Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвЭБШв 5-жильный: полный технический анализ и область применения

Кабель ПвЭБШв 5-жильный представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, бронированный стальными оцинкованными лентами, с медными жилами в поливинилхлоридной оболочке. Данный тип кабеля предназначен для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность при эксплуатации в сложных условиях, включая грунты с различной коррозионной активностью, в том числе с наличием блуждающих токов, а также в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах) и производственных помещениях.

Расшифровка маркировки ПвЭБШв

• П – Изоляция жил из сшитого полиэтилена (полиэтилена, подвергнутого процессу поперечной сшивки молекул).
• в – Оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• Э – Наличие экрана по жилам (из полупроводящего сшитого полиэтилена или токопроводящих лент) и общего экрана (в виде медной ленты или проволок).
• Б – Броня из двух стальных оцинкованных лент.
• Шв – Защитный шланг (внешняя оболочка) из выпрессованного ПВХ пластиката поверх брони.
• 5-жильный – Кабель содержит пять токопроводящих жил: три основных фазных, нулевую и жилу защитного заземления (РЕ).

Конструкция кабеля ПвЭБШв 5х…

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.

1. Токопроводящая жила

Жилы изготавливаются из медной проволоки (материал – медь марки ММ или МФ). Для сечений до 35 мм² включительно жилы, как правило, однопроволочные (класс 1 по ГОСТ 22483). Для сечений от 50 мм² и выше – многопроволочные (класс 2 или 5). Медь обеспечивает высокую электропроводность, механическую прочность и стойкость к изгибам.

2. Экранирование жилы

Каждая токопроводящая жила окружена экраном. Он состоит из двух слоев:

• Внутренний полупроводящий слой (экран по изоляции жилы). Выполняется из полупроводящего сшитого полиэтилена или накладывается в виде полупроводящей ленты. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.
• Внешний токопроводящий слой. Представляет собой медную ленту или оплетку из медных проволок. Служит для отвода токов утечки и обеспечения симметрии электрического поля. Все экраны жил должны быть соединены между собой и заземлены.

3. Изоляция жилы

Основной изоляционный материал – сшитый полиэтилен (XLPE). Получается путем химической или радиационной сшивки молекул обычного полиэтилена, что придает материалу сетчатую структуру. Ключевые преимущества:

• Рабочая температура жилы: до +90°C в длительном режиме, до +130°C в режиме перегрузки, до +250°C при коротком замыкании (в течение не более 5 секунд).
• Высокие диэлектрические характеристики и стойкость к тепловому старению.
• Низкое влагопоглощение.
• Отличные механические свойства при повышенных температурах.

Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения кабеля.

4. Скрутка изолированных жил

Экранированные и изолированные жилы скручиваются вокруг сердечника (обычно из ПВХ-ленты или заполнителя) с заданным шагом. Нулевая жила (N) и жила заземления (PE) имеют, как правило, уменьшенное сечение по сравнению с фазными жилами (см. таблицу 1). Цветовая маркировка жил должна соответствовать ПУЭ: для фазных жил – белый, красный, синий (или коричневый, черный, серый), для нулевой – голубой, для защитной – желто-зеленый.

5. Общий поясной экран

Поверх скрученных жил накладывается общий экран в виде медной ленты или оплетки из медных проволок. Он выполняет функцию заземленного экрана для всего кабеля, защищает от внешних электромагнитных помех и обеспечивает безопасность при повреждении.

6. Поясная изоляция и заполнение

Представляет собой слой ПВХ- или полиэтилентерефталатной ленты, наложенной поверх общего экрана. Пространство между жилами заполняется жгутами из невулканизированной резиновой смеси или ПВХ-лентами для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.

7. Броня

Броневой покров выполнен из двух стальных оцинкованных лент, наложенных спирально с перекрытием. Толщина лент нормируется. Функции брони:

• Защита от механических повреждений (удары, сдавливание, растяжение) при прокладке и эксплуатации.
• Защита от грызунов.
• Компенсация электромагнитных усилий при коротких замыканиях.

