Кабель ПвКПу 1х240: полное техническое описание и область применения

Кабель ПвКПу 1х240 представляет собой силовой кабель с одной алюминиевой жилой сечением 240 мм², с изоляцией и оболочкой из сшитого полиэтилена, бронированный стальными оцинкованными проволоками, с медным экраном по жиле и наружным защитным покровом. Данный тип кабеля предназначен для стационарной прокладки в земле (траншеях) и воде, а также в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах) для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 110, 220 и 330 кВ частотой 50 Гц.

Расшифровка маркировки ПвКПу 1х240

• П – изоляция из сшитого полиэтилена (полиэтилен вулканизированный).
• в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
• К – бронепокров из круглых стальных оцинкованных проволок.
• П – наружный защитный покров (подушка) в виде пластмассовой ленты или экструдированного полиэтилена.
• у – усиленная конструкция наружного защитного покрова (как правило, экструдированный полиэтилен).
• 1х240 – одна жила сечением 240 квадратных миллиметров.

Конструкция кабеля ПвКПу 1х240

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

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия (материал – А5, А5Е или А6 по ГОСТ 22483). Жила сечением 240 мм² является секторной или круглой многопроволочной, уплотненной. Секторная форма позволяет оптимизировать использование пространства внутри кабеля и уменьшить его общий диаметр. Класс жилы – 2 (многопроволочная).

2. Экранирование жилы

Поверх токопроводящей жилы накладывается экран в виде электропроводящего сшитого полиэтилена или электропроводящей ленты, поверх которого наложена медная проволока или медная лента. Этот слой выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая возникновение частичных разрядов и локальных перегревов изоляции.

3. Изоляция

Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал обладает превосходными диэлектрическими и механическими свойствами, высокой термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C, перегрузки +130°C, короткого замыкания +250°C). Толщина изоляции нормирована и для напряжения 110 кВ составляет, например, не менее 16-18 мм.

4. Экранирование изоляции

Поверх изоляции накладывается экран в виде полупроводящего сшитого полиэтилена или ленты, а затем медный экран (обычно в виде медных проволок, спирально наложенных поверх продольной медной ленты). Этот экран служит для отвода capacitive currents и является элементом, заземляемым при монтаже.

5. Разделительный слой

Под броней располагается слой из битумной ленты, ПВХ-ленты или крепированной бумаги, который защищает металлические оболочки от коррозии и предотвращает повреждение внутренних слоев при наложении брони.

6. Бронепокров

Броня выполняется из отдельных стальных оцинкованных проволок круглого сечения, наложенных поверх разделительного слоя. Броня обеспечивает механическую защиту от растягивающих усилий, ударов, грызунов и других внешних воздействий при прокладке в земле.

7. Наружный защитный покров (шланг)

Внешняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ) или, в варианте «у», из экструдированного полиэтилена. Она защищает броню от коррозии и агрессивного воздействия почвы, воды. Оболочка имеет характерный оранжевый или черный цвет.

Основные технические характеристики

Таблица 1. Технические параметры кабеля ПвКПу 1х240

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	64/110; 127/220; 190/330
Сечение жилы, мм²	240
Материал жилы	Алюминий
Максимальная рабочая температура жилы, °C	+90
Допустимая температура при перегрузке, °C	+130
Допустимая температура при КЗ (до 5 с), °C	+250
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 20 наружных диаметров кабеля
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более	0.125
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ/15 мин.	Для 110 кВ: 192 кВ; для 220 кВ: 318 кВ; для 330 кВ: 435 кВ
Допустимый длительный ток нагрузки (при прокладке в земле, +25°C грунта, термич. сопр. 1.0 К·м/Вт)	~450-550 А (зависит от конкретных условий прокладки)

Область применения и условия эксплуатации

Кабель ПвКПу 1х240 применяется для создания высоковольтных линий электропередачи от подстанций к узловым распределительным пунктам, для ввода мощности в крупные промышленные предприятия, порты, аэропорты, а также для прокладки подводных переходов через реки и водоемы.

• Прокладка в земле (траншеях): Кабель предназначен для непосредственной укладки в траншеи с песчаной подушкой и защитным кирпичом или сигнальной лентой. Броня защищает от механических повреждений при раскопках и давления грунта.
• Прокладка в воде: Бронирование и влагостойкая оболочка позволяют прокладывать кабель по дну водоемов. При этом учитываются дополнительные требования к устойчивости брони к поперечным нагрузкам.
• Прокладка в кабельных сооружениях: Допускается прокладка в тоннелях, коллекторах, эстакадах и галереях. В помещениях с возможным распространением огня требуется применение кабеля с индексом «нг(А)-LS» (не распространяющий горение, с пониженным дымовыделением).

