Кабель ПвБПуг 3х150: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель ПвБПуг 3х150 представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на напряжение 6, 10 или 20 кВ, предназначенный для стационарной прокладки в грунте (траншеях) без дополнительной защиты. Его маркировка расшифровывается следующим образом: П – изоляция из силанольносшитого полиэтилена, в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката, Б – броня из двух стальных оцинкованных лент, П – наружная оболочка из полиэтилена, уг – подушка под броней в виде герметизирующего экрана из водоблокирующих лент (часто с продольной герметизацией), 3х150 – три жилы сечением 150 мм² каждая. Данный кабель является одним из наиболее востребованных решений для создания надежных магистральных и распределительных сетей среднего напряжения.
Конструкция кабеля ПвБПуг 3х150
Конструкция кабеля многослойна, каждый элемент выполняет критически важную функцию для обеспечения долговечности и безопасности.
- Токопроводящая жила: Жила сечением 150 мм² выполняется из медной или алюминиевой проволоки, скрученной по правильной концентрической конструкции. Для меди класс гибкости обычно 1 или 2 (по ГОСТ 22483), что соответствует однопроволочной или многопроволочной жиле. Медь обеспечивает более высокую проводимость и стойкость к электрохимической коррозии, алюминий – меньший вес и стоимость.
- Экран по жиле (полупроводящей экран): Поверх жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения изоляции.
- Изоляция: Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул, обладает высокой термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C), отличными диэлектрическими и механическими свойствами, стойкостью к тепловым ударам.
- Экран по изоляции (полупроводящей экран): Поверх изоляции накладывается второй экструдированный полупроводящий слой. Вместе с экраном по жиле он формирует цилиндрический конденсатор, внутри которого заключено электрическое поле.
- Медный экран: Поверх полупроводящего экрана накладывается экран в виде медной ленты, оплетки из медных проволок или их комбинации. Для сечения 150 мм² часто применяется комбинированный экран: медная лента плюс повив медных проволок. Этот слой служит для защиты от внешних электромагнитных помех, является нулевой точкой в сетях с изолированной нейтралью или путем для тока короткого замыкания в сетях с заземленной нейтралью.
- Разделительный слой (подушка): Под броней располагается слой из ПВХ-лент или битумных лент. В кабеле марки ПвБПуг ключевой особенностью является использование водоблокирующих (гидрофобных) лент (индекс «уг»). Эти ленты содержат влагопоглощающий порошок, который при контакте с водой разбухает и герметизирует межслоевое пространство, предотвращая продольное распространение влаги в случае повреждения наружной оболочки.
- Броня: Выполнена из двух оцинкованных стальных лент, наложенных спирально с перекрытием. Защищает кабель от механических повреждений (напр., при раскопках), от грызунов, обеспечивает стойкость к растягивающим нагрузкам.
- Наружная оболочка: Выполнена из полиэтилена (индекс «П» в маркировке). Полиэтиленовая оболочка обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим веществам, содержащимся в грунтах (кислоты, щелочи, соли), а также к грибкам и плесени. Цвет оболочки, как правило, черный.
- Подготовка траншеи: Глубина прокладки – не менее 0.7-1.0 м от планировочной отметки. На дне траншеи устраивается песчаная или мягкая грунтовая подушка толщиной 100-150 мм.
- Раскатка кабеля: Допускается раскатка с барабана методом протяжки или с использованием роликов. Запрещается сбрасывать кабель с движущейся техники. Важно контролировать радиус изгиба.
- Засыпка: После укладки кабель засыпается мягким грунтом или песком без камней и строительного мусора слоем 200 мм, затем укладывается сигнально-защитная лента (ленты) и производится полная засыпка траншеи.
- Соединение и оконцевание: Требуют применения специальных кабельных муфт (соединительных, концевых) для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Работа должна выполняться квалифицированным персоналом с соблюдением абсолютной чистоты в зоне монтажа.
- Испытания после монтажа: Обязательным этапом является проведение высоковольтных испытаний повышенным выпрямленным (постоянным) напряжением. Для кабеля 10 кВ испытательное напряжение составляет 55 кВ в течение 10 минут.
