Кабель ПвзБбШп 3х95: полное техническое описание и сфера применения

Кабель ПвзБбШп 3х95 представляет собой силовой кабель с медными токопроводящими жилами, изоляцией и оболочкой из сшитого полиэтилена (СПЭ), бронированный стальными лентами, с защитным покровом в виде шланга из полиэтилена. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 35 кВ частотой 50 Гц. Конкретное номинальное напряжение указывается в маркировке на барабане и в документации. Конструкция кабеля обеспечивает высокую надежность при эксплуатации в сложных условиях, включая прокладку в земле (траншеях), в агрессивных средах, а также в условиях высокой влажности.

Расшифровка маркировки ПвзБбШп 3х95

• П – изоляция жил из сшитого полиэтилена (Cross-linked Polyethylene, XLPE).
• вз – изоляция жил выполнена по технологии вулканизации в среде инертного газа, что обеспечивает высокую чистоту и однородность диэлектрического слоя, отсутствие микроскопических пор и включений.
• Б – наличие брони, выполненной из двух стальных оцинкованных лент.
• б – без подушки под броней (отсутствие слоя битума и/или крепированной бумаги, что характерно для современных кабелей с полимерными защитными покровами).
• Шп – защитный шланг (внешний покров) из полиэтилена.
• 3х95 – три основные токопроводящие жилы сечением 95 мм² каждая. Жилы могут быть как однопроволочными (для сечений до 50 мм²), так и многопроволочными. Для сечения 95 мм² жилы, как правило, многопроволочные (класс 2 по ГОСТ 22483).

Конструкция кабеля

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

1. Токопроводящая жила

Жила из медных проволок, круглая, компактированная или нет, соответствующая классу 2 (многопроволочная) по ГОСТ 22483. Медь обеспечивает высокую электропроводность, механическую прочность и стойкость к многократным изгибам. Сечение 95 мм² определяет номинальный длительно допустимый ток нагрузки.

2. Экран на жиле (полупроводящей экран)

Поверх жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его основная функция – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений на границе раздела жила/изоляция и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают изоляцию.

3. Изоляция жилы

Основной диэлектрический слой из сшитого полиэтилена (XLPE), нанесенный методом экструзии с последующей вулканизацией в среде инертного газа (технология «вз»). Толщина изоляции строго нормирована и зависит от номинального напряжения кабеля (например, для 10 кВ – 3,0 мм). Сшитый полиэтилен обладает превосходными диэлектрическими характеристиками, высокой рабочей температурой (до +90°C в длительном режиме), стойкостью к тепловым ударам и старению.

4. Экран на изоляции (полупроводящей экран)

Второй экструдированный слой из полупроводящего СПЭ, накладываемый поверх изоляции. Замыкает радиальное электрическое поле в пределах изоляции. Вместе с экраном на жиле образует коаксиальную систему, концентрирующую электрическое поле внутри изоляционного слоя.

5. Поясная изоляция

Выполняется в виде обмотки из электропроводящей бумаги или ленты из полупроводящего материала. Обеспечивает контакт между экранами жил и общим экраном кабеля, выравнивая потенциалы.

6. Медный экран (заземляющий)

Выполняется в виде оплетки из медных проволок или в виде медной ленты, наложенной продольно или спирально. Сечение экрана нормируется (обычно не менее 16 мм² для кабелей на 6-10 кВ). Основные функции: защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, использование в качестве защитного проводника для токов короткого замыкания и токов утечки.

7. Разделительный слой

Обмотка из полиэтилентерефталатной (ПЭТ) или подобной ленты, предотвращающая повреждение медного экрана стальной броней.

8. Броня

Две стальные оцинкованные ленты, наложенные повивно с зазором так, чтобы верхняя лента перекрывала зазор нижней. Толщина лент нормирована. Назначение – защита кабеля от механических повреждений (удары, сдавливание, растяжение), от грызунов.

9. Защитный шланг (покров) Шп

Наружная оболочка из полиэтилена, наложенная поверх брони методом экструзии. Защищает броню от коррозии, обеспечивает высокую стойкость к влаге, агрессивным химическим веществам (кислоты, щелочи, соли), грибкам и плесени. Полиэтиленовый шланг не поддерживает горение, что позволяет прокладывать кабель в пожароопасных помещениях.

