Кабель ПвБПуг 3-х жильный 30 кВ

Кабель ПвБПуг 3-х жильный на напряжение 30 кВ: полный технический анализ

Кабель ПвБПуг 3х жильный на напряжение 30 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для стационарной прокладки в земле (траншеях) без дополнительной защиты, в том числе в условиях высокой коррозионной активности и блуждающих токов. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, длительный срок службы и возможность эксплуатации в сложных условиях. Данный тип кабеля широко применяется для создания магистральных линий, питания крупных промышленных предприятий, объектов инфраструктуры и в сетях электроснабжения городов.

Расшифровка маркировки ПвБПуг 3х30 кВ

• П – Изоляция жил из сшитого полиэтилена (полиэтилена, подвергнутого поперечной сшивке для повышения термостойкости и механических характеристик).
• в – Внутренняя оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• Б – Броня, выполненная из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием.
• П – Наружная оболочка (защитный шланг) из полиэтилена.
• уг – Усиленная конструкция кабеля, подразумевающая наличие герметизации (водоблокирующие ленты или гидрофобный заполнитель) в поясной изоляции и под оболочкой для защиты от продольного распространения влаги.
• 3-х жильный – Три токопроводящие жилы, расположенные в одной плоскости.
• 30 кВ – Номинальное напряжение 30000 Вольт (класс напряжения 20-35 кВ).

Конструкция кабеля ПвБПуг 3х30 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки. Для сечения до 240 мм² включительно жила, как правило, однопроволочная (монолитная). Для сечений 300 мм² и более – многопроволочная. Жила имеет круглую форму. Медь обеспечивает более высокую проводимость и стойкость к окислению, алюминий – меньший вес и стоимость.

2. Экран на жиле (полупроводящий экран)

Наносится поверх токопроводящей жилы. Выполнен из экструдированного полупроводящего сшитого полиэтилена или наложенной полупроводящей ленты. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию, что критически важно для кабелей на напряжение 6 кВ и выше.

3. Изоляция жилы

Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормирована и для напряжения 30 кВ составляет, в зависимости от сечения, несколько миллиметров. СПЭ обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C), стойкостью к тепловым ударам и старению.

4. Экран на изоляции (полупроводящий экран)

Аналогичен экрану на жиле. Накладывается поверх изоляции каждой жилы. Вместе с экраном на жиле создает цилиндрическое конденсаторное поле, ограниченное только изоляцией.

5. Поясная изоляция и герметизация

Три экранированные жилы скручиваются вместе с заполнением промежутков. Поверх скрутки накладываются водоблокирующие ленты или наносится гидрофобный заполнитель. Это ключевой элемент марки «уг». При повреждении внешних покровов и попадании влаги эти материалы набухают, локально блокируя продольное перемещение воды вдоль кабеля, что существенно ограничивает зону возможного ремонта.

6. Внутренняя оболочка

Экструдируется из ПВХ пластиката. Служит основой для наложения брони, а также обеспечивает дополнительную защиту от коррозии и механических воздействий.

7. Броня

Выполнена из двух оцинкованных стальных лент, наложенных спирально с перекрытием. Предназначена для защиты кабеля от механических повреждений (напр., при раскопках), от грызунов, а также для восприятия растягивающих усилий.

8. Наружная оболочка

Изготавливается из полиэтилена (обычно полиэтилена низкого давления, ПНД). Обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли), блуждающим токам и ультрафиолетовому излучению (при кратковременном нахождении на поверхности). Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики

Таблица 1. Электрические и эксплуатационные параметры

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	18/30 (36) кВ
Частота	50 Гц
Диапазон рабочих температур жилы	от -50°C до +90°C
Максимальная температура жилы при КЗ (до 5 сек)	+250°C
Допустимая температура нагрева жилы при перегрузке	+130°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15 х D (наружного диаметра кабеля)
Срок службы	Не менее 30 лет
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц	60 кВ (в течение 10 мин после монтажа)
Сопротивление изоляции при +20°C	Не менее 1000 МОм·км

Таблица 2. Примерные данные по сечению жил и массе (медные жилы)

Сечение жилы, мм²	Примерный наружный диаметр, мм	Примерная масса 1 км кабеля, кг	Допустимый длительный ток нагрузки (в земле)*, А
3х50	55-60	4500-5000	190-210
3х95	65-70	6000-6500	280-300
3х150	75-80	8000-8500	350-380
3х240	85-90	10500-11500	450-480
3х300	95-100	13000-14000	520-550

• Точные значения определяются по ПУЭ 7 изд. гл.1.3 и зависят от удельного теплового сопротивления грунта, температуры земли, глубины прокладки и количества работающих кабелей в траншее.

Область применения и условия прокладки

Кабель ПвБПуг 3х30 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основная сфера применения – прокладка в земле (траншеях) без дополнительных защитных труб или коробов. Благодаря броне, полиэтиленовой оболочке и герметизации, он может быть проложен:

• В грунтах с различной коррозионной активностью (включая блуждающие токи).
• В районах с высокой вероятностью механических повреждений.
• В местах с повышенной влажностью и заболоченностью.
• В сейсмически активных районах.
• В агрессивных средах (засоленные, щелочные грунты).

Важно: Прокладка в воздухе (по эстакадам, фасадам) возможна, но требует учета УФ-стойкости (ПНД оболочка со временем деградирует под солнцем) и механического крепления значительной массы. Чаще для воздушных трасс используют кабели с внешней оболочкой из ПВХ (например, ПвБШв).