8. Наружная оболочка (шланг)

Внешний слой из ПВХ пластиката марки Шв. Защищает броню от коррозии, выполняет функцию изоляции брони от земли и других металлических конструкций. Оболочка имеет стойкость к ультрафиолету, маслам, агрессивным средам и обладает нераспространяющей горение характеристикой.

Основные технические характеристики и параметры

Таблица 1. Соотношение сечений основных и нулевых/заземляющих жил (типовое)

Сечение основных жил, мм²	Сечение нулевой жилы (N), мм²	Сечение жилы заземления (PE), мм²
3х16+1х10+1х10	10	10
3х25+1х16+1х16	16	16
3х35+1х16+1х16	16	16
3х50+1х25+1х25	25	25
3х70+1х35+1х35	35	35
3х95+1х50+1х50	50	50
3х120+1х70+1х70	70	70
3х150+1х70+1х70	70	70
3х185+1х95+1х95	95	95

Таблица 2. Ключевые электрические и механические параметры (на примере кабеля на 10 кВ)

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	6/10; 8,7/15; 12/20
Испытательное переменное напряжение, кВ (частота 50 Гц, 10 мин.)	Для кабеля 10 кВ – 25 кВ
Максимально допустимая рабочая температура жилы	+90°C
Допустимая температура при коротком замыкании	+250°C (не более 5 с)
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15 наружных диаметров кабеля (для многопроволочных жил)
Температурный диапазон монтажа без предварительного подогрева	Не ниже -15°C
Срок службы	Не менее 30 лет
Сопротивление изоляции при +20°C	Не менее 100 МОм·км

Область применения и особенности прокладки

Кабель ПвЭБШв 5-жильный применяется для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы использования:

• Распределительные сети 6-20 кВ: Подземная прокладка от трансформаторных подстанций к вводно-распределительным устройствам промышленных предприятий, жилых микрорайонов, крупных коммерческих объектов.
• Питание мощных электроприемников: Обеспечение электроэнергией насосных станций, вентиляционных установок, компрессорных цехов, где требуется пятипроводная система (3 фазы, N, PE).
• Прокладка в грунтах: В земле (траншеях) с различной коррозионной активностью, включая грунты с блуждающими токами. Броня и оболочка Шв обеспечивают необходимую защиту.
• Прокладка в кабельных сооружениях: В туннелях, коллекторах, эстакадах, по стенам производственных помещений. При групповой прокладке необходимо учитывать коэффициент снижения тока нагрузки.
• Объекты с повышенными требованиями к пожарной безопасности: Оболочка из ПВХ пластиката пониженной горючести позволяет прокладывать кабель без дополнительных мероприятий по огнезащите в большинстве случаев.

Особенности монтажа: Перед прокладкой необходимо проверить целостность оболочки и изоляции. При прокладке в траншеях обязательна подсыпка и защита песчаной подушкой и кирпичом или сигнальной лентой. При проходе через стены и перекрытия используются гильзы. Концы кабеля перед подключением должны быть заделаны с помощью концевых муфт, обеспечивающих герметизацию и снятие электрического напряжения с экранов и брони. Броня кабеля подлежит обязательному заземлению с двух сторон.

