Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ВБШвнг(А)-LS 3х150: полный технический анализ

Кабель ВБШвнг(А)-LS 3х150 является силовым кабелем на среднее напряжение 6-10 кВ, предназначенным для стационарной прокладки в электрических сетях с изолированной нейтралью. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, пожарную безопасность и длительный срок службы в условиях повышенных требований современных энергетических объектов, промышленных предприятий, гражданского строительства и инфраструктурных проектов.

Расшифровка маркировки кабеля ВБШвнг(А)-LS 3х150

Маркировка кабеля построена по буквенно-цифровой системе, регламентированной ГОСТ и ТУ, и несет полную информацию о его конструкции:

• В – Изоляция жил из вулканизированного (сшитого) полиэтилена (XLPE).
• Б – Броня из двух стальных оцинкованных лент.
• Шв – Защитный шланг (оболочка) из поливинилхлоридного пластиката.
• нг(А) – Не распространяющий горение по категории А. Это означает, что при групповой прокладке кабель не поддерживает горение, обеспечивая наивысший уровень пожарной безопасности.
• LS – Low Smoke – пониженное дымо- и газовыделение. Оболочка и изоляция при нагреве и горении выделяют минимальное количество дыма и коррозионно-активных газов.
• 3х150 – Три токопроводящие жилы сечением 150 мм² каждая.

Конструкция кабеля

Конструкция кабеля ВБШвнг(А)-LS 3х150 является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

Жила сечением 150 мм² изготавливается из медной проволоки. Для данного сечения, как правило, применяется уплотненная конструкция (многопроволочная, компактированная), что обеспечивает гибкость, механическую прочность и оптимальное заполнение изоляции. Класс жилы – 2 по ГОСТ 22483.

2. Фазная изоляция

Изоляция каждой жилы выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом радиационно-химической или пероксидной вулканизации. Этот материал обладает ключевыми преимуществами:

• Рабочая температура до +90°C в длительном режиме и до +250°C при коротком замыкании.
• Высокие диэлектрические характеристики, низкие диэлектрические потери.
• Стойкость к тепловому старению, влаге, химическим воздействиям.
• Отсутствие термопластичности, что исключает сползание изоляции при нагреве.

Толщина изоляции нормирована и для напряжения 10 кВ составляет, как правило, 3,4 мм.

3. Экран по жиле

Поверх фазной изоляции наложен экран в виде проводящего сшитого полиэтилена или проводящей ленты. Его назначение – выравнивание электрического поля вокруг жилы и предотвращение локальных перенапряжений.

4. Поясная изоляция

Экранированные жилы скручиваются с заполнением промежутков. Поверх скрутки накладывается поясная изоляция, обычно из электропроводящей ленты или экструдированного проводящего слоя. Она служит для создания равномерного цилиндрического внешнего экрана.

5. Общий экран (металлическая оплетка)

Поверх поясной изоляции накладывается экран в виде медной ленты или оплетки из медных проволок. Его функции: защита от внешних электромагнитных помех, использование в качестве проводника для токов утечки и замыкания на землю, обеспечение безопасности при повреждении.

6. Разделительный слой

Под броней накладывается слой из битумированной бумаги, крепированной бумаги или ПЭТ-ленты. Он предотвращает коррозию брони и защищает внутренние слои от повреждения стальными лентами.

7. Броня

Выполнена из двух оцинкованных стальных лент, наложенных спирально с перекрытием. Обеспечивает механическую защиту от сдавливания, растяжения, грызунов, случайных повреждений при прокладке и эксплуатации.

8. Наружная оболочка

Внешняя оболочка изготавливается из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности (ПВХ нг(А)-LS). Она обеспечивает защиту от влаги, агрессивных сред (химических, биологических) и механических воздействий, а также отвечает за пожаробезопасные характеристики кабеля.

