Кабель ПвПбШв 3х240: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель ПвПбШв 3х240 представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на напряжение 6, 10 или 20 кВ, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Его маркировка расшифровывается следующим образом: П – изоляция из силанольносшитого полиэтилена, П – оболочка из полиэтилена, б – броня из стальных оцинкованных лент, Шв – защитный шланг из поливинилхлоридного пластиката. Цифра 3 указывает на количество основных токопроводящих жил, а 240 – номинальное сечение каждой жилы в мм².
Конструкция кабеля ПвПбШв 3х240
Конструкция кабеля является многослойной и обеспечивает высокую надежность в тяжелых условиях эксплуатации. Рассмотрим каждый элемент подробно.
1. Токопроводящая жила
Жила сечением 240 мм² выполняется, как правило, из медной проволоки (категория 1 или 2 по ГОСТ 22483). Для данного сечения жила чаще всего имеет секторную (сегментную) форму, что позволяет оптимизировать диаметр кабеля, снизить расход материалов и облегчить монтаж. Медь обеспечивает высокую электропроводность, стойкость к окислению и механическую прочность.
2. Экранирование жилы
Каждая токопроводящая жила индивидуально экранирована. Экранирование включает в себя:
- Экран по изоляции (полупроводящий слой): Наносится поверх изоляции жилы. Выполняется из токопроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Выравнивает распределение электрического поля, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.
- Медный экран (поясной экран): Выполняется в виде медной ленты, оплетки из медных проволок или их комбинации. Служит для отвода токов утечки и обеспечения симметрии электрического поля. В кабелях на 6-10 кВ часто используется экран в виде медной ленты, наложенной продольно или спирально.
- Рабочая температура жилы: до +90°C в длительном режиме, до +130°C в режиме перегрузки, до +250°C в режиме короткого замыкания.
- Высокая стойкость к тепловому старению и растрескиванию.
- Отличные диэлектрические характеристики и низкая диэлектрическая проницаемость.
- Высокая стойкость к влаге и химическим реагентам.
- Защита от механических повреждений (удары, сдавливание, растяжение, грызуны).
- Повышение стойкости к вибрационным нагрузкам.
- Защита от проникновения влаги после локального повреждения внешней оболочки.
- Магистральные линии распределительных сетей 6-20 кВ: Питание от подстанций к городским и промышленным распределительным пунктам (РП), трансформаторным подстанциям (ТП).
- Питание мощных промышленных потребителей: Заводы, фабрики, крупные цеха, где требуется передача большой мощности (порядка 10-15 МВА на напряжении 10 кВ).
- Системы электроснабжения объектов инфраструктуры: Аэропорты, вокзалы, спортивные комплексы, больницы.
- Прокладка в условиях повышенной механической опасности: Наличие брони делает кабель пригодным для прокладки в земле (траншеях) без дополнительных защитных труб, в коллекторах, тоннелях, по мостам и эстакадам, где возможны внешние воздействия.
- Установки с высокой вероятностью возникновения токов короткого замыкания: Благодаря высокой стойкости изоляции СПЭ к термическим воздействиям.
- Преимущества ПвПбШв: Более высокая допустимая температура, меньший вес и диаметр, отсутствие ограничений по перепаду высот при прокладке, простота монтажа и соединения, не требует сложной концевой разделки с заправкой масло-канифольных составов.
- Недостатки ПвПбШв: Более высокая чувствительность к качеству монтажа концевых муфт (требуется абсолютная чистота и герметичность), более высокая стоимость на низких и средних напряжениях.
3. Изоляция
Основная изоляция жил выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал получают путем химической или радиационной сшивки молекул полиэтилена, что придает ему выдающиеся свойства:
4. Заполнитель и поясная изоляция
Пространство между экранированными жилами заполняется эластичным материалом (например, ПВХ поясами или резиновыми жгутами) для придания кабелю круглой формы и механической стабильности. Поверх заполнения может накладываться поясная изоляция из полупроводящих или изоляционных материалов.
