Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвВГ-ХЛ на напряжение 1 кВ сечением 150 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель ПвВГ-ХЛ 1 кВ 150 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях на напряжение до 1000 В частоты 50 Гц. Данный тип кабеля является модификацией широко распространенного кабеля ПвВГ, адаптированной для эксплуатации в условиях холодного климата (ХЛ). Сечение 150 мм² относится к категории крупных сечений, используемых для передачи значительных токовых нагрузок в магистральных линиях, на промышленных предприятиях и объектах инфраструктуры.

Расшифровка маркировки ПвВГ-ХЛ

• П – изоляция жил из сшитого полиэтилена (ПВХ в маркировке отсутствует, что указывает на иной класс материала).
• в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
• В – обозначение, исторически указывающее на виниловую изоляцию, в данном контексте закреплено за типом кабеля.
• Г – отсутствие защитных покровов («голый»).
• ХЛ – исполнение для холодного климата. Оболочка и, как правило, изоляция выполнены из пластикатов пониженной горючести, сохраняющих эластичность при отрицательных температурах до -60°С.
• 1 кВ – номинальное напряжение 1000 Вольт.
• 150 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля ПвВГ-ХЛ 1 кВ 150 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый элемент выполняет строго определенную функцию, обеспечивая надежность и долговечность.

1. Токопроводящая жила

Жила сечением 150 мм² выполняется, как правило, из медной проволоки (материал – медь марки М1 по ГОСТ 859-2001). Для данного сечения применяется уплотненная конструкция: жила многопроволочная, состоящая из множества проволок, скрученных по определенному правилу. Это обеспечивает необходимую гибкость и механическую стойкость. По требованию заказчика жила может быть выполнена круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма жил позволяет уменьшить общий диаметр кабеля и более эффективно использовать пространство в кабельных линиях.

2. Изоляция жилы

Изоляция выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивки (образования поперечных связей между молекулами полимера) придает материалу повышенные термические и механические характеристики по сравнению с термопластичным полиэтиленом или ПВХ. Толщина изоляции нормируется ГОСТом или ТУ. Цветовая маркировка изоляции жил соответствует стандарту: для трехжильных кабелей – желто-зеленая (земля), синяя (нейтраль), коричневая (фаза) или сплошная окраска с цифровой или цветовой маркировкой.

3. Скрутка

Изолированные жилы скручиваются в сердечник с определенным шагом скрутки. Между жилами могут заполняться промежутки невулканизированной резиновой лентой или другим экструдированным заполнением для придания кабелю круглой формы и дополнительной стабильности конструкции.

4. Поясная изоляция

Поверх скрученных жил может накладываться поясная изоляция в виде обмотки из полимерной пленки или экструдированного слоя, которая фиксирует конструкцию сердечника.

5. Оболочка

Внешняя оболочка изготавливается из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести для холодного климата. Этот материал обладает стойкостью к ультрафиолетовому излучению, агрессивным средам (маслам, кислотам, щелочам), а главное – сохраняет гибкость при экстремально низких температурах (до -60°С). Толщина оболочки также строго нормирована в зависимости от диаметра кабеля под ней. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики и параметры

Электрические параметры

Для кабеля ПвВГ-ХЛ 1 кВ 150 мм² ключевыми электрическими параметрами являются:

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 0.66/1 кВ (1.2 кВ). Где U₀ – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное напряжение.
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 3.5 кВ в течение 5 минут.
• Максимально допустимая рабочая температура жилы: +90°С (в аварийном режиме до +130°С, при коротком замыкании до +250°С, время ограничено).
• Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°С (благодаря исполнению ХЛ).
• Температура эксплуатации: от -60°С до +50°С.
• Сопротивление изоляции: не менее 10 МОм·км при температуре +20°С.
• Допустимый длительный ток нагрузки (I_дл.доп.). Зависит от условий прокладки. Пример для однокабельной прокладки в воздухе при температуре воздуха +25°C:
  

  Количество и сечение жил	Допустимый длительный ток, А (при прокладке в воздухе)
  3х150 мм²	335
  4х150 мм² (с нейтралью)	310
  5х150 мм²	295

  Примечание: При прокладке в земле (в траншее) значения тока могут отличаться. Точные значения определяются по ПУЭ 7-го издания, глава 1.3, с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру земли, количество кабелей в траншее, теплопроводность грунта).