- ПвБПуг (Cu) vs АПвБПуг (Al): Медный кабель имеет меньшее активное сопротивление, следовательно, при одинаковом сечении обладает большей пропускной способностью и меньшими потерями электроэнергии. Он более гибок и устойчив к изломам при монтаже. Алюминиевый кабель значительно дешевле и легче. Выбор основывается на технико-экономическом расчете с учетом стоимости жизненного цикла.
- ПвБПуг (полиэтиленовая оболочка) vs ПвПБП (ПВХ-оболочка): Полиэтиленовая оболочка («П») обладает более высокой стойкостью к влаге и химикатам, что критически важно при прокладке в агрессивных грунтах и в условиях высокого уровня грунтовых вод. ПВХ-оболочка («В») имеет лучшие показатели по распространению пламени, но может набухать при длительном контакте с водой. Для прокладки в земле предпочтительнее полиэтилен.
- Что означает индекс «уг» и почему он важен? Индекс «уг» (упрощенное обозначение «гидрофобный заполнитель») указывает на наличие водоблокирующих лент в подушке под броней. Это ключевая особенность, предотвращающая распространение влаги вдоль кабеля в случае локального повреждения оболочки и брони. Без этого влага могла бы дойти до концевых муфт и вызвать пробой изоляции. Для подземной прокладки это обязательный элемент конструкции.
- Как выбрать между кабелем на 6, 10 или 20 кВ? Выбор рабочего напряжения определяется проектом электроснабжения и уровнем напряжения в распределительной сети. Кабели на разное напряжение отличаются, в первую очередь, толщиной изоляции из сшитого полиэтилена. Например, для 10 кВ толщина изоляции составляет около 4.5 мм, а для 20 кВ – около 6.5 мм. Использование кабеля на более высокое напряжение, чем требуется, нецелесообразно из-за увеличения диаметра и стоимости.
Основные технические параметры и характеристики
Параметры кабеля регламентируются техническими условиями ТУ 16.К71-335-2004 или более новыми аналогами, а также международным стандартом МЭК 60502-2. Ниже приведены ключевые данные для кабеля на напряжение 10 кВ.
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 6/10; 8,7/10; 12/20 (в зависимости от исполнения) |
| Число и сечение жил, мм² | 3 x 150 |
| Максимальная допустимая температура жилы при длительной работе | +90°C |
| Максимальная температура жилы при коротком замыкании (длительность до 5 сек) | +250°C |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева | -15°C |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 наружных диаметров кабеля |
| Сопротивление изоляции, не менее (при +20°C) | 100 МОм·км |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, продолжительность 10 мин. | Для кабеля 10 кВ: 25 кВ |
| Строительная длина | Обычно не менее 250 м (может быть оговорена с заказчиком) |
| Масса 1 км кабеля (приблизительно, для меди) | Около 7500 — 8500 кг |
| Параметр | Значение (для медной жилы, при +90°C) | Примечание |
|---|---|---|
| Активное сопротивление жилы постоянному току (R0), Ом/км, не более | 0.124 | По ГОСТ 22483 |
| Индуктивное сопротивление (X0), Ом/км | ~0.11 — 0.13 | Зависит от взаимного расположения жил и расстояния между ними |
| Емкостное сопротивление (C0), мкФ/км | ~0.3 — 0.4 | Зависит от толщины изоляции и конструкции экрана |
| Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп), А, при прокладке в земле (траншее) | ~320 — 350 А | Зависит от удельного теплового сопротивления грунта, глубины прокладки, температуры земли. Данные ориентировочные, требуют точного расчета для каждого проекта. |
| Ток однофазного короткого замыкания (Iкз), кА | Расчетная величина, зависит от параметров сети и длительности КЗ | Кабель выдерживает термическое воздействие согласно ГОСТ. |
Область применения и особенности монтажа
Кабель ПвБПуг 3х150 предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение до 20 кВ частотой 50 Гц. Основная сфера применения – прокладка в земле (траншеях) без дополнительных защитных конструкций (лотков, труб), что значительно удешевляет и ускоряет строительство кабельных линий. Благодаря броне и полиэтиленовой оболочке он устойчив к коррозии, блуждающим токам и агрессивным грунтам. Используется для электроснабжения промышленных предприятий, жилых микрорайонов, объектов инфраструктуры, в качестве вводов на подстанции и ГРЩ.
