Кабели силовые сечение 150 мм с пластмассовой изоляцией
Кабели силовые сечением 150 мм² с пластмассовой изоляцией: конструкция, применение и технические аспекты
Силовые кабели с сечением токопроводящей жилы 150 мм² и пластмассовой изоляцией представляют собой ключевой элемент современных кабельных систем для передачи и распределения электроэнергии на напряжение до 35 кВ включительно. Их широкое применение обусловлено оптимальным балансом между высокой пропускной способностью, механической прочностью, коррозионной стойкостью и относительной простотой монтажа по сравнению с кабелями в бумажно-масляной изоляции. Данная статья детально рассматривает конструктивные особенности, нормативную базу, области применения и технические характеристики этих кабелей.
1. Конструкция кабеля
Конструкция силового кабеля 150 мм² с пластмассовой изоляцией является многослойной и зависит от номинального напряжения и условий прокладки. Основные элементы конструкции представлены ниже.
1.1. Токопроводящая жила
Жила сечением 150 мм² изготавливается, как правило, из медной или алюминиевой проволоки по ГОСТ 22483. Существует два основных типа:
- Однопроволочная (монолитная): Применяется для стационарной прокладки, где не предполагается частых изгибов. Обладает лучшим контактом в соединительных и концевых муфтах.
- Многопроволочная: Состоит из множества проволок, скрученных в жгут. Обладает повышенной гибкостью, что облегчает монтаж в стесненных условиях и позволяет прокладывать трассы со сложной геометрией.
- Поливинилхлоридный пластикат (ПВХ): Применяется для кабелей на напряжение до 3 кв включительно. Обладает хорошими электроизоляционными свойствами, не поддерживает горение, устойчив к воздействию масел, кислот и щелочей. Основной недостаток – выделение хлористого водорода и большое количество дыма при горении.
- Сшитый полиэтилен (СПЭ, XLPE): Является материалом для кабелей на напряжение от 6 до 35 кВ, а также для кабелей низкого напряжения с повышенными требованиями. Процесс «сшивки» создает трехмерную молекулярную сетку, что резко повышает термостойкость (допустимая температура жилы до +90°C в длительном режиме против +70°C для ПВХ), стойкость к тепловым ударам и механическую прочность. Кабели с изоляцией из СПЭ имеют меньший вес и диаметр, а также более высокую допустимую токовую нагрузку по сравнению с аналогами в ПВХ.
- ПВХ пластикат: Стандартное исполнение. Может иметь различные свойства: обычный, маслостойкий, холодостойкий (сохраняет эластичность при низких температурах), не распространяющий горение (нг).
- Полиэтилен (ПЭ): Обладает высокой стойкостью к влаге и агрессивным средам, но поддерживает горение.
- Галоген-фри компаунды: При горении не выделяют коррозионно-активных галогенов (хлора), что критически важно для объектов с чувствительной электроникой (метро, аэропорты, ЦОДы).
- По допустимой потере напряжения: Для протяженных линий.
- По термической стойкости к токам КЗ: Проверяется соответствие расчетному току КЗ в сети.
- По способу прокладки: Определяет необходимость в броне (для земли), стойкости к УФ-излучению (для открытого солнца), групповой прокладке (требование к индексу «нг»).
- По условиям окружающей среды: Наличие химически активных веществ, блуждающих токов, сейсмической активности.
- Промышленная энергетика: Питание мощных электродвигателей, распределение энергии по цехам, подключение трансформаторных подстанций.
- Городские распределительные сети: Кабельные вставки в воздушных линиях 6-10 кВ, питание районных трансформаторных подстанций.
- Объекты инфраструктуры: Аэропорты, вокзалы, спортивные комплексы, торговые центры — в качестве riser-кабелей (стояков) и магистралей.
- Жилищное строительство: Вводы в многоквартирные дома, питание встроенных трансформаторных подстанций.
- Добывающая промышленность: На объектах, где не предъявляются требования по взрывозащите (с соответствующей оболочкой).
- Изгиб: Минимально допустимый радиус изгиба регламентирован. Для одножильных кабелей 150 мм² он обычно составляет 15-20 наружных диаметров, для многожильных — 10-15.
- Тяжение: При протяжке в кабельных каналах или блоках необходимо контролировать усилие тяжения, чтобы не повредить жилы и изоляцию. Используются специальные чулки или захваты.
