Кабель ПвБПу 3х240

Кабель ПвБПу 3х240: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель ПвБПу 3х240 – это силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на напряжение 6, 10 или 35 кВ, предназначенный для стационарной прокладки в земле (траншеях) без дополнительных защитных конструкций. Маркировка расшифровывается следующим образом: П – изоляция жил из сшитого полиэтилена (полиэтилен вулканизированный); в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката; Б – броня из двух стальных оцинкованных лент; Пу – наружная оболочка из полиэтилена (усиленная); 3х240 – три токопроводящие жилы сечением 240 мм² каждая.

Конструкция кабеля ПвБПу 3х240

Конструкция кабеля является многослойной и каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая высокую надежность и долговечность в тяжелых условиях эксплуатации.

• Токопроводящая жила. Жила сечением 240 мм² выполняется из медных или алюминиевых проволок (в зависимости от модификации, например, АПвБПу – алюминиевая). Для данного сечения, как правило, применяется уплотненная или секторная форма для оптимального заполнения пространства и снижения общего диаметра кабеля. Медная жила обладает более высокой проводимостью и стойкостью к механическим нагрузкам, алюминиевая – меньшим весом и стоимостью.
• Экран по жиле. Поверх жилы накладывается экструдированный полупроводящий слой (экранирующая оболочка). Он выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и микропробои в изоляции.
• Изоляция. Основной изолирующий слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал получают путем вулканизации, что придает ему выдающиеся свойства: высокую термостойкость (допустимая температура длительной работы до +90°C), отличные диэлектрические характеристики, стойкость к трекингу и влаге. Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения (например, для 10 кВ – не менее 3,4 мм).
• Экран по изоляции. Поверх изоляции накладывается экран в виде медной ленты или навивки из медных проволок. Он служит для отвода емкостных токов и обеспечения симметрии электрического поля, а также выполняет функцию нулевой жилы в сетях с изолированной нейтралью или компенсацией емкостных токов.
• Поясная изоляция. В трехжильных кабелях поверх скрученных экранированных жил может накладываться поясная изоляция из полупроводящих или специальных материалов для дополнительного выравнивания поля.
• Внутренняя оболочка. Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Заполняет пространство между жилами, придает кабелю круглую форму и служит демпферным слоем под броней, защищая изоляцию от механических повреждений лентами.
• Броня. Выполнена из двух стальных оцинкованных лент, наложенных спирально с перекрытием. Предназначена для защиты кабеля от механических повреждений (напр., при раскопках), растягивающих усилий и грызунов.
• Наружная оболочка. Изготавливается из полиэтилена (обозначение «Пу»). Полиэтиленовая оболочка обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли), коррозии и грибкам, что критически важно для кабеля, прокладываемого непосредственно в грунте.

Основные технические характеристики и параметры

Ниже приведены ключевые параметры для кабеля ПвБПу 3х240 на напряжение 10 кВ с медными жилами.

Таблица 1. Электрические и механические параметры

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	6/10 (12) кВ или 8,7/10 (12) кВ, 20/35 (40,5) кВ
Сечение основных жил	240 мм²
Количество и форма жил	3, секторные или круглые
Материал жилы	Медь (ПвБПу) или Алюминий (АПвБПу)
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C (длительно), +130°C (в аварийном режиме), +250°C (при КЗ, не более 5 с)
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0,0754 Ом/км (для меди), 0,125 Ом/км (для алюминия)
Допустимый длительный ток в земле (при +25°C в траншее, глубина 0,7 м)	~ 390-410 А (зависит от условий прокладки и удельного теплового сопротивления грунта)
Допустимый длительный ток в воздухе	~ 440-460 А
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15-20 наружных диаметров кабеля
Масса 1 км кабеля (приблизительно)	~ 11000-13000 кг (для меди)
Строительная длина	Не менее 250-300 м (по согласованию с заказчиком)

Таблица 2. Условия прокладки и эксплуатации

Фактор	Условия
Температура окружающей среды при прокладке	Не ниже -15°C (без предварительного подогрева)
Температура эксплуатации	От -50°C до +50°C
Относительная влажность воздуха (для концов кабеля)	До 98% при +35°C
Прокладка в земле (траншее)	Допускается без дополнительных защитных труб и лотков. Требуется песчаная подушка и засыпка, защита сигнальной лентой или плитами.
Прокладка в воде	Не рекомендуется для данной конструкции (броня из стальных лент подвержена коррозии при постоянном контакте с водой).
Удельное сопротивление грунта	Нормируется для расчета токов короткого замыкания, не менее 1.0 Ом·м.