5. Броня
Броня выполняется из двух стальных оцинкованных лент, наложенных спирально с перекрытием. Основные функции:
6. Внешняя оболочка
Наружный шланг из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ) марки Шв. Он накладывается поверх брони и служит для защиты стальных лент от коррозии, а также обеспечивает дополнительную механическую и химическую защиту. Оболочка имеет характерный оранжевый цвет для кабелей на напряжение выше 1 кВ, что облегчает идентификацию.
Основные технические характеристики и параметры
Таблица 1. Ключевые технические параметры кабеля ПвПбШв 3х240
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U (Um) | 6/10 (12) кВ; 8,7/15 (17,5) кВ; 12/20 (24) кВ |
| Количество и сечение основных жил | 3 x 240 мм² |
| Материал жилы | Медь (класс 1 или 2) |
| Форма жилы | Секторная |
| Материал изоляции | Сшитый полиэтилен (XLPE) |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90°C |
| Допустимая температура при КЗ (до 5 с) | +250°C |
| Минимальный радиус изгиба при монтаже | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Сопротивление изоляции при +20°C | Не менее 100 МОм·км |
| Испытательное переменное напряжение (50 Гц, 10 мин.) | Для 6/10 кВ: 22 кВ; для 8,7/15 кВ: 26 кВ; для 12/20 кВ: 35 кВ |
| Стойкость к переменному току односекундного КЗ | Около 31 кА (зависит от конкретных ТУ) |
| Масса 1 км кабеля (ориентировочно) | ~11000 — 13000 кг |
| Наружный диаметр (ориентировочно) | ~75 — 85 мм |
Таблица 2. Длительно допустимый ток нагрузки (Iдоп) для кабеля ПвПбШв 3х240
Условия прокладки: в земле (траншее) при температуре грунта +25°C, глубине прокладки 0,7-1,0 м, удельном тепловом сопротивлении грунта 1,2 К·м/Вт.
| Напряжение, кВ | Iдоп при прокладке в земле, А | Iдоп при прокладке в воздухе, А |
|---|---|---|
| 6/10 | ~ 440 — 460 | ~ 510 — 530 |
| 8,7/15 | ~ 430 — 450 | ~ 500 — 520 |
| 12/20 | ~ 420 — 440 | ~ 490 — 510 |
Примечание: Точные значения Iдоп необходимо брать из технических условий (ТУ) на конкретный кабель и уточнять расчетом с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру окружающей среды, группирование, тепловое сопротивление среды и др.).
Область применения и способы прокладки
Кабель ПвПбШв 3х240 предназначен для эксплуатации в электрических сетях на напряжение до 20 кВ включительно. Основные сферы применения:
Способы прокладки: Кабель допускается к прокладке в земле (траншеях), кабельных каналах, блоках, тоннелях, коллекторах, по эстакадам и галереям, а также внутри помещений. Запрещена прокладка по ненагруженным тросам (по воздуху) без дополнительной поддержки, так как кабель не предназначен для значительных растягивающих нагрузок.
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Сравнение с кабелем АПвПбШв: Аналог с алюминиевой жилой. ПвПбШв с медной жилой имеет меньшее электрическое сопротивление, следовательно, более высокую пропускную способность (токовую нагрузку) и меньшие потери мощности при той же площади сечения. Медный кабель более гибок и устойчив к изломам при монтаже, но значительно дороже и тяжелее.
Сравнение с кабелем ПвБШв: Кабель ПвБШв имеет броню из стальных оцинкованных проволок (индекс «Б»), а не лент («б»). Броня из проволок лучше защищает от растягивающих нагрузок, но кабель становится дороже и менее гибким. Ленточная броня эффективнее против ударов и продавливания.
Сравнение с кабелями с бумажной изоляцией (например, СБл):
Особенности монтажа и эксплуатации
1. Транспортировка и хранение: Барабаны с кабелем должны перевозиться и храниться в вертикальном положении. Запрещены сбрасывания и удары. Хранение на открытом воздухе должно быть ограничено по времени, кабель должен быть защищен от прямых солнечных лучей.
