Кабель ПвБПу 50 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель ПвБПу 50 мм² представляет собой силовой кабель с медными токопроводящими жилами сечением 50 квадратных миллиметров, изоляцией и оболочкой из сшитого полиэтилена, бронированный стальными оцинкованными лентами, с защитным покровом и предназначенный для прокладки в земле. Данный тип кабеля является одним из ключевых элементов в современных кабельных линиях электропередачи среднего и высокого напряжения. Его применение обусловлено высокими требованиями к надежности, долговечности и безопасности при передаче электроэнергии в условиях агрессивной внешней среды.
Расшифровка маркировки ПвБПу 50 мм²
- П – изоляция из сшитого полиэтилена (полиэтилен вулканизированный).
- в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
- Б – броня из двух стальных оцинкованных лент.
- П – наружный защитный покров (подушка) в виде пластмассовой ленты или экструдированного полиэтилена.
- у – усиленная защитная оболочка (как правило, под броней).
- 50 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.
- Токопроводящая жила: Медная, круглой формы, однопроволочная (ОК) или многопроволочная (МК) в зависимости от класса гибкости (1 или 2). Для сечения 50 мм² чаще применяется многопроволочная жила, обеспечивающая достаточную гибкость для транспортировки и монтажа.
- Экран по жиле: Полупроводящий экран из сшитого полиэтилена. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.
- Изоляция: Из сшитого полиэтилена (XLPE). Основной диэлектрический слой, обладающий высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура длительной эксплуатации до +90°C) и стойкостью к трекингу.
- Экран по изоляции: Полупроводящий слой. В сочетании с экраном по жиле создает цилиндрический конденсатор с равномерным распределением электрического поля.
- Поясная изоляция: Выполняется из медных или медных луженых проволок, либо в виде медной ленты, наложенной спирально. Предназначен для замыкания токов короткого замыкания и обеспечения симметрии электрического поля в трехфазной системе.
- Разделительный слой (подушка под броню): Как правило, битумная лента или крепированная бумага. Защищает металлические элементы экрана от коррозии и предохраняет оболочку от повреждения броней.
- Броня: Две стальные оцинкованные ленты, наложенные с перекрытием. Обеспечивает механическую защиту от сдавливания, растяжения, грызунов и случайных повреждений при раскопках.
- Наружная оболочка: Из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает броню от коррозии, выполняет функцию внешней изоляции и предохраняет от воздействия влаги, химических веществ и ультрафиолета (при кратковременном нахождении на солнце).
- Кабельные линии в земле (траншеях): Основное назначение. Броня и защитная оболочка позволяют прокладывать кабель непосредственно в грунтах (кроме подверженных растягивающим усилиям и вечной мерзлоте).
- Подводные переходы: При дополнительной защите (например, бронепокровах из проволок) может использоваться для прокладки через небольшие водные преграды.
- Промышленные предприятия: Для питания мощного оборудования, распределения энергии по цехам, подключения трансформаторных подстанций.
- Городские распределительные сети: Для организации кольцевых и радиальных питающих линий от ГПП к районным ТП.
- Объекты инфраструктуры: Аэропорты, вокзалы, спортивные комплексы, где требуется надежная подземная кабельная линия.
- Подготовка траншеи: Глубина прокладки – не менее 0.7 м от планировочной отметки. На дне траншеи устраивается песчаная или мягкая грунтовая подушка толщиной 100-150 мм.
- Радиус изгиба: Минимальный радиус изгиба при прокладке должен быть не менее 15-20 наружных диаметров кабеля во избежание повреждения изоляции и оболочек.
- Защита при пересечениях: При пересечении с дорогами, коммуникациями кабель должен быть уложен в защитные трубы или блоки.
- Засыпка: После укладки кабель засыпается мягким грунтом или песком без камней и строительного мусора на 200 мм, затем укладывается сигнальная лента и производится полная засыпка траншеи.
- Монтаж муфт: Концевые и соединительные муфты должны быть предназначены specifically для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на соответствующее напряжение. Требуется тщательная заделка экранов и заземление брони и экранов с обоих концов линии.
- Заземление: Броня и экраны подлежат обязательному заземлению для безопасности и нормальной работы защит.
- Защиты персонала от поражения электрическим током при повреждении основной изоляции.
- Обеспечения пути для токов короткого замыкания для корректного срабатывания релейной защиты.
- Снижения электромагнитных помех.
- Расчет длительно допустимой токовой нагрузки с учетом условий прокладки (температура грунта, количество кабелей в траншее, глубина).
- Проверку по потере напряжения (для протяженных линий).
- Проверку на термическую стойкость при токах короткого замыкания.
- Экономическую целесообразность (разница в стоимости кабеля, потери электроэнергии).
Конструкция кабеля ПвБПу 50 мм²
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая комплексную защиту и долгий срок службы.
Основные технические характеристики
Характеристики регламентируются ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 1, 3 и 6 кВ».
Таблица 1. Электрические и механические параметры
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U (Um) | 6/10 кВ (12 кВ) |
| Сечение основной жилы | 50 мм² |
| Материал жилы | Медь (Cu) |
| Класс гибкости жилы | 1 (однопроволочная) или 2 (многопроволочная) |
| Температура эксплуатации | От -50°C до +50°C |
| Допустимая температура жилы при длительной эксплуатации | +90°C |
| Максимальная температура при коротком замыкании | +250°C (продолжительность до 5 сек) |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 наружных диаметров кабеля (для одножильных кабелей) |
| Строительная длина | Не менее 250 м (может быть оговорена в заказе) |
| Сопротивление изоляции при +20°C | Не менее 100 МОм·км |
Таблица 2. Токовые нагрузки (примерные, для прокладки в земле, при температуре грунта +25°C)
| Количество жил | Длительно допустимый ток, А | Ток короткого замыкания (1 сек), кА |
|---|---|---|
| 1 жила | 245-260 | 5.7 |
| 3 жилы | 200-215 | 5.7 |
Примечание: Точные значения зависят от конкретных условий прокладки (глубина, теплопроводность грунта, количество кабелей в траншее) и должны рассчитываться по ПУЭ 7 изд.
