Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ВБШв-ХЛ 1 кВ 240 мм²: полный технический анализ
Кабель ВБШв-ХЛ на напряжение 1 кВ с сечением токопроводящей жилы 240 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для стационарной прокладки в условиях холодного климата. Его конструкция и материалы оптимизированы для надежной передачи и распределения электрической энергии в сетях на номинальное переменное напряжение 0,66/1 кВ частотой 50 Гц.
Расшифровка маркировки и область применения
Маркировка ВБШв-ХЛ расшифровывается следующим образом:
- В – Изоляция жил из вулканизированного (сшитого) полиэтилена.
- Б – Броня из двух стальных оцинкованных лент.
- Шв – Защитный шланг (оболочка) из поливинилхлоридного пластиката.
- ХЛ – Климатическое исполнение для холодного климата (рабочая температура до -60°С).
- 1 кВ – Номинальное напряжение.
- 240 мм² – Номинальное сечение основной токопроводящей жилы.
- 1. Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия или меди (марка указывается дополнительно, например, ВБШв-ХЛ-А). Для сечения 240 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы для компактности. Состоит из множества проволок (многопроволочная) класса 1 или 2 по гибкости.
- 2. Фазная изоляция: Наносится экструзией на каждую жилу. Материал – сшитый полиэтилен (XLPE). Обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допускает нагрев до 90°С в длительном режиме) и стойкостью к трекингу.
- 3. Поясная изоляция: Общий слой из того же XLPE или ПВХ, накладываемый поверх скрученных изолированных жил. Выравнивает электрическое поле и обеспечивает дополнительную механическую защиту.
- 4. Броневой покров: Состоит из двух стальных оцинкованных лент, наложенных спирально с перекрытием. Защищает кабель от механических повреждений (напр., при раскопках), от грызунов.
- 5. Наружная оболочка: Выполняется из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ) холодостойкого исполнения (ХЛ). Имеет темный цвет (обычно черный). Защищает броню от коррозии и обеспечивает стойкость к агрессивным средам, ультрафиолету.
- Траншейная прокладка: Глубина заложения – не менее 0,7 м от планировочной отметки. На дно траншеи укладывается песчаная или мягкая грунтовая подушка толщиной 100 мм. Кабель должен быть защищен от механических повреждений сверху кирпичом или сигнальной лентой. Расстояние между параллельно проложенными кабелями должно быть не менее 100 мм для обеспечения теплоотвода.
- Монтаж при низких температурах: Несмотря на исполнение ХЛ, монтаж без предварительного подогрева разрешен до -15°C. При более низких температурах кабель необходимо выдержать в теплом помещении или прогреть трансформатором или током.
- Соединение и оконцевание: Для соединения жил 240 мм² используются опрессовка (гильзы) или сварка. Места соединений изолируются термоусаживаемыми муфтами, обеспечивающими уровень защиты, сопоставимый с основным кабелем. Концевые заделки (концевики) устанавливаются в соответствии с типом оборудования (ячейка КРУ, шинный вывод).
- Испытания после монтажа: Обязательны измерения сопротивления изоляции мегаомметром на 2500 В и проведение испытания повышенным напряжением постоянного тока. Согласно ПУЭ, для кабелей на 1 кВ выпрямленное испытательное напряжение составляет 5 кВ, длительность приложения – 10 мин.
- ВБШв-ХЛ vs АВБШв: Кабель АВБШв имеет изоляцию из ПВХ (поливинилхлорида). Его ключевое отличие – более низкая допустимая температура жилы (+70°C). Это приводит к меньшей пропускной способности (Iдоп для 3х240 около 300 А). Кабель АВБШв дешевле, но для мощных линий или прокладки в условиях повышенных температур предпочтительнее ВБШв с его изоляцией из XLPE.
- ВБШв-ХЛ vs ПвБШв: По сути, это синоним. Буква «Пв» также обозначает изоляцию из сшитого полиэтилена. Разница может быть в деталях стандарта производителя, но технически это однотипные кабели.
- Выбор между алюминием и медью: Кабель с алюминиевыми жилами (ВБШв-ХЛ-А) значительно дешевле и легче. Кабель с медными жилами (часто маркируется просто ВБШв-ХЛ или с добавлением «-М») имеет меньшее электрическое сопротивление, более высокую стойкость к электродинамическим усилиям при КЗ и, как следствие, несколько больший Iдоп (для 3х240 Cu ~415 А в земле). Выбор обосновывается экономическим расчетом и условиями проекта.
- √t) / K, где S – сечение (мм²), Iкз – ток КЗ (кА), t – время отключения (с), K – коэффициент (94 для Al с изоляцией из XLPE до 250°C).
- По допустимому току нагрузки (Iдоп > Iрасч).
- По потере напряжения (ΔU%, обычно не более 5%).
- По термической стойкости к токам КЗ.
- По условиям прокладки (поправочные коэффициенты на количество кабелей в траншее, температуру грунта).
Кабель предназначен для прокладки в земле (траншеях), кабельных каналах, тоннелях, шахтах, в том числе в условиях повышенной влажности и наличия блуждающих токов. Исполнение ХЛ допускает его монтаж и эксплуатацию в северных регионах, где температура окружающей среды может опускаться ниже -40°С, без риска растрескивания изоляции и оболочки.