Основные технические характеристики

Электрические параметры (для 10 кВ)

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 8,7/10 (12) кВ.
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 30,5 кВ (в течение 10 мин).
• Максимально допустимая рабочая температура жилы: +90°C.
• Допустимая температура при коротком замыкании: +250°C (максимальная длительность 5 сек).
• Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.
• Температурный диапазон эксплуатации: от -50°C до +50°C.
• Строительная длина: не менее 200 м (могут поставляться отрезки не менее 50 м).
• Срок службы: не менее 30 лет.

Таблица 1. Токовые нагрузки для кабеля ВБШвнг(А)-LS 3х150 (ориентировочные данные)

При прокладке в земле (траншее) на глубине 0,7-1,0 м, температуре грунта +15°C, удельном тепловом сопротивлении 1,0 К·м/Вт.

• Длительно допустимый ток, А (при +90°C): ~330 А.
• Допустимый ток при коротком замыкае (5 сек): ~17,5 кА.

При прокладке в воздухе (в кабельном канале, туннеле) при температуре воздуха +25°C.

• Длительно допустимый ток, А (при +90°C): ~350 А.

Важно: Точные значения токовых нагрузок определяются по ПУЭ 7-е изд., глава 1.3, с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру, групповую прокладку и т.д.).

Таблица 2. Габаритные и весовые параметры (примерные)

• Наружный диаметр кабеля: 55-65 мм (зависит от производителя).
• Масса 1 км кабеля: 6000-7500 кг.
• Минимальный радиус изгиба: 15 наружных диаметров кабеля (около 900 мм).

Область применения

Кабель ВБШвнг(А)-LS 3х150 применяется для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 кВ частотой 50 Гц. Основные сферы применения:

• Магистральные линии в сетях электроснабжения городов и промышленных зон.
• Питание мощного оборудования на промышленных предприятиях (подстанции, насосные, компрессорные станции).
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах, галереях).
• Прокладка в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, включая трассы с наличием блуждающих токов (броня должна быть заземлена).
• Объекты с повышенными требованиями пожарной безопасности: метрополитен, вокзалы, аэропорты, торговые центры, многоэтажные здания, атомные станции (в неответственных цепях).
• Участки с риском механических повреждений.

Запрещена прокладка по ненадежным и подвижным основаниям (по воздуху без дополнительного троса), в блоках, а также в местах с значительным растягивающим усилием.

Особенности монтажа и эксплуатации

• Прокладка. Перед прокладкой необходимо проверить целостность оболочки и изоляции (мегомметром на 2500/5000 В). Прокладка при температуре ниже -15°C требует предварительного подогрева кабеля. Радиус изгиба должен строго соблюдаться.
• Защита от коррозии. Стальная броня в агрессивных грунтах требует дополнительной защиты (кабель с усиленной наружной оболочкой, прокладка в асбоцементных трубах и т.д.).
• Заземление. Медный экран и стальная броня подлежат обязательному заземлению с двух концов кабельной линии для безопасности и нормальной работы релейной защиты.
• Соединение и оконцевание. Производится только с помощью специальных кабельных муфт (соединительных и концевых), рассчитанных на напряжение 6/10 кВ, для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Требуется тщательная зачистка и обработка жил.
• Испытания после монтажа. После прокладки и монтажа муфт кабельная линия испытывается повышенным выпрямленным напряжением (по ПУЭ, глава 1.8).

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами (например, АВБбШв)

Преимущества:

• Высокая пропускная способность: Изоляция из сшитого полиэтилена допускает более высокую рабочую температуру (+90°C против +70°C для бумажно-масляной изоляции), что позволяет пропускать больший ток при том же сечении.
• Пожарная безопасность: Соответствие категориям «нг(А)» и «LS» делает кабель пригодным для групповой прокладки и объектов с массовым пребыванием людей.
• Механическая прочность и влагостойкость: Броня и герметичная конструкция обеспечивают надежную работу в земле и сложных условиях.
• Удобство монтажа и эксплуатации: Отсутствие ограничений по перепаду уровней (в отличие от маслонаполненных кабелей), меньший вес и радиус изгиба по сравнению с кабелями в свинцовой оболочке.
• Длительный срок службы.

