Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ВЭБШв 4х240: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель ВЭБШв 4х240 представляет собой силовой кабель с изоляцией жил из сшитого полиэтилена (СПЭ), бронированный стальными оцинкованными лентами, с наружным защитным шлангом из поливинилхлоридного пластиката. Данная марка предназначена для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Расшифровка аббревиатуры ВЭБШв следующая: В – изоляция жил из сшитого полиэтилена, Э – экран по изоляции жилы (электропроводящий слой), Б – броня из двух стальных оцинкованных лент, Шв – защитный шланг (оболочка) из поливинилхлоридного пластиката выпрессованный. Цифровая маркировка 4х240 указывает на количество и номинальное сечение основных токопроводящих жил: четыре жилы сечением 240 мм² каждая.

Конструкция кабеля ВЭБШв 4х240

Конструкция кабеля является многослойной и обеспечивает высокую надежность, механическую прочность и длительный срок службы в различных условиях эксплуатации. Рассмотрим каждый элемент конструкции подробно.

• Токопроводящая жила: Жила сечением 240 мм² выполняется, как правило, из медной проволоки (категория 1 или 2 по ГОСТ 22483). Медь обеспечивает высокую электропроводность, стойкость к окислению и механическую прочность. Для данного сечения жила чаще всего имеет секторную (сегментную) форму, что позволяет оптимизировать диаметр кабеля, снизить расход материалов и облегчить монтаж.
• Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой): Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный полупроводящий слой. Его основная функция – выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения локальных перенапряжений на границе между жилой и изоляцией, что критически важно для кабелей на среднее напряжение.
• Изоляция: Изоляция каждой жилы выполняется из сшитого полиэтилена (СПЭ) методом экструзии. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные термомеханические свойства. По сравнению с бумажно-масляной изоляцией, СПЭ позволяет эксплуатировать кабель при более высоких температурах (до 90°C в длительном режиме), имеет меньший вес и диаметр, не требует сложных систем подпитки маслом.
• Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой): Поверх изоляции накладывается второй экструдированный полупроводящий слой. Вместе с экраном по жиле он формирует цилиндрический конденсатор, обеспечивая радиальное распределение электрического поля.
• Поясная изоляция: В кабелях на напряжение 6 кВ и выше поверх скрученных изолированных жил может накладываться поясная изоляция в виде обмотки из полупроводящей или электроизоляционной ленты для стабилизации конструкции.
• Экран (заземляющий) из медных проволок: Поверх поясной изоляции накладывается экран в виде медных проволок малого сечения, сплетенных в оплетку, или в виде медной ленты. Этот экран служит для защиты от внешних электромагнитных помех, обеспечения симметрии электрического поля и выполнения функции заземления. Для кабеля 4х240 обязательно наличие нулевой жилы (четвертой), которая также выполняет функцию заземления, но медный экран является дополнительным и обязательным элементом для данного класса напряжения.
• Разделительный слой: Под броней обычно находится слой из битумизированной бумаги, крепированной бумаги или ПЭТ-ленты. Он предохраняет внутренние элементы кабеля от коррозии и механических повреждений стальной броней.
• Броня: Выполняется из двух стальных оцинкованных лент, наложенных спирально с перекрытием. Броня обеспечивает защиту кабеля от механических повреждений (растяжения, удары, сдавливание), от грызунов и других внешних воздействий.
• Защитный шланг (наружная оболочка): Изготавливается из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката, выпрессованного поверх брони. Шланг марки Шв защищает броню от коррозии, выполняет функцию изоляции от земли и обеспечивает стойкость к воздействию агрессивных сред (почвенные кислоты, щелочи, влага). Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики и параметры

Ниже приведены ключевые параметры для кабеля ВЭБШв 4х240 на номинальное напряжение 10 кВ. Параметры могут незначительно варьироваться в зависимости от производителя и конкретного технического условия (ТУ).

Таблица 1. Электрические и геометрические параметры

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	6/10 кВ (12 кВ) или 8,7/15 кВ (17,5 кВ) для 20 кВ
Количество и сечение основных жил	4 x 240 мм²
Материал жилы	Медь
Форма жилы	Секторная (сегментная)
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C (длительно), +130°C (в режиме перегрузки), +250°C (при коротком замыкании, не более 5 сек)
Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева	-15°C
Сопротивление изоляции, не менее	1000 МОм·км (при +20°C)
Сопротивление постоянному току жилы при +20°C, не более	0.0754 Ом/км
Индуктивное сопротивление	~0.1 Ом/км (зависит от взаимного расположения жил)
Емкостной ток	~1.5-2.0 А/км (ориентировочно для 10 кВ)
Примерный наружный диаметр	70-80 мм
Примерная масса 1 км кабеля	11000-13000 кг

Таблица 2. Допустимые длительные токовые нагрузки (при прокладке в земле, температуре грунта +25°C, глубине прокладки 0.7-1.0 м)

Условия прокладки	Допустимый длительный ток, А	Примечания
В траншее, одном кабеле	~440-460 А	С учетом удельного теплового сопротивления грунта 1.0 К·м/Вт
В траншее, несколько кабелей вплотную	~380-400 А	С учетом коэффициента снижения для 2-3 кабелей
В воздухе (на открытом воздухе, в туннеле)	~520-540 А	При температуре воздуха +25°C

Важно: Точные значения токовых нагрузок должны определяться по актуальным редакциям ПУЭ (Глава 1.3) или методом теплового расчета с учетом всех реальных условий (температура среды, количество кабелей в группе, удельное тепловое сопротивление грунта, наличие тепловых помех).