Конструкция кабеля ВБШв-ХЛ 1 кВ 240 мм²
Конструкция кабеля многослойна, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее на примере трехжильного кабеля с секторными жилами.
Основные технические и электрические характеристики
Таблица 1. Электрические параметры кабеля ВБШв-ХЛ 1 кВ 240 мм² (на примере алюминиевых жил)
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 0.66/1 | Между жилой и землей/между жилами |
| Максимально допустимая рабочая температура жилы | +90°C | В длительном режиме перегрузки |
| Допустимая температура при коротком замыкании | +250°C | Длительность не более 5 сек |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева | -15°C | Для исполнения ХЛ |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 наружных диаметров | Для многожильных кабелей |
| Сопротивление изоляции, не менее | 10 МОм·км | При температуре +20°C |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более | 0.125 (Al) | Для алюминия. Для меди ~0.075 |
| Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп)* | ~355 А | Для прокладки в земле (1 кабель, грунт 1.0°С·м/Вт, tгр=+15°C) |
*Точное значение Iдоп зависит от условий прокладки (глубина, удельное тепловое сопротивление грунта, количество кабелей в траншее) и должно определяться по актуальным ПУЭ или методом теплового расчета.
Таблица 2. Габаритные и весовые параметры (ориентировочные, 3х240 мм², Al)
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Наружный диаметр кабеля | ~55-65 мм |
| Масса 1 км кабеля | ~7000-8000 кг |
Особенности монтажа и эксплуатации
Прокладка кабеля ВБШв-ХЛ 240 мм² требует соблюдения строгих правил.
Сравнение с аналогами и выбор альтернатив
Кабель ВБШв-ХЛ занимает свою нишу среди кабелей на среднее и низкое напряжение. Важно понимать его отличия от других марок.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Вопрос: Можно ли проложить кабель ВБШв-ХЛ 240 мм² по воздуху (по фасаду, на эстакаде)?
Ответ: Да, можно. Наличие брони и стойкой к УФ-излучению оболочки из ПВХ позволяет прокладывать кабель на открытом воздухе. Однако необходимо обеспечить его защиту от прямого солнечного излучения (например, в лотках с крышками) и учесть увеличение механической нагрузки при подвесе. Для чисто воздушных линий чаще используют кабели с тросом (например, АВК).
Вопрос: Какой ток короткого замыкания может выдержать этот кабель и как его рассчитать?
Ответ: Термическая стойкость к току короткого замыкания (Iкз) определяется сечением жилы, материалом и допустимой температурой при КЗ. Для алюминиевой жилы 240 мм² при длительности КЗ 1 секунда ориентировочное значение Iкз составляет около 15 кА. Точный расчет ведется по формуле: S = (Iкз
Вопрос: Что означает «1 кВ» в маркировке и какое максимальное рабочее напряжение допустимо?
Ответ: Это номинальное междуфазное напряжение сети, для работы в которой предназначен кабель. Для кабеля 0,66/1 кВ напряжение между жилой и землей (U0) составляет 0,66 кВ, а между любыми двумя жилами (U) – 1 кВ. Кабель может эксплуатироваться в сетях с изолированной нейтралью или с заземленной нейтралью через резистор, где напряжение относительно земли не превышает 0,66 кВ. Длительно допустимое рабочее напряжение может быть на 10-15% выше номинального, но это должно быть согласовано с условиями проекта и правилами эксплуатации.
Вопрос: Требуется ли дополнительная защита кабеля ВБШв-ХЛ при прокладке в земле от коррозии?
Ответ: Бронеленты кабеля оцинкованы, а внешняя ПВХ-оболочка (шланг) служит надежной защитой от электрохимической коррозии. Дополнительная антикоррозийная защита (например, битумная мастика) требуется только в исключительно агрессивных грунтах (с высоким содержанием солей, щелочей, блуждающих токов промышленной частоты), что должно быть указано в проекте. В обычных грунтах достаточно стандартной конструкции.
Вопрос: Как определить необходимое сечение кабеля 240 мм² для конкретной нагрузки?
Ответ: Выбор сечения – комплексная задача. Для предварительной оценки по току: сечение 240 мм² на алюминии при прокладке в земле допускает длительный ток ~355 А. Это соответствует трехфазной нагрузке около 230 кВт при cos φ=0.9 и напряжении 0,4 кВ. Однако окончательный расчет должен включать проверку:
Такой расчет выполняет проектировщик на основании ПУЭ гл. 1.3 и 7.3.
Заключение
Кабель ВБШв-ХЛ 1 кВ 240 мм² является современным, надежным и технологичным решением для строительства распределительных сетей 0,4/1 кВ в условиях холодного климата и при необходимости высокой механической защиты. Его ключевые преимущества – высокая пропускная способность благодаря изоляции из сшитого полиэтилена, стойкость к экстремально низким температурам и защищенность от внешних воздействий. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация этого кабеля в соответствии с ПУЭ и техническими условиями производителя гарантируют долгий и безотказный срок службы силовых линий.