ПСПтпБ
Кабель ПСПтпБ: конструкция, технические характеристики и область применения
Кабель ПСПтпБ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 20 кВ и 35 кВ частотой 50 Гц. Аббревиатура расшифровывается следующим образом: П – изоляция из сшитого полиэтилена, С – свинцовая оболочка, П – наружная защитная оболочка из полиэтилена, тп – трехжильный с поясной изоляцией и заполнением, Б – броня из двух стальных оцинкованных лент. Данный тип кабеля является ключевым элементом в сетях среднего класса напряжения, где предъявляются высокие требования к надежности, долговечности и стойкости к внешним воздействиям.
Конструкция кабеля ПСПтпБ
Конструкция кабеля ПСПтпБ 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 секторной или круглой формы для оптимизации заполнения пространства под оболочкой и снижения общего диаметра кабеля.
- Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой): Наносится поверх токопроводящей жилы методом экструзии. Выполнен из сшитого полупроводящего полиэтилена. Его основная функция – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе с изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов.
- Изоляция: Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул под высоким давлением, обладает превосходными диэлектрическими и механическими свойствами, высокой термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C) и стойкостью к тепловым перегрузкам.
- Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой): Также выполнен из сшитого полупроводящего полиэтилена. Вместе с экраном по жиле формирует коаксиальную систему, обеспечивающую радиальное распределение электрического поля только в толще изоляции.
- Поясная изоляция и заполнение: Пространство между изолированными жилами заполняется экструдированными или наложенными жгутами из полупроводящего материала. Поверх скрученных жил накладывается поясная изоляция из полупроводящей ленты. Эти элементы обеспечивают круглую форму готового сердечника и дополнительно выравнивают поле.
- Металлический экран (свинцовая оболочка): Герметичная оболочка из свинцового сплава. Выполняет несколько критически важных функций: является нулевой точкой и заземляемым элементом для тока утечки, обеспечивает защиту от проникновения влаги и агрессивных сред к изоляции, служит барьером для распространения горения.
- Защитный покров под броней: На свинцовую оболочку накладывается подушка, обычно состоящая из битумного состава, крепированной бумаги или полимерной ленты, которая предотвращает коррозию и механические повреждения свинца от бронелент.
- Броня: Выполнена из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с зазором. Предназначена для защиты кабеля от механических повреждений (растяжения, удары, грызуны).
- Наружная оболочка: Выполнена из полиэтилена (обозначение «П» в маркировке). Защищает броню от коррозии и агрессивного воздействия внешней среды (почвы, химикатов). Кабель с такой оболочкой предназначен для прокладки в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью.
- ПСПтпБ vs АПСПтпБ: Буква «А» в начале маркировки указывает на алюминиевую токопроводящую жилу. Алюминиевый кабель легче и дешевле медного, но имеет больший диаметр при том же сечении по току и менее гибок. Медный кабель (ПСПтпБ) обладает более высокой проводимостью, стойкостью к механическим изгибам и окислению в местах соединений, но имеет существенно более высокую стоимость.
- ПСПтпБ vs ПвПтпБ: Замена свинцовой оболочки («С») на гофрированную алюминиевую («в») приводит к снижению массы кабеля и его стоимости. Однако кабель ПвПтпБ не обладает абсолютной герметичностью и не рекомендуется для трасс с большой разностью уровней и в условиях возможного контакта с агрессивными жидкостями.
- ПСПтпБ vs кабели в пластмассовой оболочке (ПвВГ, ПвПуГ): Кабели без металлической герметизирующей оболочки значительно легче и гибче. Однако они не обеспечивают такой же уровень защиты изоляции от влаги и не могут использоваться на трассах с неограниченной разностью уровней, так как существует риск продольной миграции влаги в случае повреждения наружного покрова.
- Раскатка и укладка: Из-за значительной массы и жесткости требуется использование механизмов (лебедки, ролики). Минимально допустимый радиус изгиба при прокладке составляет 15-20 наружных диаметров кабеля. Запрещены резкие изгибы и удары, способные повредить свинцовую оболочку или вызвать деформацию изоляции.
- Соединение и оконцевание: Для соединения кабельных отрезков используются специальные свинцовые или эпоксидные муфты (соединительные, стопорные, переходные). Технология включает разделку концов кабеля с послойным удалением оболочек, монтаж изолирующего корпуса, восстановление электрических экранов и герметизацию. Оконцевание производится с помощью кабельных наконечников и концевых заделок (полимерных или чугунных). Критически важным является качественная герметизация точки ввода жилы в наконечник и восстановление экрана.
- Заземление: Свинцовая оболочка и броня должны быть надежно заземлены с обеих сторон кабельной линии. Это обеспечивает безопасность персонала и корректную работу релейной защиты, реагирующей на токи утечки.
Основные технические характеристики и условия эксплуатации
Кабель ПСПтпБ регламентируется техническими условиями ТУ 16.К71-335-2004 и другими отраслевыми стандартами. Его ключевые параметры представлены в таблицах ниже.