Основные технические характеристики

Электрические параметры (для напряжения 10 кВ)

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 8,7/10 (12) кВ, где U₀ – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное напряжение, U_m – максимальное длительно допустимое.
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 25 кВ в течение 10 минут после прокладки.
• Испытательное постоянное напряжение: 40 кВ в течение 15 минут на заводе-изготовителе.
• Максимальная допустимая рабочая температура жилы: +90°C в длительном режиме.
• Допустимая температура при коротком замыкании: +250°C (продолжительность до 5 сек).
• Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.
• Температурный диапазон эксплуатации: от -50°C до +50°C.
• Строительная длина: не менее 250 метров для сечений 70-120 мм².
• Срок службы: не менее 30 лет.

Таблица 1. Длительно допустимые токи нагрузки для кабеля ПвзБбШп 3х95 при прокладке в земле и воздухе

Условия: температура земли +15°C, температура воздуха +25°C, удельное тепловое сопротивление грунта 1.2 К·м/Вт, глубина прокладки 0.7 м.

Способ прокладки	Длительно допустимый ток, А	Примечание
В земле (траншее)	300	Одна кабельная линия, расстояние между кабелями 100 мм
В воздухе (на конструкциях, в туннеле)	275	Температура окружающего воздуха +25°C
В воздухе (на конструкциях, в туннеле)	240	Температура окружающего воздуха +40°C

Таблица 2. Активное и индуктивное сопротивление жил (при +90°C)

Параметр	Значение	Единица измерения
Активное сопротивление постоянному току (R0)	0.193	Ом/км
Индуктивное сопротивление (X0)	0.11	Ом/км
Емкостная проводимость (B0)	95 x 10-6	См/км

Области применения кабеля ПвзБбШп 3х95

Кабель предназначен для стационарной прокладки в электрических сетях на напряжение до 35 кВ. Основные сферы применения:

• Магистральные линии распределительных сетей 6-35 кВ: питание районных подстанций, распределительных пунктов (РП), центров питания (ЦП) в городах и промышленных зонах.
• Питание мощных промышленных потребителей: заводские цеха, насосные и компрессорные станции, горнодобывающие предприятия.
• Прокладка в земле (траншеях): благодаря броне и полиэтиленовому шлангу, кабель устойчив к коррозии, механическим нагрузкам от давления грунта и случайным повреждениям при земляных работах.
• Прокладка в кабельных туннелях, коллекторах, эстакадах и по стенам зданий: негорючая оболочка Шп позволяет использовать кабель в таких сооружениях.
• Участки с повышенной влажностью и агрессивной средой: болотистая местность, побережья, химические производства.
• Объекты, где требуется высокая надежность и пожарная безопасность: атомные и тепловые электростанции, метрополитен, аэропорты, нефтеперерабатывающие заводы.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества перед кабелем с бумажно-масляной изоляцией (например, СБ 3х95):

• Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70°C), что позволяет пропускать больший ток при том же сечении.
• Отсутствие риска течи пропиточного состава, возможность прокладки на вертикальных и наклонных трассах без ограничений.
• Меньший вес и внешний диаметр.
• Более простой и чистый монтаж (не требуется герметизация концов, контроль уровня масла).
• Высокая стойкость к термическим перегрузкам и коротким замыканиям.

Преимущества перед кабелем с ПВХ изоляцией (например, ВБШв):

• Более высокие диэлектрические характеристики, работа на более высокие напряжения (до 35 кВ).
• Лучшие температурные показатели: ПВХ изоляция размягчается при +65…+70°C.
• Меньшие диэлектрические потери.
• Больший срок службы.

Недостатки:

• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями на низкое напряжение или с ПВХ изоляцией.
• Требовательность к качеству монтажа концевых и соединительных муфт: необходима тщательная зачистка и изоляция, использование специального инструмента и материалов для СПЭ-кабелей.
• Чувствительность к точечным механическим повреждениям изоляции при монтаже (задиры, надрезы), которые могут стать очагами частичных разрядов.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабеля ПвзБбШп должен производиться в соответствии с ПУЭ (Правила устройства электроустановок), СНиП и инструкциями завода-изготовителя.

• Прокладка в земле: Глубина траншеи – не менее 0,7 м от планировочной отметки. На дне – песчаная подушка толщиной 100 мм. После укладки кабеля – засыпка песком (слой над кабелем 100 мм) и укладка сигнальной ленты. Засыпка грунтом. Радиус изгиба при прокладке – не менее 15 наружных диаметров кабеля.
• Прокладка в воздухе: Крепление на тросах, лотках, конструкциях с помощью специальных хомутов, не повреждающих оболочку. Учет теплового расширения при длинных пролетах.
• Соединение и ответвление: Выполняются только с помощью специальных соединительных и ответвительных муфт, предназначенных для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Требуется абсолютная чистота в зоне монтажа.
• Заделка концов: Установка концевых муфт (КНТп, ПСТп) или термоусаживаемых перчаток. Обязательное заземление медного экрана и брони.
• Испытания после монтажа: Обязательное проведение высоковольтных испытаний постоянным напряжением (например, 4U₀ в течение 15 мин для кабелей 10 кВ) и измерение сопротивления изоляции мегаомметром на 2500 В.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель ПвзБбШп от ПвБбШп?

