высокая надежность и долгий срок службы (40-50 лет и более) при соблюдении условий эксплуатации.
• Отличные диэлектрические характеристики бумажно-масляной изоляции, стойкость к тепловым перегрузкам.
• Герметичность свинцовой оболочки, обеспечивающая полную защиту изоляции от влаги.
• Механическая прочность, обеспечиваемая стальной ленточной броней.
• Хорошая ремонтопригодность и наличие отработанных технологий монтажа и соединения.

Недостатки:

• Большая масса и габариты, что усложняет транспортировку и монтаж.
• Сложность монтажа концевой разделки и соединительных муфт, требующая высокой квалификации персонала.
• Ограничения по трассе прокладки из-за большого радиуса изгиба.
• Наличие в конструкции горючих материалов (бумага, пропитка, ПВХ).
• Экологические аспекты: использование свинца и масляной пропитки.

Особенности монтажа и эксплуатации

Прокладка кабеля ПвБВ 20 кВ 150 мм² требует тщательной подготовки трассы. При прокладке в земле необходимо обеспечить песчаную подушку толщиной не менее 100 мм, отсутствие в траншее острых камней и мусора. Глубина прокладки должна быть не менее 0.7-1.0 м. При пересечении с другими коммуникациями кабель должен быть защищен плитами или трубами. Особое внимание уделяется правильному формированию концевых заделок (концевых муфт) – необходимо полностью восстановить электрическое поле, обеспечить герметизацию и защиту от увлажнения. Для соединения отрезков кабеля используются соединительные свинцовые муфты. В процессе эксплуатации обязателен регулярный контроль изоляции мегомметром на 2500 В и проведение периодических высоковольтных испытаний.

Сравнение с современными аналогами (кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена, СПЭ)

В настоящее время кабели с бумажно-масляной изоляцией (включая ПвБВ) активно вытесняются кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена (например, ПвП, ПвПг). Ключевые отличия:

• Вес и габариты: Кабель СПЭ на 20 кВ 150 мм² значительно легче и имеет меньший диаметр, что упрощает монтаж.
• Монтаж: Кабели СПЭ допускают больший радиус изгиба, более просты в разделке и монтаже муфт.
• Эксплуатация: Кабели СПЭ не имеют ограничений по перепаду уровней на трассе, в то время как для ПвБВ существует риск стекания пропитки.
• Токовая нагрузка: Допустимая рабочая температура для СПЭ +90°C, что при прочих равных условиях может обеспечить более высокую пропускную способность.
• Надежность и история: Бумажная изоляция имеет многодесятилетнюю историю эксплуатации, ее поведение хорошо изучено. Долговременная надежность СПЭ в некоторых условиях (например, при наличии водяных древьев) остается предметом внимания.
• Стоимость: Зачастую кабели ПвБВ могут быть экономически более выгодными для проектов, где их характеристики полностью удовлетворяют требованиям.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем основное различие между кабелями ПвБВ и ААБл?

Кабель ААБл имеет алюминиевые жилы (первая «А»), алюминиевую оболочку (вторая «А») и броню из стальных лент («Бл» — бронепокров лавсановый). Таким образом, ключевое отличие – материал оболочки: у ПвБВ оболочка свинцовая, у ААБл – алюминиевая. Алюминиевая оболочка легче и дешевле, но менее пластична и требует более аккуратного обращения при монтаже. Свинцовая оболочка лучше герметизирует кабель и более устойчива к коррозии в агрессивных грунтах.

Можно ли прокладывать кабель ПвБВ 20 кВ в воде?

Нет, стандартная конструкция кабеля ПвБВ не предназначена для прокладки непосредственно в воде. Свинцовая оболочка и броня обеспечивают герметичность и механическую защиту, но длительное воздействие воды, особенно под давлением, может привести к повреждению наружного покрова и последующей коррозии брони. Для прокладки в водоемах существуют специальные кабели с усиленной гидроизоляцией (например, с алюминиевой оболочкой и усиленным свинцовым подушением).

Как определить необходимое сечение жилы 150 мм² для конкретного объекта?

Выбор сечения 150 мм² или любого другого осуществляется на основе расчета по допустимому длительному току нагрузки с учетом всех условий прокладки: температуры грунта или воздуха, количества кабелей в траншее, расстояния между ними, удельного теплового сопротивления грунта. Также выполняется проверка по потере напряжения и термической стойкости к токам короткого замыкания. Для предварительной оценки токовой нагрузки кабеля 150 мм², проложенного в земле, можно ориентироваться на значение 300-330 А, но окончательный расчет должен выполнять проектировщик.

Каков срок службы кабеля ПвБВ и от чего он зависит?

Номинальный срок службы кабеля ПвБВ, заявленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации часто превышает 40-50 лет. Он critically зависит от соблюдения условий прокладки, отсутствия механических повреждений при монтаже, качества монтажа муфт и заделок, а также от режима эксплуатации (недопущение длительных перегрузок). Регулярный мониторинг состояния изоляции и своевременное проведение профилактических испытаний также продлевают срок службы.

Чем опасна потеря герметичности свинцовой оболочки?

Нарушение целостности свинцовой оболочки (вмятины, трещины, проколы) приводит к проникновению влаги и воздуха в бумажную изоляцию. Это вызывает постепенное увлажнение и старение изоляции, снижение ее электрической прочности, возникновение частичных разрядов и, в конечном итоге, пробой. Такой процесс может развиваться длительное время, приводя к внезапному отказу. Обнаружение повреждений оболочки требует немедленного ремонта с установкой ремонтной муфты.

Какие муфты используются для кабеля ПвБВ 20 кВ?

Для соединения отрезков применяются соединительные свинцовые муфты (СС). Для оконцевания кабеля – концевые муфты (КНС, наружной установки) или концевые заделки в ячейках КРУ (внутренней установки). Монтаж муфт – ответственная операция, включающая ступенчатую разделку изоляции, восстановление экранов, установку изоляционного корпуса и его заполнение масло- или компаундной изоляцией. Работы должны выполняться обученным персоналом с использованием специального инструмента.

Заключение

Кабель ПвБВ 20 кВ 150 мм² остается классическим и проверенным решением для строительства и модернизации распределительных сетей среднего напряжения. Несмотря на появление более современных полимерных аналогов, его применение экономически и технически оправдано в проектах, где востребованы высокая надежность, долгий срок службы и устойчивость к сложным условиям эксплуатации, особенно при наличии квалифицированных монтажных служб. Правильный выбор, проектирование трассы, качественный монтаж и соблюдение регламентов эксплуатации являются залогом безаварийной работы кабельной линии на протяжении десятилетий.