Механические и климатические характеристики

• Радиус изгиба: Не менее 10 наружных диаметров кабеля при прокладке. Для многопроволочных жил сечением 150 мм² это критичный параметр, требующий внимания при монтаже трасс.
• Стойкость к распространению горения: Кабели исполнения ХЛ, как правило, соответствуют категории «не распространяющие горение при одиночной прокладке» (ГОСТ Р МЭК 60332-1-2). При групповой прокладке требуется применение дополнительных мер огнезащиты (прокладка в лотках с индексом ПРГА, использование огнезащитных покрытий).
• Стойкость оболочки к УФ-излучению: Повышенная, что допускает прокладку на открытом воздухе без дополнительной защиты от солнечного света, хотя длительная прямная инсоляция не рекомендуется.
• Герметичность: Кабель не является герметизированным и не предназначен для прокладки в воде без дополнительной защиты.

Область применения и особенности монтажа

Кабель ПвВГ-ХЛ 1 кВ 150 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Благодаря климатическому исполнению ХЛ он нашел широкое применение в следующих условиях и объектах:

• Промышленные предприятия в регионах с холодным и умеренным климатом (цеха, распределительные устройства, питание мощного оборудования).
• Кабельные линии в северных районах, включая районы Крайнего Севера и приравненные к ним местности.
• Объекты инфраструктуры: аэропорты, железнодорожные вокзалы, метрополитен, шахты (в невзрывоопасных зонах).
• Распределительные сети 0.4 кВ (воздушные линии с подвеской на тросах, в кабельных каналах, туннелях, коллекторах).
• Прокладка в сырых и влажных помещениях, а также в помещениях с химически активной средой.

Особенности монтажа:

• Прокладка при температуре ниже -15°С требует предварительного прогрева кабеля в отапливаемом помещении или с помощью специальных трансформаторов прогрева. Несоблюдение этого правила приводит к растрескиванию изоляции и оболочки при изгибах.
• При прокладке в земле (траншее) необходимо обеспечить песчаную подушку, защиту от механических повреждений (кирпичом, сигнальной лентой, бетонными плитами). Глубина прокладки – не менее 0.7 м до верха кабеля.
• При подвеске на тросе необходимо использовать диэлектрические подвесы, исключающие механические перегрузки и перетирание оболочки.
• Концевые заделки должны выполняться с использованием специализированных кабельных муфт (концевых заделок), рассчитанных на работу с изоляцией из сшитого полиэтилена.

Сравнение с аналогами и выбор

Кабель ПвВГ-ХЛ часто сравнивают с другими марками кабелей на 1 кВ:

• ПвВГ-ХЛ vs АВВГ: Кабель АВВГ имеет алюминиевые жилы и изоляцию из ПВХ пластиката. Он дешевле, но имеет больший диаметр при том же сечении, меньшую допустимую температуру эксплуатации (+70°С), большие потери и не предназначен для холодного климата. Медь в ПвВГ-ХЛ обеспечивает большую надежность и долговечность контактных соединений.
• ПвВГ-ХЛ vs ВВГ: Классический ВВГ имеет изоляцию и оболочку из обычного ПВХ, который дубеет на морозе. Исполнение ХЛ критически важно для монтажа и эксплуатации при низких температурах.
• ПвВГ-ХЛ vs ПвБбШв: Кабель ПвБбШв имеет броню из стальных оцинкованных лент и защитный шланг из ПВХ. Он применяется при необходимости повышенной защиты от механических повреждений (прямое закапывание в грунт с камнями, риск повреждения грызунами). ПвВГ-ХЛ в таких условиях требует прокладки в трубах или защитных коробах.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос 1: В чем принципиальное отличие изоляции из сшитого полиэтилена (Пв) от обычного ПВХ (В) в кабелях на 1 кВ?

