Кабель ПвПбШв 1-х жильный: конструкция, параметры и область применения

Кабель ПвПбШв 1-х жильный представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для стационарной прокладки в земле (в траншеях) при условии отсутствия растягивающих усилий. Его маркировка расшифровывается следующим образом: П – изоляция жилы из полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, Пб – броня из стальных оцинкованных профилированных лент (в форме «продольной гофры»), Шв – защитный шланг из поливинилхлоридного пластиката. Цифра «1» указывает на количество токопроводящих жил. Данный кабель является ключевым элементом в сетях распределения электроэнергии среднего напряжения.

Конструктивные особенности кабеля ПвПбШв 1х

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговечность и надежность в тяжелых условиях эксплуатации.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия или меди (чаще алюминий, как более экономичный вариант для силовых линий). Жила может быть секторной или круглой формы, однопроволочной (сечением до 240 мм²) или многопроволочной (сечением 300 мм² и выше), что обеспечивает необходимую гибкость.
• Экран по жиле (полупроводящий экран): Наносится поверх токопроводящей жилы в виде слоя из сшитого полупроводящего полиэтилена или полупроводящей ленты. Выравнивает распределение электрического поля вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.
• Изоляция: Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул, обладает высокой нагревостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C), отличными диэлектрическими и механическими свойствами, стойкостью к трекингу.
• Экран по изоляции (полупроводящий экран): Аналогичен экрану по жиле. Вместе они концентрируют электрическое поле внутри изоляционного слоя.
• Поясная изоляция: Накладывается поверх экрана по изоляции. Представляет собой ленты из электропроводящего материала (например, медные или алюминиевые фольгированные ленты, иногда в сочетании с полупроводящими лентами). Обеспечивает равномерный контакт с металлической оболочкой или броней.
• Броня типа «Пб»: Выполнена из двух оцинкованных стальных лент, наложенных так, что верхняя перекрывает зазоры между витками нижней. Ключевая особенность – профилирование (гофрирование) лент. Это придает броне повышенную гибкость и стойкость к сдавливающим и изгибающим нагрузкам без значительного увеличения внешнего диаметра кабеля. Защищает от механических повреждений (например, при раскопках), от грызунов.
• Наружная оболочка (Шв): Изготовлена из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Выполняет функцию защиты брони от коррозии, а также всей конструкции кабеля от влаги, агрессивных сред (почв, солей). Имеет черный цвет для устойчивости к ультрафиолету, если кабель выходит на поверхность.

Технические характеристики и условия эксплуатации

Кабель ПвПбШв 1х жильный рассчитан на эксплуатацию в сетях переменного напряжения 6, 10, 20 и 35 кВ частотой 50 Гц. Его основные параметры регламентируются ГОСТ 18410-73 (аналогичными ТУ) и международными стандартами (МЭК 60502-2).

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	6/10, 8,7/15, 12/20, 21/35
Диапазон рабочих температур	От -50°C до +50°C (монтаж без предварительного подогрева до -15°C)
Допустимая температура жилы при длительной работе	+90°C
Максимальная температура при коротком замыкании	+250°C (продолжительность не более 5 сек)
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 15 наружных диаметров кабеля (для брони типа «Пб»)
Срок службы	Не менее 30 лет
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты	После изготовления: 3.5U0 в течение 5 мин. Для 10 кВ кабеля – 35 кВ.

Область применения и способы прокладки

Основное назначение кабеля ПвПбШв 1х – передача и распределение электрической энергии в стационарных установках. Благодаря броне и влагостойкой оболочке его преимущественно применяют для прокладки:

• В земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в том числе в болотистых местностях, при условии отсутствия значительных растягивающих нагрузок.
• В кабельных каналах, туннелях, коллекторах.
• По эстакадам и в галереях, где требуется защита от механических воздействий.
• В качестве вводов на территории промышленных предприятий, подстанций, генераторных установок.

Прокладка в земле требует подготовки траншеи с песчаной подушкой, укладки кабеля, засыпки слоем песка, укладки сигнальной ленты и последующей засыпки грунтом. Запрещена прокладка в земле, подверженной деформациям (просадки, оползни). При прокладке в воздухе (по конструкциям) необходимо учитывать УФ-стойкость оболочки и предусматривать дополнительные меры защиты при необходимости.

Сравнение с аналогами и выбор сечения

Кабель ПвПбШв 1х часто сравнивают с другими марками кабелей среднего напряжения:

• ПвПг (АПвПг): Броня из гладких стальных лент. Имеет больший радиус изгиба и несколько меньшую стойкость к переменным изгибам, но более прост в производстве.
• ПвВ (АПвВ): Без брони, с усиленной оболочкой. Применяется в кабельных сооружениях, где исключен риск механических повреждений.
• Кабели с бумажной пропитанной изоляцией (СБ, ЦСБ): Устаревшая технология. Кабель с XLPE (ПвПбШв) имеет большую пропускную способность, меньший вес, не требует сложных концевых муфт с вертикальной установкой и не имеет ограничений по перепаду высот.

