Кабель ПвКПу2г 3х240
Кабель ПвКПу2г 3х240: полный технический анализ и область применения
Кабель ПвКПу2г 3х240 представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долговечность и безопасность в эксплуатации в широком диапазоне условий. Расшифровка маркировки: П – изоляция из силанольносшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, К – броня из круглых оцинкованных стальных проволок, Пу – усиленная наружная оболочка (защитный шланг), 2г – двойная герметизация (гидрофобные ленты под броней и оболочкой), 3х240 – три токопроводящие жилы сечением 240 мм² каждая.
Конструкция кабеля ПвКПу2г 3х240
Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Последовательность слоев от центра к периферии следующая:
- Токопроводящая жила. Изготавливается из медной проволоки (класс 1 или 2 по ГОСТ 22483). Для сечения 240 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы, что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и сделать его более компактным. Медь обеспечивает высокую электропроводность, стойкость к механическим нагрузкам и коррозии.
- Экран на жиле (полупроводящий экран). Наносится поверх жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию, что критически важно для кабелей на среднее напряжение.
- Изоляция. Выполнена из силанольносшитого полиэтилена (Пв). Этот материал обладает выдающимися диэлектрическими и механическими свойствами, сохраняет их в широком температурном диапазоне (от -50°C до +50°C при эксплуатации, до +250°C в режиме короткого замыкания). Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения (например, для 10 кВ – 3,4 мм).
- Экран на изоляции (полупроводящий экран). Аналогичен экрану на жиле. Вместе с ним образует коаксиальную систему, ограничивающую электрическое поле внутри изоляции.
- Поясная изоляция. Выполняется из медных лент или проволок, наложенных поверх экрана на изоляции. Служит для пропускания токов утечки и, главным образом, токов короткого замыкания. В кабеле ПвКПу2г 3х240 экран выполнен в виде медных проволок, что повышает гибкость и облегчает монтаж.
- Разделительный слой. Битумированная бумага или полимерная лента, наложенная поверх поясной изоляции. Защищает нижележащие слои от повреждения бронёй.
- Броня. Выполнена из оцинкованных стальных проволок круглого сечения (индекс «К» в маркировке). Обеспечивает механическую защиту от растягивающих усилий, ударов, грызунов. Оцинковка предотвращает коррозию.
- Заполнитель и подушка под броней. Включает в себя гидрофобные ленты (компонент «2г»), которые препятствуют продольному распространению влаги в случае повреждения наружной оболочки.
- Наружная оболочка. Изготовлена из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Индекс «Пу» означает усиленную оболочку (толщина увеличена), что обеспечивает повышенную защиту от механических повреждений, агрессивных сред (химикатов, масел) и ультрафиолетового излучения. Цвет оболочки, как правило, черный.
- Прокладка в земле (траншеях): Броня и усиленная оболочка защищают от механических повреждений при раскопках, давления грунта, коррозии. Гидрофобные ленты («2г») обеспечивают дополнительную защиту от влаги. Обязательна подсыпка и засыпка песком, укладка сигнальной ленты.
- Прокладка в кабельных туннелях, коллекторах, эстакадах и галереях: Устойчивость к распространению горения (по ГОСТу) позволяет прокладывать его в таких сооружениях. Броня обеспечивает защиту от возможных падений предметов.
- Прокладка в помещениях, включая сырые и с химически активной средой: ПВХ-оболочка устойчива к воздействию влаги, масел, кислот и щелочей в умеренных концентрациях.
- Прокладка на вертикальных и наклонных трассах: Конструкция с проволочной броней и медными экранами в виде проволок не допускает стекания изоляционного материала, что характерно для кабелей с бумажной изоляцией.
- Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70-80°C), что позволяет передавать большую мощность при том же сечении.
- Отсутствие ограничений по перепаду высот при прокладке.
- Меньшая масса и наружный диаметр при аналогичных параметрах.
- Более высокая стойкость к ударным нагрузкам и вибрации.
- Проще монтаж (не требуется спецарматура для герметизации концов).
- Более длинная строительная длина (до 700-1000 м), что уменьшает количество муфт на линии.
- Более высокая стоимость по сравнению с кабелями на низкое напряжение.
- Требует высокой культуры монтажа: необходимо использовать специальные инструменты для разделки, термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты, строго соблюдать чистоту и технологию.
- Чувствительность к точечным механическим повреждениям изоляции при монтаже, которые могут стать очагом развития электрического дерева.
- Раскатка: Производится с помощью кабельных роликов, не допуская механических повреждений, перекручивания, превышения допустимого радиуса изгиба (не менее 15-20 наружных диаметров кабеля).
- Соединение: Осуществляется с помощью кабельных муфт – соединительных (Ст) или ответвительных (О). Для кабелей с изоляцией из СПЭ применяются преимущественно термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты. Процесс включает ступенчатую разделку концов кабеля, монтаж изолирующих трубок, восстановление экранов и монтаж заземляющих проводников.
- Оконцевание: Выполняется с помощью концевых муфт (КВ) или кабельных вводов в КРУ/КТП. Концевая муфта обеспечивает плавный вывод электрического поля и герметизацию.
- Заземление: Медные экраны (поясная изоляция) и броня должны быть надежно заземлены с двух сторон кабельной линии для безопасности и нормальной работы защит.
- 72 = 1080 мм. При эксплуатации (после монтажа) радиус может быть меньше – 10 диаметров. Превышение этих значений может привести к повреждению изоляции и экранов.