Область применения и способы прокладки

Кабель ВЭБШв 4х240 применяется для создания надежных силовых линий электроснабжения промышленных предприятий, крупных жилых и административных зданий, объектов инфраструктуры, распределительных сетей 6-20 кВ. Благодаря броне и защитной оболочке, он предназначен для прокладки в различных условиях:

• В земле (траншеях): Это основной способ прокладки. Кабель укладывается на подготовленную подушку из песка или просеянного грунта. Необходима защита от механических повреждений (кирпич, бетонные плиты, сигнальная лента) при прокладке на глубине менее 1 метра или в местах с повышенной нагрузкой.
• В кабельных туннелях, коллекторах и эстакадах: Броня обеспечивает защиту от возможных обрушений и механических воздействий.
• В помещениях и тоннелях с повышенной влажностью.
• На открытом воздухе: При условии, что кабель не подвергается прямому воздействию солнечного излучения в течение длительного времени (ПВХ оболочка имеет ограниченную стойкость к УФ-излучению). Для открытой прокладки на солнце рекомендуется кабель с защитным шлангом из светостабилизированного полиэтилена (марка ВЭБШп).

Запрещена прокладка по ненадежным, проседающим конструкциям, а также в блоках и трубах, заполненных кабельной массой. При прокладке в воде требуются специальные исполнения.

Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (например, СБ)

• Преимущества ВЭБШв:
  • Более высокая допустимая температура нагрева жилы (+90°C против +70-80°C для СБ).
  • Отсутствие риска утечки масла и необходимости в системах подпитки и контроля давления масла.
  • Меньший вес и наружный диаметр при аналогичных параметрах, что облегчает транспортировку и монтаж.
  • Возможность прокладки на трассах с большими перепадами по высоте без ограничений.
  • Более простая и быстрая монтажная разделка концов.
  • Большая стойкость к динамическим нагрузкам и вибрации.
• Недостатки / Особенности ВЭБШв:
  • Более высокая чувствительность к качеству монтажа муфт и концевых заделок. Требуется абсолютная чистота и соблюдение технологии.
  • Чувствительность к локальным дефектам изоляции (микровключениям, надрезам), которые могут привести к развитию «водных деревьев» при наличии влаги.
  • Как правило, более высокая стоимость самого кабеля, однако общие затраты на проект могут быть ниже из-за упрощения сопутствующей инфраструктуры.

Маркировка, транспортировка, хранение и монтаж

Кабель маркируется бирками и непосредственно на оболочке с указанием завода-изготовителя, марки, сечения, напряжения, даты изготовления и длины. Транспортировать барабаны с кабелем следует в вертикальном положении, закрепленными от перемещения. Хранить рекомендуется под навесом, защищая от прямых солнечных лучей и атмосферных осадков. Срок хранения – до 5 лет. При монтаже в условиях низких температур (ниже -15°C) кабель необходимо предварительно прогреть в отапливаемом помещении или с помощью трансформаторов прогрева. Минимальный радиус изгиба при прокладке составляет 15 наружных диаметров кабеля для многожильных кабелей с броней.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается ВЭБШв от АВЭБШв?

Первая буква «А» в маркировке АВЭБШв обозначает, что токопроводящая жила выполнена из алюминия. Соответственно, ВЭБШв имеет медные жилы. Медный кабель имеет меньшее электрическое сопротивление, большую стойкость к коррозии и механическую прочность на излом, но большую стоимость и массу по сравнению с алюминиевым аналогом того же сечения.

Для чего нужна четвертая жила в кабеле 4х240?

В трехфазных сетях 6-35 кВ четвертая жила является нулевой (нейтральной). Она используется для подключения нейтрали трансформатора или генератора (глухозаземленная или изолированная нейтраль), для пропуска тока несимметрии и, что наиболее важно, для замыкания тока однофазного короткого замыкания на землю в сетях с глухозаземленной нейтралью. Ее сечение, как правило, редуцировано, но в маркировке 4х240 указывается, что все четыре жилы имеют полное сечение 240 мм².

Можно ли использовать ВЭБШв 4х240 для прокладки в воздухе внутри помещений?

Да, можно. Кабель имеет нераспространяющую горение наружную ПВХ оболочку (при одиночной прокладке). Однако при групповой прокладке в помещениях необходимо учитывать требования пожарной безопасности (ПУЭ, СНиП). Может потребоваться применение кабеля с пониженным дымо- и газовыделением (исполнение «нг-LS») или негорючего (нг-HF, нг-FRLS), которые имеют специальную маркировку.

Какой срок службы у кабеля ВЭБШв 4х240?

Номинальный срок службы, заявляемый производителями при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки и монтажа, составляет не менее 30 лет. Фактический срок службы может быть больше и определяется условиями окружающей среды, режимами нагрузки (наличием перегрузок), качеством монтажа соединительных муфт.

Что означает «сшитый полиэтилен» и в чем его преимущество перед ПВХ изоляцией?

Сшитый полиэтилен (XLPE) получают путем «сшивки» линейных молекул полиэтилена в трехмерную сетку под воздействием химических агентов или радиации. Это резко повышает его термостойкость: если обычный ПЭ или ПВХ размягчается при +70…+80°C, то СПЭ сохраняет форму и электроизоляционные свойства до +130°C кратковременно. Это позволяет пропускать большие токи и повышает надежность при перегрузках. Для низковольтных кабелей (до 1 кВ) ПВХ изоляция остается основным материалом из-за ее дешевизны и гибкости.

Требуется ли для монтажа ВЭБШв специальное оборудование?

Да, для качественного монтажа концевых и соединительных муфт требуется специальный инструмент: стрипперы для послойной зачистки изоляции и экранов, оборудование для опрессовки наконечников (гидравлические прессы), аппараты для термоусадки или заливки муфт. Обязательно требуется высокий уровень подготовки персонала, так как технология монтажа муфт на кабели с изоляцией из СПЭ более требовательна к чистоте и точности операций.