Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвЭБШв 4х35: полный технический анализ и область применения

Кабель ПвЭБШв 4х35 представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях на напряжение до 6 кВ. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, длительный срок службы и возможность эксплуатации в сложных условиях. Расшифровка маркировки: П – изоляция жил из силанольносшитого полиэтилена; в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката; Э – экран из медных проволок (экранированный); Б – броня из двух стальных оцинкованных лент; Шв – защитный шланг из поливинилхлоридного пластиката; 4х35 – четыре токопроводящие жилы сечением 35 мм² каждая.

Конструкция кабеля ПвЭБШв 4х35

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Последовательность слоев от центра к периферии следующая:

• Токопроводящая жила. Изготавливается из медной проволоки (материал – медь, степень жесткости – мягкая или уплотненная). Для сечения 35 мм² жила может быть как однопроволочной (монолитной), так и многопроволочной (скрученной из множества проволок), что зависит от конкретного технического задания и требований к гибкости. Класс жилы по ГОСТ 22483 – 1 или 2.
• Экран по жиле. Обязательный элемент для кабелей на напряжение выше 1 кВ. Представляет собой полупроводящий слой в виде экструдированной ленты или слоя, наложенного поверх изоляции жилы. Он выравнивает распределение электрического поля, устраняя локальные перенапряжения и микроскопические воздушные включения на границе проводник-изоляция.
• Изоляция. Выполнена из силанольносшитого полиэтилена (Пв). Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул, приобретает повышенные температурные характеристики. Рабочая температура жилы повышается до +90°C, а в режиме перегрузки или короткого замыкания изоляция кратковременно выдерживает +130°C и +250°C соответственно, без потери механических и диэлектрических свойств.
• Экран по изоляции. Также выполнен из полупроводящего материала. Вместе с экраном по жиле он формирует цилиндрический конденсатор, внутри которого заключено электрическое поле жилы, не позволяя ему воздействовать на внешние элементы.
• Поясная изоляция. Наносится поверх скрученных изолированных жил. Обычно представляет собой ленты из термопластичного полиэтилена или аналогичных материалов.
• Экран (электромагнитный). Выполнен в виде оплетки из медных проволок или наложенной медной ленты. В маркировке обозначается литерой «Э». Этот экран служит для защиты от внешних электромагнитных помех, обеспечения симметрии электрического поля, а также выполняет функцию нулевой жилы (при необходимости) и пути для тока короткого замыкания. Для кабеля 4х35 экран также может быть выполнен в виде отдельной медной жилы уменьшенного сечения.
• Разделительный слой. Битумная лента или крепированная бумага, наложенная под броню для предотвращения повреждения внутренних элементов острыми кромками стальных лент и обеспечения коррозионной защиты.
• Броня. Две стальные оцинкованные ленты (литера «Б»), наложенные с перекрытием. Обеспечивает механическую защиту от сдавливания, растяжения, грызунов, случайных повреждений при прокладке и эксплуатации.
• Защитный шланг. Выполнен из поливинилхлоридного пластиката (Шв). Защищает броню от коррозии, выполняет функцию внешней оболочки, стойкой к атмосферным воздействиям, влаге, агрессивным средам (в умеренной степени).

Основные технические характеристики и параметры

Кабель ПвЭБШв 4х35 регламентируется техническими условиями ТУ 16.К71-335-2004 (или более новыми аналогами) и соответствует требованиям ГОСТ 31996-2012 для кабелей на напряжение до 6/10 кВ.

Таблица 1. Сводные технические параметры кабеля ПвЭБШв 4х35

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	6/10 кВ (максимальное 12 кВ)
Количество и сечение основных жил	4 жилы, 35 мм² каждая
Материал жилы	Медь
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (СПЭ)
Материал оболочки	Поливинилхлоридный пластикат (ПВХ)
Температура эксплуатации	От -50°C до +50°C
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C
Допустимая температура при КЗ (до 4 сек)	+250°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 15 наружных диаметров кабеля
Строительная длина	Не менее 250 м (может варьироваться по согласованию)
Срок службы	Не менее 30 лет

Таблица 2. Электрические и нагрузочные характеристики (ориентировочные, для условий прокладки в земле)

Параметр	Значение
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0.524 Ом/км
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл) при прокладке в земле (+25°C, тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт)	Около 160-170 А
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл) при прокладке в воздухе (+25°C)	Около 150-160 А
Емкость жилы на длину 1 км	Приблизительно 0.3-0.4 мкФ/км
Индуктивное сопротивление	Приблизительно 0.1 Ом/км
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после прокладки	15 кВ (в течение 10 мин.)

Область применения и способы прокладки

Кабель ПвЭБШв 4х35 предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:

• Магистральные линии в сетях 6 кВ городского и промышленного распределения.
• Питание мощных потребителей: трансформаторных подстанций, насосных станций, компрессорных установок, производственных цехов.
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах), где наличие брони и нераспространяющего горение исполнения оболочки является обязательным требованием.
• Прокладка в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, включая трассы с риском механических повреждений (например, в местах возможных раскопок).
• Участки с повышенными требованиями к надежности, где необходима защита от внешних воздействий.