Область применения кабеля ПвБПу 3х240

Кабель данной марки предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 35 кВ частотой 50 Гц. Основные сферы применения:

• Магистральные линии в распределительных сетях 6-35 кВ (воздушные линии, переведенные в кабель, связи между распределительными подстанциями).
• Питание мощных промышленных потребителей: заводы, фабрики, горнодобывающие предприятия.
• Устройство вводов на территории с повышенными требованиями к механической защите (например, въезды на подстанции, пересечения дорог).
• Прокладка в грунтах с агрессивной средой (засоленные, болотистые, с повышенной активностью грызунов) благодаря стойкой полиэтиленовой оболочке.
• Участки, где недопустимы или ограничены открытые проводники (густонаселенные районы, территории объектов с повышенными требованиями безопасности).

Важное замечание: Кабель ПвБПу не предназначен для прокладки в блоках, трубах или коллекторах, заполненных водой, а также в условиях постоянного растяжения.

Преимущества и недостатки кабеля ПвБПу 3х240 по сравнению с аналогами

Преимущества:

• Высокая надежность изоляции: СПЭ менее гигроскопичен, чем бумажно-масляная изоляция, не требует сложных систем подпитки маслом и допускает большие перепады по трассе.
• Допустимая температура эксплуатации: Более высокие, по сравнению с кабелями с ПВХ или бумажной изоляцией, допустимые температуры нагрузки (+90°C) позволяют пропускать большие токи при том же сечении.

Механическая и коррозионная стойкость: Комбинация стальной брони и полиэтиленовой оболочки обеспечивает максимальную защиту при прокладке в земле без дополнительных конструкций.

• Простота монтажа и обслуживания: Отсутствие ограничений по разности уровней и необходимости в концевой арматуре для компенсации давления масла упрощает проектирование и монтаж.
• Длительный срок службы: Составляет не менее 30-40 лет при соблюдении условий прокладки и эксплуатации.

Недостатки:

• Высокая стоимость: Кабели с изоляцией из СПЭ, особенно медные, имеют более высокую начальную стоимость по сравнению с бумажными или с ПВХ-изоляцией.
• Требовательность к качеству монтажа: Необходимость использования специального инструмента для разделки, строгого контроля чистоты торца изоляции при монтаже муфт. Чувствительность к механическим повреждениям изоляции при монтаже.
• Большой вес и радиус изгиба: Значительная масса и жесткость затрудняют ручную укладку, требуют применения механизмов и соблюдения минимального радиуса изгиба.
• Опасность распространения горения: Базовые исполнения не являются нераспространяющими горение (нг). Для прокладки в туннелях и коллекторах требуются специальные исполнения (ПвБПунг).

Особенности монтажа и прокладки

Прокладка кабеля ПвБПу 3х240 требует соблюдения ряда строгих правил:

• Транспортировка и хранение: Барабаны должны перевозиться и храниться в вертикальном положении. Запрещены сбрасывания и удары. Хранение на открытом воздухе должно быть минимизировано, барабан защищен тентом.
• Подготовка трассы: Траншея должна быть очищена от камней, строительного мусора, корней. На дно укладывается песчаная или просеянная мягкая грунтовая подушка толщиной не менее 100 мм.
• Укладка кабеля: Раскатка с барабана осуществляется с помощью кабелеукладчика или лебедки с ограничителем тяжения. Запрещается волочение кабеля по земле. Радиус изгиба должен быть не менее 15-20 диаметров кабеля.
• Защита при пересечениях: При пересечении с дорогами, коммуникациями кабель должен быть защищен футлярами (трубами) из прочного материала (асбоцемент, ПНД, сталь).
• Засыпка: После укладки кабель засыпается мягким грунтом или песком слоем 100-200 мм, укладывается сигнальная лента или защитная плита. Затем траншея засыпается грунтом с послойным уплотнением.
• Монтаж концевых и соединительных муфт: Требует высокой квалификации персонала. Необходимо использовать комплекты муфт, соответствующие напряжению и сечению кабеля. Критически важно обеспечить герметичность и чистоту в зоне разделки.
• Испытания после монтажа: Обязательным этапом является проведение высоковольтных испытаний выпрямленным напряжением (например, для кабеля 10 кВ – напряжением 60 кВ в течение 10 минут) и измерение сопротивления изоляции мегаомметром на 2500 В.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие ПвБПу от ПвБбШп?

