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

Кабель ПвКаВ 3х240 – это силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на напряжение 6-35 кВ, с тремя алюминиевыми жилами сечением 240 мм² каждая, с алюминиевой оболочкой и защитным покровом. Данный тип кабеля является одним из ключевых элементов в современных кабельных линиях среднего и высокого напряжения, обеспечивающим надежную и эффективную передачу электроэнергии. Его конструкция и материалы выбраны для работы в жестких условиях эксплуатации при высоких уровнях напряжения.

Расшифровка маркировки ПвКаВ 3х240

Маркировка кабеля выполняется согласно ГОСТ и несет полную информацию о его конструкции:

• П – изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ).
• в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
• Ка – жила токопроводящая, алюминиевая, секторной или сегментной формы.
• В – защитный покров в виде брони из стальных оцинкованных проволок или лент.
• 3х240 – три токопроводящие жилы с номинальным сечением 240 мм² каждая.

Полное обозначение также включает номинальное напряжение. Например, ПвКаВ-10 3х240 – кабель на напряжение 10 кВ.

Конструкция кабеля ПвКаВ 3х240

Конструкция кабеля многослойна, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к внешней оболочке.

1. Токопроводящая жила

Жила алюминиевая (материал – алюминий марки АВЕ или аналоги), соответствует классу 2 по ГОСТ 22483. Сечение 240 мм². Для кабелей на напряжение 6 кВ и выше жилы, как правило, имеют секторную (сегментную) форму. Это позволяет оптимально заполнять внутреннее пространство кабеля, уменьшать его общий диаметр и массу, а также улучшать теплоотвод.

2. Экран на жиле (полупроводящий экран)

Поверх каждой жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей бумаги (в устаревших конструкциях). Его назначение – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение локальных пробоев (коронных разрядов) на границе жила/изоляция.

3. Основная изоляция

Изоляция выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии. Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения кабеля (см. таблицу 1). СПЭ обладает высокими диэлектрическими и механическими свойствами, устойчивостью к термическим перегрузкам (допустимая температура жилы +90°C в длительном режиме, до +250°C при КЗ). По сравнению с бумажно-масляной изоляцией, кабели с СПЭ не требуют сложных систем подпитки маслом и имеют меньший вес и радиус изгиба.

4. Экран на изоляции (полупроводящий слой)

Поверх изоляции каждой жилы накладывается экструдированный полупроводящий слой. Его функция аналогична внутреннему экрану – выравнивание электрического поля.

5. Поясная изоляция и заполнитель

Три изолированные и экранированные жилы скручиваются вместе. Пространство между ними заполняется жгутами из синтетических материалов или эластомеров для придания кабелю круглой формы и механической стабильности. Поверх скрутки может накладываться поясная изоляция из полупроводящей ленты или экструдированного слоя.

6. Алюминиевая оболочка

Один из ключевых элементов кабеля ПвКаВ. Представляет собой герметичную оболочку из алюминиевой ленты, наложенной продольно и сварной шов. Назначения:

• Нулевая жила в системе заземления: Выполняет роль заземляющего проводника (нулевой жилы) в трехфазных сетях с изолированной нейтралью или сетях с эффективно заземленной нейтралью, где требуется проведение тока однофазного КЗ.
• Экран для электромагнитного поля: Экранирует электромагнитное поле кабеля, снижая его влияние на окружающие объекты и людей.
• Герметизация: Защищает внутреннюю конструкцию от проникновения влаги и других внешних воздействий.
• Механическая защита: Обеспечивает дополнительную прочность на растяжение и защиту от грызунов.

7. Защитный покров (броня)

Поверх алюминиевой оболочки накладывается броневой покров. Для кабеля марки В (в конце обозначения) это, как правило, броня из двух стальных оцинкованных лент. Ленты накладываются с перекрытием. Их назначение – защита от механических повреждений (растяжения, удары, давление грунта, воздействие грызунов) при прокладке в земле (траншеях).

8. Наружная оболочка

Внешний слой из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает броню от коррозии, обеспечивает стойкость к агрессивным средам (почва, химикаты), УФ-излучению (при прокладке на открытом воздухе), а также служит для идентификации (обычно черный цвет).