Таблица 1. Номинальные сечения жил и масса кабеля (пример для 20 кВ, медная жила)
| Номинальное сечение, мм² | Примерный наружный диаметр, мм | Примерная масса 1 км кабеля, кг |
|---|---|---|
| 3х50 | 65-70 | 5500-6000 |
| 3х70 | 70-75 | 6200-6800 |
| 3х95 | 75-80 | 7200-7800 |
| 3х120 | 80-85 | 8000-8700 |
| 3х150 | 85-90 | 9200-10000 |
| 3х185 | 90-95 | 10500-11500 |
Таблица 2. Электрические и температурные характеристики
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 20/35 |
| Максимально допустимая температура жилы при длительной работе | +90°C |
| Допустимая температура при перегрузке | +130°C |
| Допустимая температура при коротком замыкании | +250°C |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева | -20°C |
| Сопротивление изоляции, не менее | 1000 МОм·км |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после прокладки, продолжительность 10 мин. | 2.5U0 (50 кВ для 20 кВ кабеля) |
Условия эксплуатации: Кабель предназначен для прокладки в земле (траншеях), тоннелях, каналах, шахтах, а также в помещениях с высокой влажностью. Благодаря свинцовой оболочке и полиэтиленовому шлангу, он может использоваться в грунтах с повышенной и средней коррозионной активностью, в том числе с наличием блуждающих токов. Допускается прокладка на трассах с неограниченной разностью уровней. Свинцовая оболочка обеспечивает полную герметичность и защиту от проникновения влаги, что критически важно для сохранения диэлектрических свойств изоляции из сшитого полиэтилена на протяжении всего срока службы.
Сравнение с аналогами и выбор кабеля
ПСПтпБ является одним из представителей семейства кабелей со свинцовой оболочкой и СПЭ-изоляцией. Его выбор обусловлен конкретными условиями проекта.
Таким образом, выбор в пользу ПСПтпБ оправдан при прокладке в сложных грунтах (заболоченность, агрессивная среда, блуждающие токи), на трассах с большим перепадом высот, а также в ответственных участках сетей, где приоритетом является максимальная надежность и долговечность (более 30 лет).
Особенности монтажа и соединения
Монтаж кабеля ПСПтпБ требует специальных знаний и оборудования из-за наличия свинцовой оболочки.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем ключевое преимущество свинцовой оболочки перед алюминиевой или пластмассовым шлангом?
Свинец обеспечивает абсолютную герметичность и водонепроницаемость, является химически стойким материалом и не подвержен коррозии в широком спектре грунтов. Он служит надежным барьером на протяжении всего срока службы, защищая диэлектрик от влаги, что для СПЭ-изоляции является критическим фактором долговечности.
Можно ли прокладывать кабель ПСПтпБ в воздухе (по эстакадам, фасадам)?
Да, можно, но с учетом его значительной массы и необходимости защиты от ультрафиолетового излучения. Полиэтиленовая наружная оболочка не стойка к длительному воздействию УФ-лучей, поэтому при открытой прокладке рекомендуется использование кабелей с защитным шлангом из полиэтилена, стабилизированного к солнечному излучению, или применение дополнительных защитных кожухов.
Какой срок службы у кабеля ПСПтпБ?
Номинальный срок службы при соблюдении условий эксплуатации, монтажа и правил технической эксплуатации составляет не менее 30 лет. Фактический срок может превышать 40-50 лет благодаря стабильности материалов (сшитый полиэтилен, свинец).
Требуется ли для кабеля ПСПтпБ дополнительная защита при прокладке в земле?
Броня из стальных лент и полиэтиленовая оболочка обеспечивают достаточную защиту от механических воздействий и коррозии. Однако согласно ПУЭ, при прокладке в траншеях с высокой вероятностью повреждений (районы с активным строительством, скальные грунты) кабель рекомендуется дополнительно защищать сигнально-предупредительной лентой или кирпичом.
В чем разница между кабелями ПСПтпБ и ПСПтпШв?
Буква «Шв» в конце маркировки означает «Защитный шланг из выпрессованного поливинилхлоридного пластиката». Кабель ПСПтпШв имеет наружную оболочку из ПВХ, который более стоек к истиранию и горению, но менее стоек к некоторым химикатам и имеет меньшую стойкость к УФ-излучению по сравнению с полиэтиленом. Выбор зависит от конкретных условий прокладки.
Как производится контроль состояния изоляции после прокладки?
Обязательным этапом является высоковольтное испытание повышенным напряжением выпрямленного тока (метод постоянного напряжения) или сверхнизкой частоты (VLF). Например, для кабеля на 20 кВ испытательное напряжение постоянного тока составляет 60-70 кВ в течение 10-15 минут. Это позволяет выявить возможные повреждения изоляции, полученные при транспортировке и монтаже.
Заключение
Кабель ПСПтпБ представляет собой высокотехнологичное и надежное решение для создания магистральных и распределительных сетей среднего напряжения в условиях, предъявляющих повышенные требования к герметичности, коррозионной стойкости и долговечности. Комбинация современных материалов – сшитого полиэтилена для изоляции и традиционного свинца для герметизации – обеспечивает оптимальный баланс электрических, механических и эксплуатационных характеристик. Его применение экономически и технически оправдано на ответственных участках, в сложных геологических и климатических условиях, где первостепенное значение имеет бесперебойность электроснабжения и минимизация затрат на жизненный цикл кабельной линии. Правильный выбор, квалифицированный монтаж и соблюдение правил эксплуатации являются залогом многолетней и безотказной работы кабельных линий на базе ПСПтпБ.