Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ВКбШв 3-х жильный на напряжение 1 кВ: полный технический анализ

Кабель ВКбШв 3-х жильный на напряжение 1 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для стационарной прокладки в земле (траншеях) и кабельных сооружениях. Его конструкция и технические характеристики регламентируются ТУ 16.К71-310-2001 (и более поздними редакциями). Аббревиатура расшифровывается следующим образом: В – изоляция жил из вулканизированного (сшитого) полиэтилена; К – броня из круглых стальных оцинкованных проволок; б – без подушки под броней (броня наложена поверх герметизированного экрана); Шв – защитный шланг (оболочка) из поливинилхлоридного пластиката.

Конструкция кабеля ВКбШв 3х… 1 кВ

Конструкция кабеля является многослойной и включает в себя несколько ключевых элементов, каждый из которых выполняет строго определенную функцию.

• Токопроводящая жила. Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки, соответствует классу 1 или 2 по ГОСТ 22483. Жила может быть однопроволочной (сечением до 50 мм² включительно) или многопроволочной. Для кабеля на 1 кВ все три жилы имеют одинаковое сечение.
• Фазная изоляция. Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул, обладает высокой термостойкостью (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C), отличными диэлектрическими свойствами, стойкостью к тепловым ударам и высокой механической прочностью.
• Экран по жиле. Поверх изоляции каждой жилы наложен экран в виде электропроводящего сшитого полиэтилена или медной ленты/проволоки. Он предназначен для выравнивания электрического поля вокруг жилы и обеспечения симметрии поля, что критически важно для кабелей на напряжение 1 кВ и выше.
• Поясная изоляция. В трехжильных кабелях поверх скрученных экранированных жил накладывается общий поясной экран, обычно выполняемый из медных лент или проволок. Он служит для замыкания токов утечки и токов короткого замыкания.
• Разделительный слой. Под броней, поверх поясного экрана, может накладываться слой из пластикатной ленты или крепированной бумаги для защиты экрана от коррозии и механических повреждений броней.
• Броня. Выполнена из стальных оцинкованных проволок круглого сечения, наложенных поверх разделительного слоя. Броня обеспечивает механическую защиту от растягивающих усилий, ударов, грызунов и других внешних воздействий при прокладке в земле.
• Защитный шланг (наружная оболочка). Изготавливается из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Оболочка защищает броню от химической коррозии и агрессивных сред, а также обеспечивает дополнительную механическую защиту. Цвет оболочки, как правило, черный.

Область применения и условия эксплуатации

Кабель ВКбШв предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 0,66/1 кВ частотой 50 Гц. Основные сферы применения:

• Прокладка в земле (траншеях) без дополнительной защиты, при условии отсутствия растягивающих нагрузок.
• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, шахтах и по эстакадам.
• Прокладка в помещениях с повышенной влажностью и в агрессивных средах при наличии дополнительных мер защиты (например, в химической промышленности).
• Подводка к мощным промышленным потребителям, распределительным подстанциям, насосным станциям.

Эксплуатация допускается в широком диапазоне температур окружающей среды: от -50°C до +50°C. Монтаж кабеля без предварительного подогрева разрешен при температуре не ниже -15°C. Минимальный допустимый радиус изгиба при прокладке составляет 15 наружных диаметров кабеля для многопроволочных жил.

Технические характеристики и параметры

Ключевые электрические и механические параметры кабеля ВКбШв 3х… 1 кВ.

Таблица 1. Длительно допустимые токовые нагрузки для кабеля ВКбШв с медными жилами (прокладка в земле, температура грунта +15°C)

Номинальное сечение жилы, мм²	Допустимый длительный ток, А	Наружный диаметр кабеля (примерно), мм	Масса 1 км кабеля (примерно), кг
3×16	105	30	1600
3×25	135	33	1950
3×35	165	36	2350
3×50	200	40	2900
3×70	245	44	3600
3×95	295	49	4500
3×120	340	53	5300
3×150	390	58	6300
3×185	445	63	7500
3×240	515	70	9400

Примечание: Токовые нагрузки приведены для ориентировочного расчета. Фактические значения зависят от конкретных условий прокладки (глубина заложения, удельное тепловое сопротивление грунта, количество кабелей в траншее, температура окружающей среды) и должны быть уточнены по актуальным нормативным документам (ПУЭ 7 изд., ГОСТ 31996-2012).

Таблица 2. Основные электрические характеристики

Параметр	Значение
Номинальное напряжение U0/U, кВ	0.66/1
Максимально допустимое рабочее напряжение Um, кВ	1.2
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ (длительность 10 мин.)	3.5
Сопротивление изоляции при +20°C, не менее, МОм·км	100
Индуктивное сопротивление, Ом/км (при сечении 240 мм²)	~0.08
Активное сопротивление жилы постоянному току при +20°C (для меди, сечение 50 мм²), Ом/км, не более	0.387
Емкость, мкФ/км (при сечении 240 мм²)	~0.3

Преимущества и недостатки кабеля ВКбШв по сравнению с аналогами

Преимущества:

• Высокая надежность и долговечность: Изоляция из сшитого полиэтилена не подвержена термопластической деформации, обладает высокой стойкостью к тепловым старению и перегрузкам.
• Повышенная допустимая температура: Длительная работа при +90°C и кратковременная перегрузка до +130°C (в аварийном режиме до +250°C).
• Отличные механические свойства: Броня из стальных проволок обеспечивает высокую стойкость к механическим повреждениям, растяжению и давлению грунта.
• Стойкость к влаге и агрессивным средам: Полная герметизация конструкции (экран + броня + ПВХ шланг) защищает от проникновения влаги и химических веществ.
• Удобство монтажа: По сравнению с кабелями в свинцовой оболочке, ВКбШв имеет меньший вес и большую гибкость.