Основные технические характеристики

Таблица 1: Нормируемые параметры для кабеля ПвКаВ на разные напряжения

Параметр	Ед. изм.	Значение для 6 кВ	Значение для 10 кВ	Значение для 35 кВ
Номинальное напряжение U0/U (Um)	кВ	6/10 (12)	8,7/15 (17,5)	26/35 (40,5)
Толщина изоляции из СПЭ	мм	3,0	4,5	10,5
Максимально допустимая температура жилы (длительный режим)	°C	+90
Максимальная температура при КЗ (не более 5 сек)	°C	+250
Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева	°C	-15
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Внешний диаметр кабеля	Не менее 20
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	Ом/км	0,125

Таблица 2: Электрические и механические параметры кабеля ПвКаВ 3х240 на 10 кВ (пример)

Параметр	Ед. изм.	Значение
Наружный диаметр кабеля (приблизительно)	мм	65-75
Масса 1 км кабеля	кг/км	6000-7500
Допустимый длительный ток в земле (грунт с тепловым сопротивлением 1,0 К·м/Вт, температура грунта +25°C)	А	350-400
Допустимый длительный ток в воздухе (температура воздуха +25°C)	А	380-430
Сопротивление алюминиевой оболочки (условное, для заземления)	Ом/км	~0,5-0,7
Индуктивное сопротивление	Ом/км	~0,11-0,13
Емкость	мкФ/км	~0,3-0,4

Область применения кабеля ПвКаВ 3х240

Кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение частотой 50 Гц номинальным напряжением 6, 10, 15, 20, 35 кВ. Основные сферы применения:

• Кабельные линии в распределительных сетях 6-35 кВ: Прокладка от шин РУ ГПП (Главной понизительной подстанции) до цеховых ТП (трансформаторных подстанций) на промышленных предприятиях.
• Питание мощных электроприемников: Непосредственное подключение крупных двигателей, печей, насосных агрегатов высокого напряжения.
• Вводы и выводы на трансформаторах: Используется в качестве вводного кабеля на силовых трансформаторах.
• Прокладка в кабельных сооружениях: В туннелях, коллекторах, по эстакадам, в кабельных этажах и двойных полах.
• Прокладка в земле (траншеях): Бронированная конструкция (ПвКаВ) специально предназначена для прокладки в грунтах всех категорий, кроме подверженных растягивающим усилиям (болота, плавуны).
• Объекты инфраструктуры: Аэропорты, железнодорожные вокзалы, метрополитены, спортивные комплексы, где требуются надежные кабельные линии среднего напряжения.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабеля ПвКаВ 3х240 требует соблюдения строгих правил, обусловленных его конструкцией и высоким напряжением.

• Радиус изгиба: Минимальный радиус изгиба при прокладке должен быть не менее 20 наружных диаметров кабеля. Для кабеля диаметром 70 мм это составит 1400 мм. Нарушение этого правила может привести к повреждению изоляции и экранов.
• Подогрев при низких температурах: Прокладка допускается без подогрева при температуре не ниже -15°C. При более низких температурах кабель необходимо предварительно выдержать в теплом помещении или использовать термочехлы.
• Оконцевание и соединение: Требует применения специальных кабельной арматуры – концевых муфт (КНТп, ПСТп) и соединительных муфт (ССИ). Необходима тщательная заделка концов с послойным восстановлением экранов и изоляции. Алюминиевая оболочка должна быть заземлена с обеих сторон кабельной линии.
• Заземление: Алюминиевая оболочка и броня подлежат обязательному заземлению для безопасности и правильной работы защит. Сопротивление заземления должно соответствовать требованиям ПУЭ.
• Испытания после монтажа: После прокладки и монтажа муфт кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям выпрямленным напряжением (например, 6U₀ в течение 10 минут для кабеля 10 кВ) и измерению сопротивления изоляции.

Сравнение с аналогами

Кабель ПвКаВ имеет ряд аналогов, отличающихся материалом жилы, оболочки или изоляции.