Выбор сечения жилы осуществляется на основе расчета допустимой токовой нагрузки с учетом способа прокладки, температуры грунта, количества работающих кабелей в траншее и других поправочных коэффициентов. Для кабеля 10 кВ типовые сечения: 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240, 300, 400, 500 мм².

Примерные длительно-допустимые токовые нагрузки для кабеля ПвПбШв 1х 10 кВ, проложенного в земле (грунт с тепловым сопротивлением 1.2 К·м/Вт, температура грунта +25°C)

Сечение жилы, мм²	Медь, А	Алюминий, А
70	255	195
95	305	235
120	350	270
150	395	305
185	450	345
240	525	405

Монтаж, соединение и оконцевание

Монтаж кабеля требует соблюдения строгих правил. Перед прокладкой необходимо проверить целостность оболочки и изоляции (мегомметром на 2.5-5 кВ). Радиус изгиба не должен быть менее 15D. При подъеме кабеля на вертикальные участки броня должна быть закреплена специальыми бандажами для снятия механического напряжения.

Для создания электрической цепи используются кабельные муфты:

• Соединительные муфты: Для соединения двух отрезков кабеля. Включают в себя элементы для пофазного соединения жил, восстановления экранов, брони и оболочки. Для кабелей с изоляцией XLPE применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты.
• Концевые муфты (концевая заделка): Для подключения кабеля к оборудованию (ячейке КРУ, трансформатору). Обеспечивают плавный контроль электрического поля, вывод экрана на заземление и герметичный ввод. Существуют проходные и стопорные муфты для внутренней и наружной установки.

Качественный монтаж муфт является критически важным для надежности всей кабельной линии.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие ПвПбШв от ПвПг?

Основное отличие заключается в конструкции брони. У ПвПбШв броня из профилированных (гофрированных) стальных лент («Пб»), что обеспечивает большую гибкость и лучшее сопротивление переменным изгибающим нагрузкам. У ПвПг броня из гладких стальных лент («Пг»), что может приводить к большему радиусу изгиба и потенциальному отслоению при частых изгибах.

Можно ли прокладывать кабель ПвПбШв в воде?

Нет, прямое и длительное погружение в воду не допускается. Несмотря на герметичную конструкцию, оболочка из ПВХ (Шв) не предназначена для постоянного контакта под давлением с водой. Для прокладки в водных преградах существуют специальные кабели с алюминиевой или свинцовой герметизирующей оболочкой (например, ПвПу, ПвП).

Как правильно выбрать между медной и алюминиевой жилой?

Выбор основан на технико-экономическом расчете. Медный кабель имеет меньший диаметр при том же сечении, большую токовую нагрузку (примерно в 1.3 раза), лучшую стойкость к механическим изгибам и электромеханическим нагрузкам при КЗ, но стоимость его значительно выше. Алюминиевый кабель легче и дешевле, что делает его основным для магистральных линий среднего напряжения, где решающим фактором является экономика проекта.

Требуется ли дополнительная защита при прокладке в агрессивных грунтах?

Да, при прокладке в грунтах с высокой коррозионной активностью (заболоченные, засоленные, с наличием блуждающих токов) рекомендуется применять кабель с бронелентами, имеющими усиленное цинковое покрытие, либо предусматривать дополнительную внешнюю защиту в виде полиэтиленового шланга, коррозионно-стойких лент или прокладку в асбоцементных или пластиковых трубах.

Как осуществляется заземление экрана и брони?

Экран (металлическая оболочка, поясная изоляция) и броня должны быть заземлены с двух сторон кабельной линии для обеспечения безопасности и нормального режима работы сети. Это делается через концевые муфты, где экран выводится на специальный изолированный зажим и соединяется с контуром заземления. Броня заземляется отдельно с помощью бронезажима (бандажа) и заземляющего проводника. В некоторых схемах (например, при большой длине линии) может применяться одноточечное или交叉-заземление экранов для снижения токов циркуляции.

Каков порядок приемо-сдаточных испытаний кабельной линии после монтажа?

После монтажа и установки муфт линия подвергается комплексным испытаниям: измерение сопротивления изоляции мегомметром (2.5 кВ для кабелей до 10 кВ), испытание повышенным выпрямленным напряжением постоянного тока (например, 60 кВ для кабеля 10 кВ в течение 10 минут) или переменным напряжением очень низкой частоты (0.1 Гц). Также проверяется целостность и правильность фазировки жил, сопротивление заземления.