Недостатки:

• Высокая стоимость: Значительно дороже кабелей с бумажной пропитанной изоляцией (например, ААБл) или с ПВХ изоляцией.
• Большой вес и радиус изгиба: Из-за брони и многослойной конструкции кабель тяжел и требует соблюдения минимальных радиусов изгиба.
• Требовательность к качеству монтажа: Необходимость специального инструмента для разделки и обязательного заземления экранов и брони.
• Ограничение по прокладке: Не рекомендуется для прокладки в воздухе (вертикальных трассах) без дополнительного крепления, так как возможно сползание из-за веса.

Особенности монтажа и эксплуатации

Прокладка кабеля ВКбШв требует соблюдения ряда правил. При укладке в траншею необходимо обеспечить подушку из просеянного грунта или песка толщиной не менее 100 мм, а после укладки – засыпку таким же слоем с последующей укладкой сигнальной ленты и полной засыпкой грунтом. Расстояние между несколькими кабелями в одной траншее должно быть не менее 100 мм. При проходе через стены и перекрытия кабель должен быть уложен в трубы или проходные гильзы. Крайне важно обеспечить надежное электрическое соединение и заземление медных экранов всех трех жил и стальной брони. Для соединения жил применяют опрессовку или сварку, с последующей изоляцией специальными муфтами. Концевые заделки выполняются с использованием кабельных термоусаживаемых или холодноусаживаемых перчаток, обеспечивающих герметизацию и необходимые изоляционные расстояния.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальное отличие ВКбШв от кабеля ААБл?

Кабель ААБл имеет алюминиевые жилы, бумажную пропитанную изоляцию и броню из стальных лент. ВКбШв, как правило, с медными жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена и броней из стальных проволок. ВКбШв превосходит ААБл по всем параметрам:更高的允许工作温度, 更高的过载能力, 更好的防潮性, 更小的 вес和更大的安装灵活性. 然而, ААБл更便宜.

Можно ли проложить кабель ВКбШв в воздухе (по фасаду, на эстакаде)?

Да, можно. Однако необходимо учитывать его значительный вес и обеспечивать надежное крепление через определенные расстояния, чтобы исключить провисание и механические нагрузки на оболочку. Также следует предусмотреть защиту от прямых солнечных лучей (УФ-излучения), хотя ПВХ оболочка обычно содержит стабилизаторы.

Нужно ли заземлять экран и броню кабеля ВКбШв?

Да, это обязательное требование ПУЭ. Медные экраны всех трех жил должны быть соединены между собой и заземлены с обеих сторон кабельной линии. Стальная броня также подлежит заземлению. Это обеспечивает безопасность при обслуживании, защиту от поражения электрическим током и правильное функционирование релейной защиты.

Как определить необходимое сечение жил кабеля ВКбШв для конкретного объекта?

Сечение выбирается по трем основным критериям: 1) По допустимому длительному току нагрузки (нагреву) с учетом условий прокладки и поправочных коэффициентов; 2) По потере напряжения (должна быть в пределах норм ПУЭ); 3) По термической стойкости к токам короткого замыкания. Окончательный расчет должен выполнять квалифицированный инженер-проектировщик.

Что означает маркировка «ож» в дополнение к ВКбШв?

Маркировка «ож» (например, ВКбШв-ож) указывает на то, что токопроводящие жилы кабеля являются однопроволочными (монолитными). Это характерно для сечений примерно до 50-70 мм². Отсутствие этой маркировки или наличие «мн» означает, что жилы многопроволочные, что обеспечивает большую гибкость кабеля.

Каков срок службы кабеля ВКбШв?

Номинальный срок службы, заявленный производителями и нормируемый стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать 40-50 лет при соблюдении условий прокладки, монтажа и эксплуатационных токовых нагрузок.

Заключение

Кабель ВКбШв 3-х жильный на 1 кВ является современным, надежным и высокотехнологичным решением для создания распределительных сетей среднего напряжения в условиях, требующих повышенной механической защиты и стойкости к внешним воздействиям. Его ключевые преимущества – сшитополиэтиленовая изоляция и проволочная броня – делают его предпочтительным выбором для ответственных объектов промышленной и городской инфраструктуры. Несмотря на более высокую первоначальную стоимость по сравнению с кабелями старого типа, его эксплуатационные характеристики, долговечность и низкие потери в изоляции обеспечивают экономическую эффективность на протяжении всего жизненного цикла кабельной линии. Правильный выбор сечения, квалифицированный монтаж и соблюдение правил эксплуатации являются залогом бесперебойной работы энергосистемы на базе данного типа кабеля.