Кабель силовой с бумажной изоляцией в алюминиевой оболочке ВКбШв 5х… 0,66 кВ: полный технический анализ
Кабель ВКбШв является силовым кабелем низкого напряжения с бумажной пропитанной изоляцией, алюминиевыми жилами, в алюминиевой оболочке и с защитным шлангом из поливинилхлоридного пластиката. Конструкция, обозначаемая аббревиатурой ВКбШв, расшифровывается следующим образом: В – изоляция жил пропитанная бумажная, К – кабель, б – без защитного покрова (броня), Шв – защитный шланг (оболочка) из поливинилхлоридного пластиката. Данный кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 0,66 кВ частотой до 100 Гц или постоянное напряжение до 1 кВ.
Конструктивные особенности и материалы
Пятижильное исполнение кабеля ВКбШв предполагает наличие трех основных фазных жил, нулевой жилы и жилы защитного заземления (PE). Конструкция является многослойной и включает в себя следующие ключевые элементы:
- Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия (материал А), круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма жил применяется для уменьшения общего диаметра кабеля и экономии материалов оболочки. Жилы могут быть однопроволочными (монолитными) для сечений до 16 мм² и многопроволочными для всех сечений.
- Фазная изоляция: Каждая токопроводящая жила изолируется несколькими слоями кабельной бумаги, пропитанной вязким или нестекающим пропиточным составом. Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения.
- Поясная изоляция: Поверх изолированных жил, скрученных в сердечник, накладывается обмотка из бумажных лент, выполняющая роль дополнительной изоляции и фиксации конструкции.
- Заполнение: Пространство между изолированными жилами и оболочкой заполняется жгутами из бумаги или другим совместимым материалом для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
- Экран (при необходимости): Для кабелей на 1 кВ и выше может применяться экран из электропроводящей бумаги или полупроводящего материала, выравнивающий электрическое поле. Для 0,66 кВ экран может не применяться в стандартном исполнении.
- Герметизирующая оболочка: Алюминиевая оболочка, накладываемая поверх поясной изоляции, служит для полной герметизации сердечника, защиты от проникновения влаги и механических воздействий. Является барьером для нестекающего пропиточного состава.
- Защитный шланг: Поверх алюминиевой оболочки экструдируется шланг из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Он защищает алюминиевую оболочку от коррозии и химических воздействий, а также обеспечивает дополнительную механическую защиту.
- Температура эксплуатации: Длительно допустимая температура нагрева жил +80°C. Предельная температура при коротком замыкании (в течение не более 4 сек) +200°C.
- Температура прокладки: Монтаж без предварительного подогрева допускается при температуре не ниже 0°C. При более низких температурах требуется подогрев.
- Радиус изгиба: При прокладке минимально допустимый радиус изгиба составляет 15 наружных диаметров кабеля для многопроволочных жил и 10 диаметров для однопроволочных.
- Допустимые усилия тяжения: Регламентируются нормативными документами и зависят от сечения и конструкции жил. При прокладке необходимо использовать ролики и средства, предотвращающие повреждение оболочек.
- Точные значения токовых нагрузок определяются по ПУЭ 7-го издания, глава 1.3, с учетом конкретных условий прокладки: температуры земли, удельного теплового сопротивления грунта, количества работающих кабелей в траншее и их взаимного расположения.
- Преимущества ВКбШв:
- Высокая термостойкость и надежность: Бумажно-масляная изоляция обладает высокой температурной стабильностью и длительным сроком службы (40 лет и более) при правильной эксплуатации.
- Устойчивость к водопоглощению: Герметичная алюминиевая оболочка абсолютно влагонепроницаема, что критически важно для прокладки в грунтах с высоким уровнем грунтовых вод.
- Хорошие диэлектрические характеристики: Высокая электрическая прочность пропитанной бумажной изоляции.
- Устойчивость к растяжению: Алюминиевая оболочка выдерживает значительные механические нагрузки на растяжение.
- Недостатки ВКбШв:
- Сложность монтажа и необходимость концевых разделок: Требуется установка концевых муфт (КНС) или соединительных муфт, что увеличивает стоимость и время монтажа. Не допускается открытый торец кабеля.
- Ограничение по трассе прокладки: Запрещена прокладка на участках с большими перепадами уровней из-за возможного стекания пропиточного состава.
- Большая масса и радиус изгиба: Кабель тяжелее и менее гибкий по сравнению с аналогичными пластмассовыми кабелями.
- Пожароопасность: Бумажная изоляция и пропиточный состав горючи, в отличие от кабелей с изоляцией из негорючего ПВХ или сшитого полиэтилена.
- Раскатка и укладка: Запрещена раскатка бросками с барабана. Необходимо использовать кабельные ролики, лебедки с ограничителем усилия. Контроль целостности внешнего ПВХ шланга обязателен.
- Концевые заделки: Обязательна установка концевых кабельных муфт (мачтовых, проходных). Процесс включает ступенчатую разделку изоляции, заземление оболочки, монтаж изоляторов и герметизацию. Для кабелей с нестекающей пропиткой требования менее строги, но разделка все равно обязательна.
- Соединительные муфты: Для соединения двух отрезков кабеля используются соединительные муфты, обеспечивающие электрический контакт, изоляцию и герметизацию линии.
- Заземление: Алюминиевая оболочка и броня (если есть) должны быть заземлены с двух сторон кабельной линии в соответствии с ПУЭ.
- Приемо-сдаточные испытания: После монтажа линия подвергается высоковольтным испытаниям повышенным напряжением (3 кВ 50 Гц в течение 10 мин), измеряется сопротивление изоляции и проверяется целостность жил и фазировка.