Основное отличие – в материале наружной оболочки и виде брони. У ПвБПу наружная оболочка из полиэтилена (Пу), а у ПвБбШп – из поливинилхлоридного пластиката (Шв). Броня у ПвБбШп выполнена из стальных оцинкованных плоских проволок (бб), что придает кабелю большую гибкость и стойкость к растяжению, но меньшую защиту от продавливания по сравнению с ленточной броней (Б). ПвБПу более стоек к химической коррозии в грунте, ПвБбШп – к растяжению.

Можно ли прокладывать кабель ПвБПу 3х240 в воздухе (по эстакадам, фасадам)?

Да, прокладка в воздухе допускается. Однако необходимо учитывать воздействие ультрафиолета. Полиэтиленовая оболочка (Пу) без стабилизаторов подвержена УФ-деградации. Для длительной открытой прокладки следует выбирать исполнение с защитным УФ-стабилизированным полиэтиленом или предусматривать дополнительные защитные кожухи/лотки. Также важно правильно рассчитать допустимый ток нагрузки для условий прокладки в воздухе, который отличается от условий прокладки в земле.

Как определить необходимое сечение 240 мм² для конкретного объекта?

Сечение 240 мм² выбирается на основе расчета по следующим критериям: 1) По допустимому длительному току нагрузки (нагрев) – ток должен быть меньше допустимого для условий прокладки (в земле/воздухе) с учетом поправочных коэффициентов на количество кабелей в траншее, температуру грунта и т.д. 2) По потере напряжения – особенно важно для длинных линий. 3) По термической стойкости к токам короткого замыкания – проверяется, что кабель выдержит расчетный ток КЗ за время срабатывания защиты. 4) По экономической плотности тока – для объектов с большим числом часов использования максимума нагрузки. Окончательный выбор должен быть зафиксирован в проектной документации.

Нужно ли заземлять броню и экраны кабеля ПвБПу?

Да, это обязательное требование безопасности и нормальной работы. Броня и экраны (медные по изоляции) должны быть надежно заземлены с двух сторон кабельной линии. Это обеспечивает: безопасность персонала при повреждении изоляции (срабатывание защит), отвод емкостных токов, работу защит от однофазных замыканий на землю в сетях с компенсированной нейтралью. Заземление выполняется через специальные заземляющие зажимы, привариваемые или обжимаемые на броне и экране, с подключением к контуру заземления медным проводником достаточного сечения.

Что означает маркировка «8,7/10 кВ» и «6/10 кВ» на кабеле? Какой выбрать?

Это обозначение номинального напряжения: U₀/U. U₀ – напряжение между жилой и землей (экраном/броней), U – междуфазное напряжение сети. Кабель 6/10 кВ предназначен для сетей, где в нормальном режиме напряжение жила-земля не превышает 6 кВ (например, сети с изолированной нейтралью). Кабель 8,7/10 кВ – для сетей, где напряжение жила-земля может достигать 8,7 кВ (сети с эффективно заземленной нейтралью, где при замыкании на землю напряжение на неповрежденных фазах возрастает). Для большинства современных сетей 10 кВ с заземленной нейтралью применяется кабель на 8,7/10 кВ. Выбор должен строго соответствовать режиму нейтрали в конкретной сети, указанному в проекте.

Какой срок службы у кабеля ПвБПу 3х240?

Номинальный срок службы, заявленный производителями при соблюдении условий транспортировки, хранения, монтажа и эксплуатации, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может превышать 40-50 лет. На сокращение срока службы влияют: постоянная перегрузка по току, работа в грунтах с постоянной влажностью и агрессивными веществами, механические повреждения оболочки при монтаже или последующих раскопках, некачественный монтаж соединительных муфт.