Кабель ПвБПуг 30 кВ
Кабель ПвБПуг 30 кВ: конструкция, технические характеристики и область применения
Кабель ПвБПуг 30 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 30 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долговечность и устойчивость к сложным условиям эксплуатации, включая прямое прокладку в грунте. Расшифровка маркировки: П – изоляция из силанольносшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, Б – броня из двух стальных оцинкованных лент, П – наружный покров (защитный шланг) из полиэтилена, уг – подушка под броню (из битума, стеклопряжи или аналогичных материалов).
Конструкция кабеля ПвБПуг 30 кВ
Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Основные компоненты, начиная от центра:
- Токопроводящая жила: Как правило, выполняется из медной проволоки (материал М) или алюминия (А). Жила может быть однопроволочной (секторной или круглой) для сечений до 240-300 мм² или многопроволочной для больших сечений. Класс гибкости – 1 или 2. Сечение жилы выбирается исходя из условий токовой нагрузки и экономической целесообразности.
- Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой): Наносится поверх токопроводящей жилы методом экструзии. Изготавливается 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). Это ключевой элемент, определяющий высокое номинальное напряжение (30 кВ). СПЭ обладает превосходными диэлектрическими свойствами, высокой термостойкостью (допустимая температура жилы +90°C в длительном режиме), стойкостью к тепловым ударам и влаге. Толщина изоляции нормирована стандартами (например, ГОСТ 15150).
- Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой): Также выполнен из сшитого полупроводящего полиэтилена. Служит для создания равномерного цилиндрического электрического поля вокруг изоляции и является частью системы экранирования.
- Медный экран (поясная изоляция): Выполняется в виде медных лент, наложенных спирально, или в виде оплетки из медных проволок. Основные функции: защита от внешних электромагнитных помех, замыкание емкостных токов на землю, обеспечение безопасности при повреждении (ток короткого замыкания стекает на землю через этот экран).
- Подушка под броню: Обозначается в маркировке как «уг». Представляет собой слой из битумного состава, крепированной бумаги, стеклопряжи или полимерных материалов. Назначение – предотвращение коррозии брони и защита вышележащих слоев от повреждения стальными лентами.
- Броня: Выполнена из двух оцинкованных стальных лент (маркировка «Б»), наложенных с зазором так, чтобы верхняя лента перекрывала зазор нижней. Предназначена для защиты кабеля от механических повреждений (напр., при прокладке в грунте, от давления грунта, случайных ударов), а также от растягивающих усилий.
- Наружная оболочка: Выполнена из полиэтилена (маркировка «П» в конце). Обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли, продукты жизнедеятельности микроорганизмов), а также к истиранию. Цвет оболочки, как правило, черный.
- Магистральные линии распределительных сетей 35 кВ в городах и промышленных зонах.
- Вводы и распределение электроэнергии на крупных промышленных предприятиях, нефтехимических комплексах, горнодобывающих объектах.
- Питание мощных трансформаторных подстанций 35/6(10) кВ.
- Прокладка в кабельных туннелях, коллекторах, по эстакадам и в помещениях.
- Прямая прокладка в земле (траншеях) при наличии блуждающих токов, в грунтах с высокой коррозионной активностью, включая болотистые и засоленные участки.
- Разделка кабеля: Послойное снятие оболочки, брони, экранов и изоляции с точным соблюдением размеров, указанных в инструкции к муфтам.
- Подготовка поверхности изоляции: Тщательная зачистка и шлифовка изоляции из СПЭ для удаления полупроводящего слоя и выравнивания поверхности.
- Монтаж муфт: Используются специальные термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты (СТп, СТО, ССИ). Муфта обеспечивает электрическую непрерывность экранов, герметизацию и восстановление изоляции.
- Заземление: Медные экраны и броня с обеих сторон от муфты должны быть надежно заземлены для безопасности.
Основные технические характеристики и параметры
Кабель ПвБПуг 30 кВ должен соответствовать требованиям технических условий ТУ 16.К71-310-2001 (или более новых редакций) и международным стандартам (МЭК 60502-2).
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 18/30 (где U0 – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное) |
| Частота, Гц | 50 |
| Климатическое исполнение | УХЛ, категории размещения 1-5 (для прокладки в земле, туннелях, каналах, на открытом воздухе, кроме прокладки по воздуху на опорах) |
| Диапазон рабочих температур жилы | От -50°C до +90°C (длительно), до +130°C (в режиме перегрузки), до +250°C (при коротком замыкании, не более 5 сек) |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | Не менее 15 наружных диаметров кабеля для одножильных и 12 для многожильных кабелей |
| Строительная длина | Не менее 250 м для сечений до 50 мм², не менее 200 м для сечений 70-120 мм², не менее 150 м для сечений 150 мм² и выше |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
Область применения и особенности прокладки
Кабель ПвБПуг 30 кВ предназначен для эксплуатации в электрических сетях на класс напряжения 20-35 кВ. Основные сферы применения:
Особенности прокладки: При прокладке в земле необходимо использовать песчаную подушку толщиной не менее 100 мм, а после укладки – защитный слой (песок или мягкий грунт) и сигнальную ленту. Запрещена прокладка в одной траншее с кабелями на напряжение до 1 кВ. При пересечении с инженерными коммуникациями и в местах ввода в здания кабель должен быть защищен трубами или блоками. Монтаж должен производиться при температуре не ниже -15°C без предварительного подогрева.