Способы прокладки: Прокладка осуществляется без ограничения разности уровней по трассе. При прокладке в земле (траншее) необходимо использовать песчаную подушку и защиту сверху кирпичом или сигнальной лентой. В кабельных сооружениях кабель крепится на лотках или кронштейнах с соблюдением допустимого радиуса изгиба. Прокладка в воздухе возможна, но, как правило, менее экономична по сравнению с кабелями без брони, если нет риска механических повреждений.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами (например, ВБШв, ПвБШв)

Сравнение с кабелями в бумажно-масляной изоляции (например, ВБШв) и с СПЭ-изоляцией в другой оболочке:

• Преимущества перед ВБШв:
  • Отсутствие масла и пропиточного состава, что исключает риск утечек и упрощает монтаж (нет ограничений по разности уровней).
  • Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70-80°C), что позволяет пропускать больший ток при том же сечении.
  • Меньший вес и наружный диаметр, что облегчает транспортировку и прокладку.
  • Более простой монтаж муфт и концевых заделок.
  • Высокая стойкость к термическим перегрузкам и коротким замыканиям.
• Преимущества перед ПвБШв (без экрана): Наличие экрана (литера «Э») делает кабель ПвЭБШв пригодным для работы в сетях напряжением 6 кВ и выше, обеспечивая симметрию электрического поля и безопасность.
• Недостатки:
  • Более высокая стоимость по сравнению с кабелями в ПВХ-изоляции на низкое напряжение.
  • Требовательность к качеству монтажа концевых заделок и соединительных муфт – необходима тщательная зачистка и изоляция для исключения частичных разрядов.
  • Чувствительность изоляции СПЭ к длительному воздействию солнечного ультрафиолета, что полностью нивелируется наличием защитного шланга Шв.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабеля ПвЭБШв 4х35 должен производиться при температуре не ниже -15°C. При более низких температурах требуется предварительный прогрев. При прокладке необходимо строго контролировать минимальный радиус изгиба. Для кабелей с броней из стальных лент он составляет не менее 15 внешних диаметров кабеля. При затяжке в трубы или узкие каналы необходимо использовать кабельную смазку для снижения трения.

Особое внимание уделяется монтажу концевых и соединительных муфт. Для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 6/10 кВ применяются специальные термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты. Критически важным этапом является подготовка полупроводящих экранов – их снятие должно быть точным и аккуратным, кромка должна быть ровной. Обязательна фазировка кабеля после прокладки. После монтажа кабель подвергается высоковольтным испытаниям повышенным напряжением постоянного или выпрямленного тока согласно ПУЭ.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель ПвЭБШв от ПвБШв?

Буква «Э» в маркировке ПвЭБШв указывает на наличие экрана из медных проволок или ленты поверх изолированных жил. Кабель ПвБШв не имеет такого экрана и, как правило, применяется на напряжение до 1 кВ. ПвЭБШв 4х35 предназначен для сетей 6/10 кВ, где экран является обязательным элементом для обеспечения равномерного распределения электрического поля и безопасности.

Можно ли прокладывать кабель ПвЭБШв 4х35 в воде?

Нет, прокладка в воде (реки, озера) не предусмотрена стандартной конструкцией. Для прокладки в воде необходимы специальные исполнения кабеля с герметизированной оболочкой (например, из полиэтилена) и гидрофобными заполнителями, обозначаемые литерой «Г» (например, ПвЭБГ). Шланг Шв из ПВХ не обеспечивает долговременную герметизацию под давлением воды.

Какой токовый нагрузки можно ожидать для этого кабеля?

Для кабеля ПвЭБШв 4х35 допустимый длительный ток нагрузки составляет примерно 160-170 А при прокладке в земле (при стандартных условиях: температура грунта +25°C, тепловое сопротивление 1.0 К·м/Вт) и около 150-160 А при прокладке в воздухе (+25°C). Точные значения необходимо брать из расчетных таблиц ПУЭ (Глава 1.3) или технической документации производителя, учитывая поправочные коэффициенты на группировку, температуру среды и метод прокладки.

Что означает «сшитый полиэтилен» и в чем его преимущества?

Сшитый полиэтилен (СПЭ, XLPE) – это полимер, молекулы которого соединены поперечными связями («сшиты») в процессе производства. Это резко повышает его термостойкость: рабочая температура увеличивается с +70°C (для ПВХ) до +90°C, стойкость к деформациям при нагреве и перегрузках. Материал не плавится и не течет, а при чрезмерном нагреве обугливается, сохраняя диэлектрические свойства. Это обеспечивает высокую надежность и пожаробезопасность.

Требуется ли дополнительная защита при прокладке в земле?

Брони и шланга Шв достаточно для защиты от механических воздействий и коррозии в грунтах с низкой и средней агрессивностью. Однако согласно ПУЭ, при прокладке в траншее рекомендуется защита сверху на 200 мм кирпичом или асбоцементными плитами в местах, где возможны раскопки. Обязательно использование сигнальной ленты с надписью «Осторожно кабель!» на глубине 0.3-0.5 м от поверхности.

Как маркируются жилы кабеля ПвЭБШв 4х35?

Жилы имеют цифровую или цветовую маркировку согласно ГОСТ 31996-2012. Для четырехжильного кабеля традиционно применяется маркировка: три жилы – коричневый, черный, серый цвета (или цифры 1, 2, 3), нулевая жила – синий цвет (или цифра 0). Экран (если выполнен в виде жилы) маркируется голубым цветом. Однако конкретная схема маркировки должна быть уточнена в паспорте на кабель.

Каков срок службы этого кабеля?

Гарантийный срок эксплуатации, устанавливаемый производителями, обычно составляет 5 лет. Однако расчетный срок службы при соблюдении условий прокладки, эксплуатации и нагрузок составляет не менее 30 лет. Для изоляции из сшитого полиэтилена этот срок может достигать 40-50 лет.