Сшитый полиэтилен (XLPE) обладает значительно более высокими термическими характеристиками: максимальная рабочая температура +90°C против +70°C у ПВХ. Это позволяет пропускать через кабель больше тока (выше нагрузочная способность) или увеличивает срок службы при той же нагрузке. XLPE имеет лучшие диэлектрические свойства, меньшие диэлектрические потери, более высокую стойкость к тепловым ударам и растрескиванию. Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена считается более современным и надежным решением.

Вопрос 2: Можно ли прокладывать кабель ПвВГ-ХЛ 150 мм² непосредственно в земле (траншее)?

Да, можно, но с оговорками. Кабель не имеет брони, поэтому при прокладке в траншее необходимо обеспечить защиту от механических повреждений на всем протяжении. Это достигается устройством песчаной подушки и засыпки, а также укладкой сверху сигнальной ленты и защитных плит или кирпича. В каменистых грунтах или при высоком риске повреждения рекомендуется прокладка в асбоцементных, пластиковых или стальных трубах. Предпочтительнее для прямого заглубления использовать бронированные марки, например, ПвБбШв.

Вопрос 3: Как определить необходимое сечение 150 мм² для конкретного объекта? Каков алгоритм выбора?

Выбор сечения производится на основе расчета по трем основным критериям:

1. По допустимому длительному току нагрузки (нагреву): Расчетный максимальный ток в линии должен быть меньше или равен допустимому току для кабеля при конкретных условиях прокладки (в воздухе, в земле, количество рядом проложенных кабелей, температура окружающей среды). Для сечения 150 мм² это примерно 335 А для трехжильного кабеля в воздухе.
2. По потере напряжения: Падение напряжения на конце линии не должно превышать нормированных значений (например, 5% для силовых нагрузок). Для кабелей большой длины сечение часто выбирается именно по этому критерию.
3. По термической стойкости к токам короткого замыкания (ТКЗ): Сечение должно быть достаточным, чтобы выдержать нагрев при протекании тока КЗ за время его отключения защитой, без повреждения изоляции.

Окончательный выбор сечения, особенно для ответственных объектов, должен выполнять проектировщик на основе ПУЭ и других нормативных документов.

Вопрос 4: Допускается ли соединение жил кабеля 150 мм² методом скрутки с последующей пайкой или сваркой?

Нет. Для соединения и ответвления жил кабелей сечением от 16 мм² и выше ПУЭ (пункт 2.1.21) предписывает использовать только опрессовку, сварку или пайку, причем скрутка жил перед этими операциями не является допустимым окончательным соединением. Для кабеля 150 мм² стандартной практикой является опрессовка с помощью специальных гильз (медных или биметаллических) и гидравлического пресса, либо сварка. Все соединения должны быть изолированы эквивалентно или лучше основной изоляции кабеля, как правило, с помощью термоусаживаемых или холодноусаживаемых муфт.

Вопрос 5: Каков ориентировочный срок службы кабеля ПвВГ-ХЛ?

Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, заявленный производителями и нормируемый стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может быть больше и зависит от условий работы: соблюдения температурных режимов, отсутствия перегрузок, корректности монтажа (особенно концевых заделок и соединений), агрессивности окружающей среды. Регулярный мониторинг состояния изоляции (например, измерение сопротивления изоляции, диагностика частичных разрядов) позволяет прогнозировать остаточный ресурс.

Заключение

Кабель ПвВГ-ХЛ 1 кВ 150 мм² является современным, надежным и специализированным решением для построения силовых сетей низкого напряжения в условиях холодного климата и на промышленных объектах. Его ключевые преимущества – использование изоляции из сшитого полиэтилена, обеспечивающей высокую нагрузочную способность и термическую стабильность, и морозостойкой оболочки, позволяющей проводить монтаж и эксплуатацию при температурах до -60°С. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля с учетом всех нормативных требований и рекомендаций гарантируют долговечную и бесперебойную работу энергетических систем.