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами (например, АПвБПуг, СБ)
Сравнение с кабелями в бумажно-масляной изоляции (СБ) и алюминиевыми аналогами (АПвБПуг):
| Параметр | ПвБПуг (Cu/XLPE) | АПвБПуг (Al/XLPE) | СБ (Cu/бумажно-масляная) |
|---|---|---|---|
| Материал жилы | Медь | Алюминий | Медь |
| Допустимая температура жилы, °C | +90 | +90 | +80 |
| Допустимая токовая нагрузка | Высокая (лучше, чем у Al при том же сечении) | Ниже, чем у меди (~ на 30% при равном сечении) | Сопоставима с ПвБПуг, но ограничена условиями охлаждения |
| Влияние перепадов высот | Отсутствует | Отсутствует | Критично (стекание пропитки) |
| Монтаж | Проще, допустимы большие перепады по трассе | Проще, но требуется осторожность с изгибом алюминия | Сложный, требует специальных муфт и контроля уровня масла |
| Эксплуатация | Не требует обслуживания | Не требует обслуживания | Требует мониторинга давления/уровня масла |
| Пожароопасность | Низкая (не распространяет горение) | Низкая | Высокая (наличие масла) | Стоимость | Высокая (за счет меди и технологии СПЭ) | На 40-60% ниже, чем у медного | Высокая, плюс затраты на обслуживание |
Преимущества ПвБПуг: Высокая пропускная способность, отсутствие ограничений по трассе, полная негорючесть изоляции, минимальное обслуживание, длительный срок службы, стойкость к влаге и агрессивным средам.
Недостатки: Высокая стоимость, чувствительность изоляции СПЭ к точечным механическим повреждениям при монтаже (требуется аккуратность), необходимость использования специальных инструментов и муфт для монтажа.
Монтаж и соединение. Концевые и соединительные муфты.
Для монтажа кабеля ПвБПуг 30 кВ применяется технология, требующая высокой квалификации персонала. Основные этапы:
Для кабеля ПвБПуг применяются концевые муфты (КВПт, КВПн) для соединения с открытыми токоведущими частями (шинами КРУ) и соединительные муфты для сращивания строительных длин.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальная разница между кабелями ПвБПуг и ПвБШп?
Основное отличие – в конструкции брони и наружной оболочки. У ПвБПуг броня из стальных лент, а наружная оболочка – полиэтиленовая. У ПвБШп броня выполнена из стальных оцинкованных проволок (Ш – «шланг бронированный из проволок»), а наружная оболочка – из поливинилхлоридного пластиката. ПвБШп обладает повышенной стойкостью к растягивающим нагрузкам (например, на крутых склонах), но полиэтиленовая оболочка ПвБПуг более стойка к химической коррозии и влагопоглощению.
Можно ли прокладывать кабель ПвБПуг 30 кВ в воздухе (по опорам)?
Нет, данный кабель не предназначен для воздушной прокладки на опорах. Для этого существуют кабели с самонесущим исполнением (например, с тросом). ПвБПуг может прокладываться по воздуху только внутри помещений, по конструкциям, либо по эстакадам и галереям, где он защищен от прямых солнечных лучей и механических колебаний.
Как правильно выбрать сечение жилы кабеля ПвБПуг 30 кВ?
Выбор сечения производится по двум основным критериям: по длительно допустимому току нагрузки (с учетом условий прокладки и температуры окружающей среды) и по термической стойкости к токам короткого замыкания. Расчеты должны выполняться в соответствии с ПУЭ (Правила устройства электроустановок) гл. 1.3. Для предварительной оценки можно использовать таблицы допустимых токов из технических каталогов производителей, внося необходимые поправочные коэффициенты.
Требуется ли дополнительная защита кабеля при прокладке в земле?
Брони и полиэтиленовой оболочки кабеля ПвБПуг обычно достаточно для защиты в большинстве типов грунтов. Однако в условиях повышенной механической опасности (например, в зонах возможных земляных работ) рекомендуется дополнительная защита в виде плит, кирпича или защитных труб на участке выше 0.5 м от кабеля. Обязательна укладка сигнальной ленты.
Каковы особенности монтажа концевых муфт на этот кабель?
Ключевая особенность – необходимость полного и аккуратного удаления полупроводящего экрана с изоляции жилы. Для этого используют специальные шаблоны и абразивные материалы. Неполное удаление экрана или наличие царапин на основной изоляции может привести к локальной концентрации электрического поля и пробою. Также критически важно обеспечить абсолютную чистоту поверхности изоляции перед наложением муфты.
Что означает маркировка «уг» и можно ли заменить кабель на ПвБП, если прокладка в сухом грунте?
Маркировка «уг» указывает на наличие подушки под броню, которая защищает внутренние слои от коррозии, которую может вызвать броня, и амортизирует механические воздействия. В сухих неагрессивных грунтах теоретически возможна замена на ПвБП (без подушки), однако кабель ПвБПуг является более универсальным и надежным решением. Использование ПвБП без «уг» должно быть строго обосновано проектом и условиями эксплуатации.