• ПвП 3х240: Кабель с медной жилой (П) и изоляцией из СПЭ, с медным экраном (проволоки или лента) и ПВХ оболочкой. Обладает более высокой проводимостью, стойкостью к коррозии оболочки, но значительно дороже и тяжелее. Применяется там, где критична высокая токовая нагрузка или коррозионная активность среды.
• ААБл 3х240: Кабель с бумажно-масляной изоляцией, алюминиевой жилой, алюминиевой оболочкой и броней. Устаревшая конструкция, требующая сложных систем подпитки маслом, имеет больший вес и меньшую допустимую температуру. Постепенно вытесняется кабелями с СПЭ.
• ПвВнг(А)-LS 3х240: Кабель с изоляцией из СПЭ, но без алюминиевой оболочки, с медным экраном и ПВХ оболочкой пониженной пожарной опасности (не распространяющей горение, с низким дымо- и газовыделением). Применяется для групповой прокладки внутри помещений, туннелей, где предъявляются повышенные требования к пожарной безопасности.

Выбор в пользу ПвКаВ 3х240 обоснован при необходимости прокладки в земле (наличие брони), использовании алюминиевой оболочки в качестве нулевого проводника и при оптимальном соотношении цена/производительность для сетей 6-35 кВ.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем ключевое отличие кабеля ПвКаВ от ААБл?

Основное отличие – материал изоляции. ПвКаВ использует сухую изоляцию из сшитого полиэтилена (СПЭ), не требующую масляного наполнения. ААБл имеет пропитанную бумажную изоляцию, которая со временем может стареть, требовать контроля уровня масла и систем подпитки. Кабель с СПЭ легче, имеет большую допустимую температуру эксплуатации (+90°C против +70-80°C) и более прост в монтаже и обслуживании.

2. Можно ли прокладывать кабель ПвКаВ 3х240 в воде?

Нет, стандартная конструкция кабеля ПвКаВ не предназначена для прокладки непосредственно в воде (реки, озера, морские акватории). Алюминиевая оболочка, хотя и герметична, подвержена коррозии в водной среде. Для подводной прокладки применяются специальные кабели с усиленной свинцовой или полимерной герметизацией и броней из оцинкованных проволок.

3. Как правильно выбрать сечение жилы 240 мм²? На какой ток оно рассчитано?

Сечение 240 мм² выбирается на основе расчета допустимого длительного тока нагрузки с учетом условий прокладки (в земле или воздухе), температуры окружающей среды, количества параллельно проложенных кабелей и глубины заложения. Для предварительной оценки можно ориентироваться на ток 350-430 А (см. Таблицу 2). Окончательный расчет должен проводиться по методикам, изложенным в ПУЭ (Глава 1.3) или ГОСТ Р 50571.5.52-2011/МЭК 60364-5-52:2009.

4. Обязательно ли заземлять алюминиевую оболочку кабеля ПвКаВ?

Да, это обязательное требование правил устройства электроустановок (ПУЭ). Алюминиевая оболочка выполняет функцию экрана и нулевого проводника. Ее заземление с двух сторон линии необходимо для:

• Защиты персонала от поражения электрическим током при повреждении изоляции.
• Обеспечения пути для тока однофазного короткого замыкания, необходимого для срабатывания релейной защиты.
• Снижения электромагнитных помех.

Способ заземления (в концевых муфтах, на соединительных муфтах) регламентирован инструкциями по монтажу.

5. Что означает обозначение U₀/U (U_m)?

Это система обозначения номинального напряжения кабеля по МЭК и ГОСТ:

• U₀ – напряжение между жилой и землей (экраном/оболочкой).
• U – напряжение между жилами (межфазное напряжение).
• U_m – максимальное допустимое длительное рабочее напряжение системы, в которой используется кабель.

Например, для кабеля 8,7/15 кВ: U₀=8.7 кВ, U=15 кВ. Это означает, что кабель предназначен для работы в сети с изолированной или компенсированной нейтралью, где напряжение фаза-земля может длительно достигать 8.7 кВ, а межфазное – 15 кВ.

6. Каков срок службы кабеля ПвКаВ 3х240?

Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки, монтажа и хранения, составляет не менее 30 лет. Фактический срок службы может быть больше и зависит от режимов нагрузки, воздействия внешней среды и качества обслуживания.

Заключение

Кабель ПвКаВ 3х240 представляет собой современное, технологичное решение для строительства и модернизации кабельных линий электропередачи на среднее напряжение 6-35 кВ. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, алюминиевой герметизирующей оболочки и бронепокрова, обеспечивает высокую надежность, долговечность и пригодность для прокладки в наиболее распространенных условиях – в земле (траншеях) и кабельных сооружениях. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля, с учетом всех технических требований и норм, являются залогом бесперебойного электроснабжения ответственных потребителей.