Кабели 3 жилы сечением 240

Кабели силовые с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 6-35 кВ, 3-жильные, сечением 240 мм²: технические характеристики, области применения и особенности монтажа

Трехжильные кабели сечением 240 мм² представляют собой ключевой элемент в системах распределения электроэнергии среднего и высокого напряжения. Номинальное сечение 240 мм² является одним из наиболее востребованных для магистральных линий, питания крупных промышленных объектов, городских распределительных сетей и объектов инфраструктуры. Данная статья детально рассматривает конструкцию, параметры, стандарты и практику применения кабелей данного типоразмера.

Конструкция кабеля 3х240 мм²

Конструкция трехжильного кабеля сечением 240 мм² является многослойной и строго регламентированной. Каждый слой выполняет конкретную электротехническую или защитную функцию.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма жил применяется для уменьшения общего диаметра кабеля и экономии материалов изоляции и оболочки. Для сечения 240 мм² жила, как правило, многопроволочная (класс 2 по ГОСТ 22483 или IEC 60228), что обеспечивает необходимую гибкость.
• Экран по жиле (полупроводящий экран): Наносится поверх токопроводящей жилы в виде слоя из сшитого полиэтилена, модифицированного сажей, или полупроводящей ленты. Его назначение – выравнивание электрического поля у поверхности жилы, предотвращение возникновения локальных перенапряжений и коронного разряда.
• Изоляция: Основной изоляционный слой выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Для кабелей на напряжение 6, 10, 20, 35 кВ толщина изоляции стандартизирована. Материал XLPE обладает высокой температурной стойкостью (допустимая температура жилы до +90°C в длительном режиме и до +250°C при КЗ), отличными диэлектрическими и механическими свойствами.
• Экран по изоляции (полупроводящий экран): Аналогичен экрану по жиле. Наносится поверх изоляции для выравнивания внешнего электрического поля и обеспечения надежного контакта с металлическим экраном.
• Поясная изоляция: В трехжильных кабелях поверх индивидуально экранированных жил может накладываться общий поясной слой из полупроводящего материала или крепированной бумаги, формирующий круглую форму для последующей брони.
• Металлический экран/броня: Выполняет функции защиты от внешних электромагнитных воздействий, является нулевой жилой в сетях с изолированной нейтралью и обеспечивает безопасность при повреждении основной изоляции, отводя токи замыкания на землю. Для кабелей 3х240 мм² применяются:
  • Медная экранная лента (гофрированная или гладкая).
  • Медные проволоки, наложенные поверх поясной изоляции (часто в комбинации с лентой).
  • Броня из стальных оцинкованных лент (тип Б) или проволок (тип К) – применяется для кабелей, прокладываемых в земле (в траншеях) или в условиях риска механических повреждений.
• Внешняя оболочка: Защищает все внутренние элементы от влаги, агрессивных сред, ультрафиолета и механических воздействий. Изготавливается из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката или полиэтилена (PE). Для кабелей с броней оболочка накладывается поверх брони.

Основные технические характеристики и параметры

Параметры кабелей 3х240 мм² определяются стандартами (ГОСТ, IEC, ТУ) и зависят от материала жилы и номинального напряжения.

Таблица 1: Сравнительные характеристики кабелей 3х240 мм² с медной и алюминиевой жилой (на примере напряжения 10 кВ)

Параметр	Кабель с алюминиевой жилой (АПвВнг, АПвБбШп)	Кабель с медной жилой (ПвВнг, ПвБбШп)	Примечание
Материал жилы	Алюминий (Al)	Медь (Cu)	—
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более	0.125	0.0754	По ГОСТ 22483
Допустимый длительный ток нагрузки (в земле), А	~320-340	~400-425	Зависит от условий прокладки, температуры грунта, числа кабелей в траншее.
Допустимый ток короткого замыкания (1 сек), кА	~21-23	~35-38	Рассчитывается по формуле с учетом материала и сечения.
Масса 1 км кабеля, кг	~8000-11000	~11000-14000	Зависит от конструкции (броня, оболочка).
Внешний диаметр, мм	~75-85	~75-85	Зависит от конструкции.
Стоимость	Ниже	Выше (в 2-4 раза)	Медь дороже алюминия.