Сравнение с аналогами (АВБбШв, ПвБШв)

• ПвЭБШв vs АВБбШв: Кабель АВБбШв имеет изоляцию из пропитанной бумаги и алюминиевые жилы. Он дешевле, но имеет серьезные ограничения: меньшая допустимая температура (+70°C), критичность к перепадам высот прокладки (стекание пропиточного состава), больший вес и диаметр, сложность монтажа в сырую погоду. ПвЭБШв лишен этих недостатков.
• ПвЭБШв vs ПвБШв: Кабель ПвБШв не имеет экрана по жилам (индекс «Э»). Это кабель на напряжение до 1 кВ. Таким образом, ПвЭБШв и ПвБШв – это принципиально разные кабели по классу напряжения. Путаница может привести к аварии.
• ПвЭБШв vs ПвПг: Кабель ПвПг имеет броню из круглых оцинкованных стальных проволок (индекс «К» или «П»). Он применяется для прокладки в условиях, где возможны значительные растягивающие усилия (например, на крутых склонах), в то время как ленточная броня (индекс «Б») в ПвЭБШв рассчитана в основном на защиту от сдавливания и ударов.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем ключевое преимущество изоляции из сшитого полиэтилена (XLPE) перед бумажно-пропитанной?

XLPE обеспечивает более высокую допустимую рабочую температуру (90°C против 70°C), что позволяет пропускать больший ток нагрузки при том же сечении. Он не боится увлажнения, не требует ограничений по перепадам высот при прокладке, обладает большей стойкостью к тепловому старению и имеет меньший вес и внешний диаметр.

2. Обязательно ли заземлять экраны и броню кабеля ПвЭБШв?

Да, это обязательное требование ПУЭ и условие безопасной эксплуатации. Заземление экранов необходимо для снятия потенциала, возникающего при нормальной работе и особенно при КЗ. Заземление брони (с двух концов) выполняется для электробезопасности персонала в случае касания брони и для отвода токов, наведенных при внешних электромагнитных воздействиях или КЗ в смежных цепях.

3. Можно ли прокладывать кабель ПвЭБШв открыто по фасаду здания?

Да, можно, так как наружная ПВХ оболочка Шв обладает стойкостью к ультрафиолетовому излучению. Однако необходимо обеспечить защиту от прямых механических воздействий (например, в металлическом лотке или коробе) и надежное крепление.

4. Какое сечение нулевой (N) и защитной (PE) жилы считается стандартным?

Согласно ГОСТ 31996-2012 и распространенной практике, для сечений фазных жил до 50 мм² включительно, сечение нулевой и защитной жилы принимается на одну ступень меньше (например, 3х35+1х16+1х16). Для сечений фазных жил 70 мм² и выше – на две ступени меньше (например, 3х120+1х70+1х70). Однако в проекте может быть указано иное соотношение, исходя из расчетов токов нулевой последовательности и токов КЗ.

5. Что означает маркировка «ож» в дополнение к кабелю ПвЭБШв?

Маркировка «ож» (например, ПвЭБШв-ож) указывает, что все жилы кабеля являются однопроволочными (одножильными). Это характерно для кабелей меньших сечений (обычно до 35-50 мм²). Отсутствие этой маркировки или наличие «мн» означает, что жилы многопроволочные.

6. Какой кабель выбрать для прокладки в земле: ПвЭБШв или АВБбШв?

Для новых проектов, особенно при наличии повышенных требований к надежности, долговечности и нагрузочной способности, безусловно, рекомендуется ПвЭБШв с медными жилами и изоляцией XLPE. Несмотря на более высокую первоначальную стоимость, его эксплуатационные преимущества и меньшие потери окупаются в течение жизненного цикла. АВБбШв может рассматриваться как бюджетный вариант для сетей без высоких требований, но с учетом всех его конструктивных ограничений.

Заключение

Кабель ПвЭБШв 5-жильный является современным, надежным и высокотехнологичным решением для строительства и модернизации распределительных сетей среднего напряжения (6-20 кВ) с пятипроводной системой. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, полного экранирования, стальной ленточной брони и защитной ПВХ оболочки, обеспечивает длительный срок службы в широком диапазоне условий эксплуатации – от прокладки в грунте до кабельных эстакад. Правильный выбор сечения, соблюдение правил монтажа, заземления и применения соответствующих кабельных арматуры (муфт) являются залогом бесперебойной и безопасной работы энергетического объекта на протяжении десятилетий.