Особенности монтажа:
Сравнение с аналогами и ответы на смежные вопросы
Часто возникает вопрос о выборе между кабелем ПвБПуг и другими распространенными марками, такими как АПвБПуг (с алюминиевой жилой) или ПвПБП (с ПВХ-оболочкой).
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. В чем главное преимущество изоляции из сшитого полиэтилена (СПЭ) перед бумажно-пропитанной (БПИ)?
Кабель с изоляцией из СПЭ (типа ПвБПуг) имеет более высокую допустимую температуру эксплуатации (+90°C против +70°C для БПИ), большую стойкость к тепловым перегрузкам и коротким замыканиям. Он не требует сложных систем подпитки маслом, может прокладываться на большие перепады по высоте, более легкий и экологически безопасный. Монтаж муфт проще и требует меньше времени.
2. Можно ли прокладывать кабель ПвБПуг 3х150 в кабельных каналах, туннелях или по эстакадам?
Да, можно, но с учетом условий пожарной безопасности. Полиэтиленовая оболочка не распространяет горение при одиночной прокладке. Однако при групповой прокладке в помещениях или сооружениях необходимо применять кабели с индексом «нг(А)-LS» (не распространяющие горение, с пониженным дымовыделением и газовыделением), например, ПвБПнг(А)-LS. Стандартный ПвБПуг для таких трасс может не подойти по требованиям ПУЭ и ФЗ-123 (Техрегламент о пожарной безопасности).
3. Как правильно выбрать сечение 150 мм²? На какой ток нагрузки оно рассчитано?
Сечение 150 мм² выбирается на основе расчета по допустимому току нагрузки (Iдоп) и проверки на потерю напряжения и ток короткого замыкания. Ориентировочный допустимый ток для прокладки в земле составляет 320-350 А. Однако точный расчет должен учитывать удельное тепловое сопротивление грунта (для суглинка – 1.0 К·м/Вт, для песка – 0.7), глубину прокладки, температуру земли и наличие других кабелей в траншее. Для точного определения необходимо пользоваться методиками, изложенными в ПУЭ гл. 1.3 или в стандарте МЭК 60287.
4. Что означают маркировки на барабане и оболочке кабеля?
На оболочке кабеля методом печати наносится непрерывная маркировка, содержащая: товарный знак завода-изготовителя, марку кабеля (ПвБПуг), номинальное напряжение (например, 10 кВ), число и сечение жил (3х150), дату изготовления (год-месяц), длину в метрах. На бирке барабана дублируются эти данные, а также указываются: масса кабеля с барабаном и без, габариты барабана, знак направления вращения при раскатке, номер барабана.
5. Нужно ли заземлять броню и медный экран кабеля ПвБПуг?
Да, это обязательное требование ПУЭ. Броня и медный экран должны быть заземлены с обеих сторон кабельной линии. Это обеспечивает безопасность персонала при повреждении изоляции (снижение напряжения прикосновения), а также создает путь для тока короткого замыкания и токов утечки, что позволяет корректно работать релейной защите. Заземление выполняется через концевые муфты или специальные заземляющие зажимы.
6. Какой срок службы у кабеля ПвБПуг 3х150?
Номинальный срок службы, заявленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может быть значительно больше при соблюдении условий прокладки, эксплуатации (непревышение токовых нагрузок и температуры), а также при качественном монтаже соединительных и концевых муфт.
Заключение
Кабель ПвБПуг 3х150 является современным, надежным и технологичным решением для строительства подземных кабельных линий среднего напряжения. Его конструкция, включающая изоляцию из сшитого полиэтилена, броню и гидрофобные ленты, оптимально приспособлена для работы в сложных грунтовых условиях. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля в строгом соответствии с ПУЭ, техническими условиями и проектными решениями гарантируют долговечную и бесперебойную работу энергетического объекта на протяжении десятилетий. При проектировании и закупке необходимо уделять внимание не только сечению и марке, но и репутации производителя, наличию полного комплекта технической документации и сертификатов соответствия.
Комментарии