Буква «з» в маркировке ПвзБбШп указывает на технологию вулканизации изоляции в среде инертного газа (азота). Это обеспечивает более высокое качество изоляции, отсутствие микродефектов (пор) по сравнению с кабелем ПвБбШп, где вулканизация может происходить в паровой среде. Кабель ПвзБбШп считается более надежным, особенно для сетей высших классов напряжения (20-35 кВ).

Можно ли прокладывать кабель ПвзБбШп 3х95 в воде?

Конструктивно кабель имеет герметичную полиэтиленовую оболочку (Шп) и броню, что обеспечивает стойкость к длительному воздействию влаги. Однако для постоянной прокладки в водоемах, реках, морских акваториях предназначены специальные кабели с усиленной свинцовой или алюминиевой герметизирующей оболочкой (например, ПвПуг). Прокладка ПвзБбШп по дну водоемов возможна, но требует дополнительных защитных мероприятий (укладка в трубы, защитные футляры) и обоснования в проекте. Стандартная область применения – прокладка в земле (грунтовых водах) и коллекторах с возможным подтоплением.

Как правильно выбрать сечение 95 мм²? На какой ток он рассчитан?

Выбор сечения 95 мм² производится на основе расчета по допустимому току нагрузки (см. Таблицу 1), по потере напряжения и по термической стойкости к токам короткого замыкания. Для кабеля 3х95 на 10 кВ, проложенного в земле, длительно допустимый ток составляет примерно 300 А. Это соответствует передаваемой мощности около 9 МВт (для трехфазной сети: P = √3·U·I·cosφ, где cosφ принимается ~0.95). Необходимо также проверить, чтобы сечение обеспечивало стойкость к току короткого замыкания за время его отключения защитой.

Нужно ли заземлять броню и экран кабеля ПвзБбШп?

Да, это обязательное требование ПУЭ. Медный экран и стальная броня должны быть надежно заземлены с обеих сторон кабельной линии. Это делается для обеспечения безопасности персонала (снятие напряжения с брони при повреждении основной изоляции), для нормальной работы защитных устройств (релейной защиты от замыканий на землю), а также для устранения электромагнитных помех. В концевых муфтах для этого предусмотрены специальные лепестки или выводы.

Что означает цветовая маркировка жил?

Согласно ГОСТ, изолированные жилы силовых кабелей на напряжение выше 1 кВ могут иметь отличительную расцветку либо нанесение цифровой маркировки. Чаще всего используется сплошная окраска изоляции жил в коричневый, синий и красный цвета или нанесение продольных полос соответствующего цвета на однотонную (обычно светло-серую) изоляцию. Это облегчает фазировку при монтаже и обслуживании. Фазировка должна быть проверена и документально зафиксирована перед включением линии.

Какой срок службы у данного кабеля и от чего он зависит?

Заявленный производителем срок службы кабеля ПвзБбШп составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации зависит от условий прокладки, соблюдения режимов нагрузки (перегрузки сокращают срок службы), качества монтажа (особенно муфт), коррозионной активности грунта, вибрационных и механических воздействий. Критически важным является недопущение длительных перегрузок, приводящих к тепловому старению изоляции, и своевременное обнаружение повреждений с помощью систем мониторинга (например, контроля частичных разрядов).

Каковы альтернативы кабелю ПвзБбШп 3х95?

Альтернативы выбираются исходя из конкретных условий проекта:

• АПвБбШп 3х95 – с алюминиевыми жилами. Дешевле, легче, но имеет большее активное сопротивление и меньшую стойкость к механическим растягивающим усилиям.
• ПвПг 3х95 – броня из круглых оцинкованных стальных проволок. Применяется на участках с повышенными растягивающими нагрузками (вертикальные шахты, мосты).
• ПвВнг(А)-LS 3х95 – кабель с изоляцией из СПЭ, но без брони, с оболочкой из пониженной горючести с низким дымовыделением. Для прокладки в пожароопасных помещениях, кабельных этажах, где не требуется защита от механических повреждений.
• Кабели с изоляцией EPR (этилен-пропиленовый каучук) – обладают повышенной гибкостью и стойкостью к многократным изгибам, но, как правило, дороже и имеют большие диэлектрические потери.