- Соединение и оконцевание: Требуют применения специальных кабельной арматуры (муфт, наконечников), рассчитанных именно на данное сечение. Для медных жил применяют опрессовку или сварку, для алюминиевых — только опрессовку с использованием кварцево-вазелиновой пасты для разрушения оксидной пленки. Особое внимание уделяется заземлению экранов кабелей на напряжение 6 кВ и выше.
- нг(А) — не распространяющий горение при групповой прокладке по категории А (наиболее строгие требования, когда в пучке содержится более 35 силовых элементов).
- FR (Fire Resistance) — огнестойкий. Сохраняет работоспособность в условиях пламени в течение определенного времени (обычно 60, 90 или 180 минут).
- LS (Low Smoke) — с пониженным дымовыделением.
1.2. Изоляция
Пластмассовая изоляция является определяющим признаком данной группы кабелей. Используются два основных типа полимерных материалов:
1.3. Экраны и поясная изоляция
Для кабелей на напряжение 6 кВ и выше обязательным элементом является экран по изоляции жилы. Он выполняется из полупроводящего сшитого полиэтилена или электропроводящей ленты и служит для выравнивания электрического поля вокруг жилы, предотвращения поверхностных разрядов и коронного разряда. Поверх экрана накладывается металлический экран (обычно из медных проволок или ленты), выполняющий функцию нулевой жилы в сетях с изолированной нейтралью и служащий для защиты от внешних электромагнитных помех и прохождения токов короткого замыкания.
1.4. Оболочка
Внешняя оболочка защищает все внутренние элементы кабеля от механических повреждений, влаги, химических веществ и солнечной радиации. Материал оболочки:
2. Основные типы и марки кабелей
В зависимости от материала жилы, изоляции, наличия экрана и брони, выделяются следующие распространенные марки кабелей сечением 150 мм²:
| Марка кабеля | Материал жилы | Напряжение, кВ | Ключевые особенности | Основная область применения |
|---|---|---|---|---|
| ВВГ | Медь | 0,66; 1 | Изоляция и оболочка из ПВХ. Без брони. | Прокладка в сухих и влажных помещениях, кабельных каналах, на специальных конструкциях. Запрещена прокладка в земле (траншеях). |
| АВВГ | Алюминий | 0,66; 1 | Аналогичен ВВГ, но с алюминиевой жилой. | То же, что и ВВГ. Более экономичное решение для стационарной прокладки. |
| ВВГнг(А)-LS | Медь | 0,66; 1 | Не распространяющий горение по категории А, с пониженным дымо- и газовыделением (LS). | Прокладка пучками (групповая) в общественных зданиях, торговых центрах, офисах, на объектах транспортной инфраструктуры. |
| ПвВГ | Медь | 6; 10; 35 | Изоляция из сшитого полиэтилена, оболочка из ПВХ. С экранами. | Распределительные сети среднего напряжения. Прокладка в воздухе, кабельных сооружениях. |
| ПвПуг | Медь | 6; 10; 35 | Изоляция из СПЭ, оболочка из полиэтилена, гидроизоляция. Бронирование стальными гофрированными лентами. | Прокладка непосредственно в земле (траншеях), в том числе в условиях повышенной коррозионной активности и с высокой вероятностью механических повреждений. |
| АПвБбШп | Алюминий | 6; 10 | Алюминиевая жила, изоляция СПЭ, броня из стальных лент, защитный шланг из полиэтилена. | Экономичное решение для прокладки в земле в сетях среднего напряжения. |
3. Технические характеристики и выбор
3.1. Допустимые токовые нагрузки
Длительно допустимый ток для кабеля 150 мм² зависит от материала жилы, типа изоляции и условий прокладки (в воздухе, в земле, количество кабелей в пучке).
| Марка кабеля / Материал жилы | Прокладка в воздухе, А | Прокладка в земле, А | Примечание |
|---|---|---|---|
| ВВГ, АВВГ (ПВХ изоляция, 70°C) | ~275 (Cu) / ~215 (Al) | ~305 (Cu) / ~240 (Al) | Значения ориентировочные, по ПУЭ 7 изд. Температура земли +15°C, воздуха +25°C. |
| ПвВГ, ПвПуг (СПЭ изоляция, 90°C) | ~350 (Cu) | ~390 (Cu) | Более высокие значения обусловлены повышенной термостойкостью СПЭ. |
Важно: При групповой прокладке вводятся понижающие коэффициенты, которые могут значительно снизить допустимый ток. Точные значения определяются по актуальным редакциям ПУЭ, ГОСТ 31996-2012 или расчетным методом.