Область применения и условия эксплуатации
Кабель ВКбШв 5х 0,66 кВ предназначен для прокладки в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, коллекторах, а также в помещениях с повышенной влажностью. Отсутствие брони ограничивает его применение на участках с риском прямых механических повреждений (например, раскопки без предупреждения). Благодаря герметичной алюминиевой оболочке кабель устойчив к воздействию блуждающих токов и может использоваться в условиях повышенной влажности и в грунтах с различной степенью агрессивности (при условии целостности внешнего ПВХ шланга).
Технические характеристики и параметры
Основные электрические и механические параметры регламентируются ГОСТ 18410-73 «Кабели с бумажной изоляцией. Технические условия» и другими сопутствующими стандартами.
Таблица 1. Основные сечения жил и массо-габаритные показатели (пример для 5-жильного кабеля)
| Сечение жил, мм² | Наружный диаметр, мм (приблизительно) | Масса 1 км кабеля, кг (приблизительно) | Допустимый длительный ток, А (при прокладке в земле*) |
|---|---|---|---|
| 5×4 | 23-26 | 800-950 | 40-45 |
| 5×6 | 25-28 | 950-1100 | 50-55 |
| 5×10 | 28-32 | 1200-1400 | 70-75 |
| 5×16 | 32-36 | 1600-1900 | 95-100 |
| 5×25 | 36-41 | 2200-2600 | 125-130 |
| 5×35 | 40-45 | 2800-3300 | 155-160 |
| 5×50 | 45-50 | 3700-4300 | 190-195 |
Таблица 2. Электрические характеристики (испытательные напряжения, сопротивления)
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, 10 мин. | 3 кВ | Для кабелей на 0,66 кВ |
| Сопротивление изоляции при +20°C, не менее | 100 МОм·км | Измеряется на постоянном напряжении между жилой и оболочкой/землей |
| Активное сопротивление жилы постоянному току при +20°C | Соответствует ГОСТ 22483-2012 | Зависит от сечения и материала жилы |
| Индуктивное сопротивление | ~0.09-0.11 Ом/км | Приблизительное значение для треугольного расположения жил |
| Емкость жилы относительно оболочки | ~0.3-0.5 мкФ/км | Зависит от конструкции и сечения |
Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями с пластмассовой изоляцией (ВВГ, АВВГ)
Выбор между кабелем с бумажной изоляцией (ВКбШв) и кабелем с ПВХ/сшито-полиэтиленовой изоляцией (АВВГ, АПвВГ) определяется конкретными условиями проекта.
Особенности монтажа, соединения и эксплуатации
Монтаж кабеля ВКбШв требует специальной подготовки персонала и соблюдения строгих технологических правил.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем ключевое отличие ВКбШв от АВБбШв?
Основное отличие — материал оболочки. У ВКбШв оболочка алюминиевая (буква «А» в маркировке опускается для кабелей с алюминиевыми жилами по старому стандарту), у АВБбШв — свинцовая. Алюминиевая оболочка легче, дешевле и прочнее на разрыв, но сложнее в монтаже (требует специального инструмента для раздела). Свинцовая оболочка более гибкая и коррозионно-стойкая в некоторых средах, но тяжелее и дороже.
Можно ли проложить кабель ВКбШв 0,66 кВ в помещении открыто по стене?
Да, можно, но с обязательной установкой концевых муфт на концах кабеля. Открытая прокладка кабеля с неперекрытой бумажной изоляцией запрещена. После монтажа муфт участок кабеля между ними защищен оболочками и может прокладываться открыто, если это допускается по условиям пожарной безопасности и механическим воздействиям.
Как определить, что в кабеле используется нестекающая пропитка?
Кабели с нестекающей пропиткой имеют в конце маркировки после обозначения напряжения буквы «н» (например, ВКбШв 5х50-0,66 н). Также информация указывается в паспорте и на барабане. Визуально отличить невозможно, требуется изучение документации.
Каков реальный срок службы этого кабеля?
Номинальный срок службы, заявленный производителем и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации при правильной прокладке, отсутствии перегрузок и повреждений оболочки может превышать 40-50 лет. Ресурс определяется в первую очередь состоянием герметичности алюминиевой оболочки.
Что делать, если поврежден внешний ПВХ шланг при прокладке?
Повреждение шланга ведет к риску коррозии алюминиевой оболочки. Участок с повреждением должен быть загерметизирован. На практике на поврежденное место накладывают термоусаживаемую трубку или муфту, либо покрытие на основе влагостойких и адгезионных материалов, обеспечивающее защиту от влаги. При серьезных повреждениях участок кабеля подлежит вырезке и замене с установкой двух соединительных муфт.
Допустима ли прокладка ВКбШв в одном лотке с кабелями на 10 кВ?
ПУЭ (п. 2.1.16, 2.3.136) разрешают совместную прокладку силовых кабелей до 1 кВ и выше 1 кВ в одном лотке, коробе, траншее при условии, что они будут отделены огнестойкими перегородками или расположены на разных полках лотка. Для кабелей до 1 кВ и выше 1 кВ, проложенных открыто, рекомендуется размещать их по разные стороны лотка или на разных уровнях. Непосредственный контакт изоляций разного класса напряжения не рекомендуется.
Заключение
Кабель ВКбШв 5-жильный на напряжение 0,66 кВ представляет собой классическое, проверенное временем решение для создания распределительных сетей в условиях, где критически важна надежная защита от влаги и длительный срок службы. Его выбор оправдан при стационарной прокладке в земле или влажных помещениях, при отсутствии жестких ограничений по массе и гибкости. Однако современные тенденции смещаются в сторону кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (типа АПвВГ), которые не требуют сложных концевых разделок и могут прокладываться с большими перепадами по высоте. Окончательный выбор должен основываться на технико-экономическом расчете, учитывающем все условия прокладки, эксплуатации и стоимость жизненного цикла кабельной линии.