Основные технические характеристики и параметры
Технические параметры кабеля ПвКПу2г 3х240 регламентируются ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 6, 10, 20 и 35 кВ» и техническими условиями производителей.
Таблица 1. Ключевые электрические и конструктивные параметры для напряжения 10 кВ
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um), кВ | 6/10 (12) или 8,7/15 (17,5) или 12/20 (24) |
| Количество и сечение жил, мм² | 3 х 240 |
| Максимально допустимая рабочая температура жилы, °C | +90 |
| Допустимая температура жилы при КЗ (не более 5 сек), °C | +250 |
| Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева), °C | -15 |
| Сопротивление изоляции при +20°C, не менее, МОм·км | 100 |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ/продолжительность | 25 / 10 мин. (для 10 кВ) |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более, Ом/км | 0.0754 |
| Примерный наружный диаметр кабеля, мм | 70-75 |
| Примерная масса 1 км кабеля, кг | 11000-12500 |
Таблица 2. Допустимые длительные токовые нагрузки (для кабеля, проложенного в земле, при температуре грунта +25°C и глубине прокладки 0.7-1.0 м)
| Условия прокладки | Допустимый длительный ток, А |
|---|---|
| В траншее, одном кабеле | 515 |
| В траншее, двух кабелях с расстоянием 100 мм между ними | 450 (на каждый) |
| В воздухе (на открытом воздухе, в туннеле) | 540 |
Примечание: Точные значения токовых нагрузок должны определяться по ПУЭ 7-го издания, глава 1.3, с учетом всех поправочных коэффициентов на температуру воздуха/грунта, количество работающих кабелей вплотную и т.д.
Область применения и способы прокладки
Кабель ПвКПу2г 3х240 предназначен для эксплуатации в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью. Благодаря своей конструкции он может применяться в следующих условиях:
Кабель не предназначен для прокладки в блоках, трубах (за исключением случаев кратковременной защиты на пересечениях) и в условиях постоянного растяжения (подвесная прокладка).
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Преимущества кабеля ПвКПу2г 3х240 перед кабелями с бумажной изоляцией (например, СБл 3х240):
Преимущества перед кабелями в ПВХ-изоляцией (ВВГ и др.): Работа на среднее напряжение (до 20 кВ), высочайший уровень диэлектрической прочности, лучшие температурные характеристики.
Недостатки:
Монтаж, соединение и оконцевание
Монтаж кабеля ПвКПу2г 3х240 требует профессиональных навыков. Ключевые этапы:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальная разница между ПвКПу2г и ПвПуг?
Основное отличие – наличие брони. В маркировке «К» означает броню из круглых стальных оцинкованных проволок. Кабель ПвПуг не имеет бронепокрова, его защита – это только ПВХ-оболочка (усиленная, «Пу»). ПвКПу2г применяется там, где есть риск механических повреждений (прокладка в земле, в туннелях), ПвПуг – в более защищенных условиях (кабельные эстакады, помещения, где исключен механический риск).
Что означает индекс «2г» и можно ли его игнорировать при выборе?
Индекс «2г» означает двойную герметизацию: применение гидрофобных (водоблокирующих) лент под броней и под наружной оболочкой. Игнорировать этот параметр нельзя. Для прокладки в земле, в условиях возможного подтопления или высокой влажности, кабель с индексом «2г» предпочтительнее, так как он препятствует продольному распространению влаги по кабелю в случае локального повреждения оболочки, увеличивая срок службы и надежность линии.
Какой минимальный радиус изгиба для данного кабеля?
Минимально допустимый радиус изгиба при монтаже для одножильных кабелей с броней из проволок составляет 15 наружных диаметров кабеля. Для ПвКПу2г 3х240 с диаметром около 72 мм радиус изгиба будет не менее 15
Как правильно выбрать номинальное напряжение кабеля для проекта 10 кВ?
Для сети 10 кВ необходимо выбирать кабель с номинальным напряжением U0/U не ниже, чем у сети. Рекомендуется применять кабель на 8,7/15 кВ. Цифра 8,7 кВ (U0) – это напряжение между жилой и землей в сети с изолированной нейтралью, где в аварийном режиме напряжение на неповрежденных фазах может возрасти в √3 раз. Использование кабеля на 6/10 кВ для сети 10 кВ допустимо, но менее предпочтительно с точки зрения запаса по напряжению и долговечности.
Требуется ли дополнительная защита при прокладке в земле?
Да, обязательно. Несмотря на броню и усиленную оболочку, кабель должен быть уложен в траншею на подготовленное ложе (подсыпка из песка или просеянной земли толщиной 100 мм), засыпан сверху слоем песка в 100-150 мм, после чего уложена сигнальная лента из пластика на глубине 250-300 мм от поверхности. На участках с повышенной активностью грызунов или в каменистых грунтах рекомендуется дополнительная защита в виде асбоцементных плит, кирпича или защитных пластиковых коробов.
Какой срок службы у данного кабеля?
Номинальный срок службы кабеля ПвКПу2г 3х240, заявленный производителями при соблюдении условий эксплуатации, хранения, транспортировки и монтажа, составляет не менее 30 лет. Фактический срок службы может быть больше и определяется совокупностью факторов: стабильностью электрических нагрузок, отсутствием перегрузок, отсутствием повреждений при монтаже и эксплуатации, коррозионной стойкостью брони в конкретных грунтовых условиях.