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами (например, с бумажной изоляцией)

Преимущества кабеля ПвБПуг 30 кВ:

• Высокая надежность и долговечность: СПЭ изоляция не стареет от перепадов температуры, не впитывает влагу.
• Высокая пропускная способность: Допустимая температура жилы +90°C против +70°C для кабелей с бумажно-масляной изоляцией, что позволяет передавать большую мощность при том же сечении.
• Простота монтажа и эксплуатации: Отсутствие ограничений по перепаду уровней, нет риска стекания пропиточного состава. Меньший радиус изгиба.
• Пожароопасность: Кабели с СПЭ изоляцией относятся к категории нераспространяющих горение (при одиночной прокладке).
• Герметичность: Конструкция «уг» минимизирует последствия повреждения оболочки.

Недостатки:

• Высокая стоимость: Значительно дороже кабелей с бумажной изоляцией аналогичного сечения.
• Чувствительность к точечным механическим воздействиям: При монтаже необходимо беречь изоляцию от ударов, засечек.
• Требовательность к качеству монтажа муфт: Необходима идеальная зачистка и обезжиривание изоляции, чистота в зоне работы.

Особенности монтажа и соединения

Монтаж кабеля ПвБПуг требует соблюдения строгих правил:

1. Транспортировка и разгрузка: Барабаны должны перемещаться и разгружаться без рывков, запрещено сбрасывание. Радиус изгиба при раскатке должен соблюдаться.
2. Прокладка в траншее: Глубина прокладки – не менее 0.7-1.0 м от планировочной отметки. На дне траншеи – подушка из мелкого грунта или песка (толщиной 100 мм). После укладки – засыпка таким же слоем с последующей укладкой сигнальной ленты. Расстояние между несколькими кабелями в одной траншее – не менее 100 мм для напряжений 20-35 кВ.
3. Соединение и оконцевание: Требуют применения специальных кабельных муфт – соединительных (СТО) и концевых (КНТ, наружная установка). Процесс включает: разделку конца кабеля с ступенчатой зачисткой экранов и изоляции, монтаж изолирующего корпуса, заполнение его изолирующим компаундом (эпоксидным или на силиконовой основе) или использование термоусаживаемых компонентов, восстановление электрической целостности экранов и брони.
4. Заземление: Броня, металлические экраны (оплетка) и корпуса муфт подлежат надежному заземлению с двух сторон для безопасности и нормальной работы релейной защиты.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие ПвБПуг от ПвБШв?

Основное отличие – в материале наружной оболочки. У ПвБПуг – оболочка из полиэтилена (П), у ПвБШв – из поливинилхлоридного пластиката (Шв). Полиэтилен более стоек к влаге, химикатам и блуждающим токам, но менее стоек к ультрафиолету. ПвБШв чаще применяют для прокладки в воздухе, в помещениях, туннелях. ПвБПуг – преимущественно для прокладки в земле, особенно в агрессивных грунтах.

Обязательно ли использовать кабель с индексом «уг»?

Для прокладки в земле, особенно в местах с высоким уровнем грунтовых вод или в заболоченной местности, использование кабеля с герметизацией («уг») является крайне рекомендуемой и часто обязательной мерой согласно проектной документации. Это значительно повышает эксплуатационную надежность линии и снижает риски масштабных повреждений.

Как правильно выбрать сечение жил кабеля ПвБПуг 30 кВ?

Выбор сечения осуществляется в два этапа:
1. По длительно допустимому току нагрузки (нагреву). Ток рассчитывается исходя из передаваемой мощности с учетом схемы электроснабжения. Полученное значение сравнивается с табличными данными для конкретных условий прокладки (в земле, в воздухе, температура грунта, количество кабелей в траншее).
2. По потере напряжения. Для удаленных потребителей необходимо проверить, что потеря напряжения в кабельной линии не превышает допустимых норм (обычно ±5-10% от номинального).
3. По термической стойкости к токам короткого замыкания. Проверяется, что сечение жилы выдержит тепловое воздействие тока КЗ за время его отключения защитой.

Можно ли использовать кабель с медными и алюминиевыми жилами в одной линии?

Прямое механическое соединение меди и алюминия недопустимо из-за возникновения гальванической пары, ведущей к интенсивной электрохимической коррозии алюминия. Для соединения таких участков необходимо использовать специальные биметаллические (медно-алюминиевые) переходные гильзы или клеммы, либо кабельные муфты с соответствующими контактными элементами.

Какой контроль состояния кабеля ПвБПуг рекомендуется после прокладки?

Обязательным является проведение высоковольтных испытаний повышенным напряжением постоянного тока (рекомендовано ГОСТ) или переменного напряжения 50 Гц после монтажа линии и установки муфт. В эксплуатации проводятся периодические измерения сопротивления изоляции мегомметром на 2500 В, диагностика методом частичных разрядов (для выявления микроскопических дефектов в изоляции) и мониторинг температуры на критичных участках с помощью тепловизионного контроля или датчиков.

Что означает цветовая маркировка жил?

В трехжильных кабелях на напряжение до 35 кВ изоляция жил и их экраны, как правило, не имеют цветовой маркировки. Фазировка (определение жил фаз A, B, C) осуществляется при монтаже с помощью индикаторов или мегомметра. Концевые муфты маркируются цветными изоляционными колпачками или лентами согласно правилам: желтый, зеленый, красный – для фаз A, B, C соответственно.