Область применения кабеля ПвБПу 50 мм²
Кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение до 10 кВ частотой 50 Гц. Основные сферы применения:
Важно: Кабель не предназначен для прокладки в воздухе (по фасадам, эстакадам) без дополнительной защиты от УФ-излучения, а также в блоках, трубах и тоннелях, где возможно распространение горения. Для таких условий применяются модификации с индексом «нг(А)-LS» (не распространяющие горение, с пониженным дымовыделением).
Особенности монтажа и прокладки
Прокладка кабеля ПвБПу 50 мм² требует соблюдения норм ПУЭ и технических условий.
Отличия от аналогов (ПвБбШв, АПвБПу, ВБбШв)
Таблица 3. Сравнение с кабелями аналогичного назначения
| Марка кабеля | Материал жилы | Изоляция | Броня/Защита | Ключевые отличия |
|---|---|---|---|---|
| ПвБПу | Медь | Сшитый полиэтилен (XLPE) | Ленты + защитный покров | Высокая термостойкость, стойкость к влаге, современный стандарт для сетей 6-10 кВ. |
| АПвБПу | Алюминий | Сшитый полиэтилен (XLPE) | Ленты + защитный покров | Более легкий и дешевый, но большее сечение при том же токе, склонность алюминия к ползучести и окислению. |
| ПвБбШв | Медь | Сшитый полиэтилен (XLPE) | Ленты + шланг ПВХ | Наружная оболочка в виде шланга (Шв), часто без «усиления». Конструктивно близок, может иметь небольшие отличия в толщинах. |
| ВБбШв | Медь | ПВХ пластикат | Ленты + шланг ПВХ | Устаревшая изоляция (ПВХ), меньшая допустимая температура (+70°C), меньшая стойкость к влаге и трекингу. Дешевле. |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. В чем принципиальная разница между ПвБПу и ПвБбШв?
Основное различие в конструкции наружного защитного покрова. У ПвБПу после брони накладывается подушка (П) (например, из битумных лент или полимерных материалов), а затем усиленная оболочка (у). У ПвБбШв поверх брони сразу накладывается шланг защитный из ПВХ (Шв). Функционально они близки, но материалы и технология могут влиять на гибкость, стойкость к агрессивным средам и долговечность. Выбор часто зависит от требований конкретного проекта и условий прокладки.
2. Можно ли прокладывать кабель ПвБПу 50 мм² в кабельной канализации (блоках, трубах)?
Стандартная модификация ПвБПу не имеет индекса «нг(А)» или «LS», что означает распространение горения при групповой прокладке. Согласно ПУЭ, в кабельных сооружениях (блоках, туннелях, каналах) должны применяться кабели, не распространяющие горение. Поэтому для прокладки в кабельной канализации необходимо использовать специальное исполнение – ПвБПу-нг(А)-LS, где изоляция и оболочка выполнены из материалов, не распространяющих горение и с низким дымовыделением.
3. Как правильно заземлить броню и экран кабеля ПвБПу?
Броня и экран (медные проволоки или лента) должны быть надежно заземлены с обоих концов кабельной линии. Это необходимо для:
Заземление осуществляется путем соединения брони и экрана с заземляющими проводниками через концевые муфты или специальные заземляющие зажимы. Сопротивление заземляющего устройства должно соответствовать нормам ПУЭ.
4. Какое сечение жилы выбрать: 50 мм² или следующее стандартное (70 мм²)?
Выбор сечения является результатом технико-экономического расчета, который включает:
Сечение 50 мм² на напряжение 10 кВ часто применяется для питания распределительных трансформаторных подстанций мощностью 630-1000 кВА и для фидеров средней длины.
5. Как определить необходимое количество кабеля ПвБПу 50 мм² для трехфазной линии?
Для трехфазной системы переменного тока на напряжение 6/10 кВ требуется кабель с тремя основными токоведущими жилами. Таким образом, необходимо заказывать кабель ПвБПу 3х50 мм². В его конструкции будут три изолированные жилы сечением 50 мм² каждая, объединенные общими защитными слоями (поясная изоляция, броня, оболочка). Использование трех одножильных кабелей (3 х ПвБПу 1х50) также возможно, но менее экономично и требует особого внимания к взаимному расположению жил для компенсации индуктивных сопротивлений.
6. Каков ориентировочный срок службы кабеля ПвБПу 50 мм²?
При соблюдении условий прокладки, эксплуатации (непревышение токовых нагрузок и температур) и в отсутствие внешних механических повреждений, расчетный срок службы кабеля ПвБПу с изоляцией из сшитого полиэтилена составляет не менее 30 лет. Фактический срок может быть значительно больше. Ключевыми факторами, сокращающими срок службы, являются: повреждение оболочки при монтаже, постоянная работа при перегрузках, прокладка в агрессивных грунтах без дополнительных мер защиты, несоблюдение радиусов изгиба.
Заключение
Кабель ПвБПу 50 мм² является современным, надежным и технологичным решением для создания подземных кабельных линий электропередачи среднего класса напряжения. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена и комбинированной бронезащите, обеспечивает высокие электрические и механические характеристики, длительный срок службы и минимальные эксплуатационные расходы. Правильный выбор, монтаж и заземление данного кабеля в строгом соответствии с ПУЭ и проектными решениями являются залогом безопасной и бесперебойной работы энергетического объекта на протяжении десятилетий.