Таблица 2: Зависимость толщины изоляции из XLPE от номинального напряжения

Номинальное напряжение U0/U (Um), кВ	Толщина изоляции из XLPE, мм, не менее	Пример марки кабеля (медь)
6/10 (12)	3.4	ПвВнг-6
8.7/15 (17.5)	4.5	ПвВнг-10
12/20 (24)	5.5	ПвВнг-20
18/30 (36)	8.0	—
26/35 (40.5)	9.3	ПвВнг-35

Области применения и выбор марки кабеля

Кабели 3х240 мм² применяются для передачи и распределения электроэнергии в трехфазных сетях переменного тока частотой 50 Гц с изолированной, компенсированной или эффективно заземленной нейтралью.

• АПвВнг(А)-ХЛ, АПвБбШп-ХЛ: Кабели с алюминиевой жилой. Применяются для прокладки в кабельных сооружениях (лотках, тоннелях, каналах) и помещениях (АПвВнг), а также в земле (траншеях) при наличии брони (АПвБбШп). Основная сфера – магистральные линии распределительных сетей 6-35 кВ, питание крупных районов, промпредприятий.
• ПвВнг(А)-ХЛ, ПвБбШп-ХЛ: Кабели с медной жилой. Используются там, где критичны высокие токовые нагрузки, стойкость к динамическим нагрузкам (вибрация), ограничены габариты трассы (более высокая проводимость меди позволяет при том же токе использовать меньшее сечение, но 240 мм² остается стандартом для мощных потребителей). Часто применяются на ответственных объектах: ТЭЦ, ГЭС, нефтехимические комбинаты, метрополитен, аэропорты.
• Кабели с индексом «нг(А)»: Обозначает нераспространение горения при групповой прокладке по категории А (наибольшая огневая нагрузка). Обязательны для прокладки в пучках внутри электростанций, подстанций, многофункциональных комплексов.
• Кабели с индексом «LS» (Low Smoke): С пониженным дымовыделением и газовыделением при пожаре. Применяются в метро, тоннелях, общественных зданиях, где важна видимость при эвакуации и безопасность для людей.

Особенности монтажа и эксплуатации

Прокладка и монтаж кабелей 3х240 мм² требуют соблюдения строгих правил ввиду их большого веса, жесткости и высокого рабочего напряжения.

• Транспортировка и хранение: Барабаны с кабелем должны перемещаться и разгружаться с помощью кранов или погрузчиков. Запрещено сбрасывание барабанов. Хранение – под навесом, предотвращая попадание влаги и прямых солнечных лучей на оболочку.
• Прокладка: Минимально допустимый радиус изгиба при прокладке составляет 15-20 наружных диаметров кабеля для одножильных экранированных конструкций. Для кабеля 3х240 мм² это обычно 1200-1500 мм. При протяжке в кабельных каналах необходимо использовать ролики и специальные лебедки, исключающие механические повреждения оболочки. Сила натяжения строго нормируется.
• Прокладка в земле: Глубина траншеи – не менее 0.7-1.0 м. На дне – песчаная подушка (10 см). После укладки кабель засыпается слоем песка (20 см), затем укладывается сигнальная лента и производится обратная засыпка грунтом. Расстояние между параллельно проложенными кабелями должно быть не менее 100 мм для обеспечения теплоотвода.
• Концевые и соединительные муфты: Для кабелей с изоляцией из XLPE применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты. Монтаж должен производиться квалифицированным персоналом с соблюдением абсолютной чистоты в зоне разделки, так как частицы пыли или влаги могут привести к локальной концентрации электрического поля и пробою.
• Испытания после монтажа: Обязательным этапом является проведение высоковольтных испытаний повышенным напряжением постоянного тока (по нормам ПУЭ, ПТЭЭП). Для кабеля 10 кВ, например, испытательное напряжение составляет 60 кВ в течение 10 минут.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем принципиально отличается кабель АПвВнг от ПвВнг, кроме материала жилы?