2. Прокладка: При прокладке в земле необходимо обеспечить песчаную подушку толщиной не менее 100 мм и защиту сверху кирпичом или сигнальной лентой. Глубина прокладки — не менее 0,7 м. Радиус изгиба должен строго соблюдаться.
3. Соединение и оконцевание: Для монтажа применяются специальные кабельные муфты — соединительные и концевые, рассчитанные на работу с изоляцией из сшитого полиэтилена. Критически важным является соблюдение технологии зачистки, обезжиривания, наложения полупроводящих и экранирующих слоев, а также герметизация.
4. Испытания перед вводом в эксплуатацию: После монтажа кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям выпрямленным напряжением или переменным напряжением частотой 0,1 Гц (VLF), а также измеряется сопротивление изоляции и проверяется целостность и проводимость экранов.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем ключевое отличие кабеля ПвПбШв от ПвБШв?
Буква «б» в маркировке ПвПбШв означает броню из двух стальных оцинкованных лент. Буква «Б» в маркировке ПвБШв означает броню из стальных оцинкованных проволок. Ленточная броня лучше защищает от механических повреждений ударного типа, проволочная — от растягивающих нагрузок.
Можно ли прокладывать кабель ПвПбШв 3х240 в воде?
Нет, напрямую в воде (реки, озера) прокладка не допускается. Конструкция кабеля (броня из стальных лент, внешняя ПВХ оболочка) обеспечивает стойкость к влажной среде, грунтовым водам и возможность кратковременного погружения, но для постоянной прокладки в водной среде предназначены специальные кабели с усиленной гидрозащитой (например, с алюминиевой оболочкой).
Какой срок службы у данного кабеля?
Номинальный срок службы кабеля ПвПбШв, заявленный производителями при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки и монтажа, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть больше и зависит от режимов нагрузки, внешних воздействий и качества обслуживания.
Требуется ли дополнительная защита при прокладке в земле?
Брони и внешней оболочки кабеля достаточно для укладки непосредственно в траншею. Однако для дополнительной защиты от механических повреждений при последующих земляных работах рекомендуется укладка поверх кабеля (на расстоянии ~250 мм) сигнальной пластиковой ленты или защитных плит (кирпича, бетонных плит).
Допустимо ли соединение кабеля ПвПбШв с кабелем с бумажной изоляцией?
Да, допустимо, но только с использованием специальных переходных муфт, которые обеспечивают электрическое соединение жил и экранов, а также надежную изоляцию и герметизацию стыка двух принципиально разных типов изоляции. Монтаж должны выполнять квалифицированные специалисты.
Как расшифровать маркировку на барабане «ПвПбШв 3х240-10»?
Это означает: кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, с полиэтиленовой оболочкой поверх экрана, с броней из стальных лент, в защитном шланге из ПВХ, 3 жилы сечением 240 мм², на номинальное напряжение 10 кВ (соответствует классу напряжения 6/10 кВ).
Каковы главные риски при монтаже этого кабеля?
Основные риски: нарушение минимального радиуса изгиба (приводит к повреждению изоляции и экрана), повреждение внешней оболочки и брони при протяжке, попадание влаги или загрязнений на торцы кабеля при разделке, несоблюдение технологии монтажа муфт (недостаточная очистка, неправильное наложение полупроводящих слоев, плохая герметизация).
Заключение
Кабель ПвПбШв 3х240 является современным, надежным и высокотехнологичным решением для построения магистральных и распределительных сетей среднего класса напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, медной токопроводящей основы, ленточной брони и защитной оболочки, обеспечивает длительную и бесперебойную работу в широком диапазоне условий. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля в соответствии с ПУЭ, техническими условиями и инструкциями производителей являются залогом экономичной и безопасной работы энергетического объекта.