Кабель рассчитан на эксплуатацию в широком диапазоне температур окружающей среды: от -50°C до +50°C. Монтаж кабеля допускается производить при температуре не ниже -15°C без предварительного подогрева.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества кабеля ПвКПу 1х240 перед кабелями с бумажно-масляной изоляцией (МНС, МВД):

• Высокая надежность и стойкость к тепловым перегрузкам.
• Отсутствие риска утечки масла и необходимости в сложных системах подпитки и давления.
• Меньший вес и наружный диаметр при том же сечении и напряжении.
• Большая допустимая разность уровней при прокладке.
• Простота монтажа и соединения (использование термоусаживаемых муфт).
• Более высокий допустимый ток короткого замыкания.

Преимущества перед кабелями с ПЭ/ПВХ изоляцией (ПвП, ПвПу):

• Наличие брони из стальных проволок обеспечивает защиту от механических повреждений и возможность прокладки в земле без дополнительных защитных труб.
• Конструкция «у» (усиленный защитный шланг) повышает стойкость к агрессивным грунтам и растяжению.

Недостатки:

• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями на низкое и среднее напряжение.
• Требовательность к качеству монтажа муфт и концевых заделок.
• Необходимость применения специального инструмента и оборудования для монтажа.

Особенности монтажа и соединения

Монтаж кабеля ПвКПу 1х240 требует высокой квалификации персонала. Основные этапы включают:

1. Раскатка: Осуществляется с помощью лебедок или роликов с соблюдением минимального радиуса изгиба. Запрещается волочение кабеля по земле.
2. Подготовка концов: Послойная разделка концов кабеля для установки соединительных или концевых муфт.
3. Монтаж муфт: Установка соединительных, стопорных и концевых муфт. Для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена применяются преимущественно термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты. Критически важным является обеспечение абсолютной чистоты поверхности изоляции и экрана, а также герметичности соединения.
4. Заземление: Медные экраны кабеля с обоих концов должны быть надежно заземлены для снятия наведенного напряжения и обеспечения безопасности. При большой длине линии применяют поперечное соединение экранов и их заземление в нескольких точках или применение специальных режимов (заземление через ограничители напряжения).
5. Укладка в траншею: Кабель укладывается на подготовленную песчаную подушку, после засыпки песком укладывается сигнальная лента или защитный кирпич.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель ПвКПу от кабеля ПвКШп?

Основное отличие в материале наружного защитного покрова. У ПвКПу – это усиленный шланг из полиэтилена (обозначение «у»), а у ПвКШп – шланг из полиэтилена («Ш») с подушкой под броней («п»). Конструкция «у» часто подразумевает экструдированный полиэтилен поверх брони, что обеспечивает лучшую герметизацию и защиту от влаги и агрессивных сред по сравнению с комбинацией лент (в ПвКШп).

Можно ли использовать кабель ПвКПу 1х240 для прокладки в воздухе (по опорам)?

Нет, данный кабель не предназначен для несущей прокладки в воздухе по опорам. Для воздушных линий применяются специальные марки, например, СИП или кабели с несущим тросом. ПвКПу можно прокладывать в воздухе только по специальным конструкциям (эстакадам, галереям), где он не подвергается значительным механическим растягивающим нагрузкам.

Какой срок службы у кабеля ПвКПу 1х240?

Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки и монтажа, составляет не менее 30 лет. Фактический срок может превышать 40-50 лет.

Требуется ли для кабеля ПвКПу 1х240 дополнительная защита при прокладке в земле?

Бронирование проволоками является достаточной механической защитой. Однако согласно ПУЭ (Глава 2.3) рекомендуется укладка на песчаную подушку, засыпка песком и укрытие защитным кирпичом или сигнальными пластиковыми лентами для предотвращения повреждений при последующих земляных работах.

Как определяется необходимое сечение 240 мм² для конкретного объекта?

Сечение выбирается на основе расчета по допустимому длительному току нагрузки (по нагреву), экономической плотности тока, проверке на потерю напряжения и термической стойкости к токам короткого замыкания. Для высоковольтных линий 110-330 кВ решающими часто являются не только токовые нагрузки, но и условия устойчивости энергосистемы, емкостные токи, поэтому окончательный выбор сечения выполняется в рамках комплексного технико-экономического обоснования проекта.

Каковы особенности заземления экрана одножильного кабеля?

Заземление экрана (металлической оболочки) одножильного кабеля обязательно с обоих концов. Это необходимо для безопасности и ликвидации наведенного напряжения. Однако при большой длине линии (обычно более 1-2 км для 110 кВ) циркулирующие в замкнутом контуре «экран-земля» токи могут становиться значительными, вызывая дополнительные потери и нагрев. В таких случаях применяют схемы с поперечным соединением экранов всех трех фаз и заземлением в одной или нескольких точках с использованием специальных разъединителей или ограничителей напряжения.

Заключение

Кабель ПвКПу 1х240 является современным, надежным и технологичным решением для строительства высоковольтных распределительных сетей класса напряжения 110-330 кВ в условиях, требующих повышенной механической защиты. Его конструкция, основанная на использовании сшитого полиэтилена и стальной брони, обеспечивает длительную и безотказную работу при прокладке в земле, воде и кабельных сооружениях. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля, с учетом всех требований нормативной документации (ГОСТ, ПУЭ), являются залогом устойчивого и экономичного энергоснабжения ответственных объектов.