3.2. Условия короткого замыкания
Кабель должен выдерживать термическое воздействие токов короткого замыкания (КЗ). Для жилы сечением 150 мм² допустимые значения токов КЗ и их длительность нормированы. Например, для медной жилы с изоляцией из СПЭ при времени КЗ 1 секунда допустимый ток КЗ может превышать 20 кА. Расчет ведется по формуле, учитывающей сечение, материал жилы и допустимое превышение температуры.
3.3. Выбор сечения по условиям
Выбор кабеля 150 мм² осуществляется не только по току нагрузки, но и по совокупности условий:
4. Области применения
Кабели сечением 150 мм² применяются для создания магистральных и распределительных линий в следующих сферах:
5. Особенности монтажа и соединения
Монтаж кабелей большого сечения имеет специфику:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Вопрос 1: Что лучше для стационарной прокладки в земле — кабель с алюминиевой или медной жилой 150 мм²?
Выбор зависит от технико-экономического расчета. Алюминиевый кабель (например, АПвБбШп) значительно дешевле и легче, что упрощает монтаж. Однако медная жила имеет более высокую проводимость, меньший диаметр жилы при одинаковом сечении, большую стойкость к электромеханическим воздействиям (особенно в местах соединений) и лучшую коррозионную стойкость. Для ответственных объектов, где критична надежность и минимизация потерь, часто выбирают медь. Для протяженных распределительных линий с ограниченным бюджетом — алюминий.
Вопрос 2: В чем принципиальная разница между кабелями ВВГ и ПвВГ на 1 кВ?
Ключевое отличие — материал изоляции. ВВГ имеет изоляцию из ПВХ с максимальной рабочей температурой жилы +70°C. ПвВГ на низкое напряжение имеет изоляцию из сшитого полиэтилена (СПЭ) с рабочей температурой до +90°C. Это позволяет кабелю ПвВГ пропускать на 20-30% больший ток при одинаковых условиях прокладки. Также СПЭ более стойкий к тепловым деформациям и обладает лучшими диэлектрическими характеристиками. Однако кабель ПвВГ дороже.
Вопрос 3: Обязательно ли использовать бронированный кабель для прокладки в земле?
Да, для прямой прокладки в траншее без дополнительной защиты (кабельных каналов, труб) необходимо использовать кабели с броней (марки с индексом «Б» — броня из стальных лент или «К» — из круглых проволок, например, ПвПуг, АПвБбШп). Броня защищает кабель от механических повреждений при раскопках, давления грунта и от грызунов. Прокладка небронированного кабеля (например, ВВГ) в земле запрещена правилами ПУЭ.
Вопрос 4: Как правильно выбрать между одножильным и многожильным исполнением?
Одножильный кабель жестче, его сложнее монтировать на трассах с множеством поворотов. Однако он обеспечивает более надежный и простой контакт в муфтах и наконечниках. Чаще используется для стационарной прокладки. Многожильный кабель гибкий, его удобнее прокладывать в сложных кабельных сооружениях (лотках, эстакадах) с частыми изгибами. Однако для оконцевания его жил требуются специальные наконечники с контролем обжатия каждой проволочки.
Вопрос 5: Что означает маркировка «нг(А)-FRLS» на кабеле?
Это расширенная маркировка по пожарной безопасности:
Такой кабель предназначен для прокладки на путях эвакуации и в зонах с массовым пребыванием людей для обеспечения работы систем безопасности при пожаре.
Заключение
Силовые кабели сечением 150 мм² с пластмассовой изоляцией представляют собой технологически зрелый и разнообразный класс продукции, покрывающий большинство задач по передаче электроэнергии в низковольтных и средневольтных сетях. Правильный выбор конкретной марки — компромисс между стоимостью, условиями эксплуатации, требованиями пожарной безопасности и надежности. Ключевыми факторами являются материал и тип изоляции (ПВХ/СПЭ), наличие и тип брони, а также материал токопроводящей жилы. Строгое соблюдение правил монтажа, соединения и заземления, предписанных ПУЭ и инструкциями производителей, является обязательным условием для обеспечения долговечной и безопасной работы кабельной линии.