Недостатки:

• Высокая стоимость: Значительно дороже кабелей с бумажной изоляцией (АВБбШв) и кабелей без брони.
• Большой вес и габариты: Усложняют транспортировку и монтаж.
• Чувствительность к качеству монтажа муфт: Требует высокой квалификации персонала.
• Необходимость заземления экрана: Создает дополнительные работы при монтаже.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель ВБШвнг(А)-LS принципиально отличается от кабеля АВБбШв?

Это кабели разных поколений и с разной изоляцией. ВБШвнг(А)-LS имеет изоляцию из сшитого полиэтилена (XLPE), а АВБбШв – пропитанную бумажную изоляцию. Первый допускает более высокие температуры, не боится перепадов по высоте, более пожаробезопасен (нг-LS), но и дороже. Второй – классическое, проверенное, но устаревающее решение без требований к пониженному дымовыделению.

Можно ли прокладывать кабель ВБШвнг(А)-LS 3х150 в одном лотке с кабелями низкого напряжения 0,4 кВ?

Да, можно, так как кабель имеет индекс «нг(А)», что означает нераспространение горения при групповой прокладке по категории А (наиболее строгие требования). Однако необходимо соблюдать требования ПУЭ (п. 2.1.16, 2.3.86) по разделению цепей разного напряжения. На практике часто требуется разделение перегородкой или расстояние. Также необходимо учитывать взаимный нагрев при расчете токовых нагрузок, применяя понижающие коэффициенты.

Как правильно выбрать сечение 150 мм²? Достаточно ли его для мощности 2500 кВА?

Сечение выбирается по допустимому току с учетом условий прокладки и по потере напряжения. Для ориентировки: при напряжении 10 кВ ток для мощности 2500 кВА составляет примерно 144 А. Кабель 3х150 с допустимым током ~330-350 А имеет более чем двукратный запас по току для длительной работы. Однако окончательный выбор должен быть подтвержден электротепловым расчетом, учитывающим все поправочные коэффициенты и параметры сети.

Нужно ли заземлять броню и экран с двух сторон?

Да, согласно ПУЭ (п. 1.7.76, 2.3.97), металлическая броня и экраны силовых кабелей выше 1 кВ должны быть заземлены с обоих концов. Это необходимо для обеспечения безопасности (снижение напряжения прикосновения), обеспечения пути для токов короткого замыкания на землю и нормальной работы устройств релейной защиты. В исключительных случаях, при больших длинах и для снижения токов в оболочке, допускается заземление с одной стороны, но это требует специального обоснования и расчета.

Что означает индекс (А) в маркировке «нг(А)»?

Индекс (А) обозначает категорию по нераспространению горения согласно ГОСТ Р МЭК 60332-3-22. Категория А – наивысшая, она означает, что при групповой прокладке в пучке (условия испытания) кабель не распространяет горение. Испытание проводится для самого неблагоприятного с точки зрения пожара случая – вертикального пучка кабелей общей мощностью горения 7 кВт на 1 метр длины. Соответствие категории А позволяет прокладывать кабель в любых количествах без дополнительных противопожарных мероприятий внутри пучка.

Какой аналог у этого кабеля по европейскому стандарту?

Ближайшим аналогом по конструкции и применению является кабель типа N2XSY 3×150 RM/16 6/10 kV или N2XS(F)2Y 3×150 RM/16 6/10 kV согласно немецкому стандарту DIN VDE 0276-620/627. В обозначении: N – нормы VDE, 2X – изоляция XLPE, S – медный экран, (F) – продольная герметизация, 2Y – оболочка из ПВХ, RM/16 – броня из стальных лент. Однако полное соответствие по пожарным характеристикам «нг(А)-LS» требует уточнения в спецификации.