Ключевое отличие – в механических и электрических характеристиках материала жилы. Медь имеет примерно в 1.5 раза меньшее удельное сопротивление, что дает выигрыш в допустимом токе нагрузки и меньших потерях электроэнергии. Медные жилы более стойки к изломам при многократных перегибах. Алюминий легче и значительно дешевле. Конструкция изоляции, экранов и оболочки у аналогичных марок идентична.

Как правильно выбрать между бронированным (БбШп) и небронированным (Внг) кабелем?

Выбор определяется условиями прокладки:
Кабель АПвВнг/ПвВнг (без брони) предназначен для прокладки в кабельных сооружениях (лотках, галереях, эстакадах, тоннелях, по стенам помещений), где исключен риск механических повреждений.
Кабель АПвБбШп/ПвБбШп (с броней из стальных оцинкованных лент) предназначен для прокладки в земле (траншеях), где возможны давления грунта, случайные механические воздействия при земляных работах, а также для прокладки без дополнительных защитных труб (кабельных каналов).

Что означает маркировка «ХЛ» в названии кабеля?

Маркировка «ХЛ» (или «XLPE» в международных обозначениях) указывает на материал изоляции – сшитый полиэтилен (Cross-Linked Polyethylene). Это важнейший признак, отличающий современные кабели среднего напряжения от устаревших с бумажно-масляной изоляцией (типа АСБ, СБ).

Какой допустимый длительный ток для кабеля 3х240 мм² 10 кВ, проложенного в земле?

Точное значение зависит от множества факторов: удельного теплового сопротивления грунта, его температуры, глубины прокладки, количества работающих рядом кабелей. Для ориентировочной оценки можно использовать данные из ПУЭ (Глава 1.3). Для кабеля с медными жилами 3х240 мм², 10 кВ, проложенного в земле (траншее) при температуре грунта +15°C и удельном сопротивлении 1.2 К·м/Вт, допустимый ток составляет примерно 400-425 А. Для алюминиевого аналога – 320-340 А. Для точного расчета необходимо выполнять теплотехнический расчет с учетом конкретных условий.

Требуется ли для кабеля 3х240 мм² 10 кВ применение концевых муфт с обязательным заземлением экрана?

Да, безусловно. Металлический экран (медные проволоки/лента) кабеля с изоляцией из XLPE должен быть надежно заземлен с обеих сторон. Это обеспечивает безопасность персонала (снимает напряжение с экрана), создает путь для токов утечки и токов короткого замыкания на землю, а также обеспечивает симметричность электрического поля вокруг жилы. Монтаж концевых муфт без организации системы заземления экранов недопустим.

Можно ли использовать кабель на напряжение 10 кВ в сети 6 кВ и наоборот?

Использование кабеля, предназначенного для более высокого напряжения, в сети с более низким напряжением (кабель 10 кВ в сети 6 кВ) технически допустимо и часто практикуется, так как обеспечивается запас по электрической прочности изоляции. Обратная ситуация – категорически запрещена. Применение кабеля, рассчитанного на 6 кВ, в сети 10 кВ приведет к работе изоляции в режиме перенапряжения, ее быстрому старению и пробою.

Заключение

Трехжильные кабели сечением 240 мм² с изоляцией из сшитого полиэтилена являются технологичным, надежным и долговечным решением для создания силовых линий среднего напряжения. Правильный выбор марки (материал жилы, наличие брони, огнестойкие свойства), грамотный проектный расчет токовых нагрузок и соблюдение технологий монтажа и испытаний – обязательные условия для обеспечения бесперебойного и безопасного электроснабжения ответственных объектов на протяжении всего срока службы кабеля, который может превышать 30 лет.