Кабель ПвПу 10 кВ 240 мм

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвПу 10 кВ 240 мм²: конструкция, применение и технические характеристики

Кабель силовой марки ПвПу на напряжение 10 кВ с сечением токопроводящей жилы 240 мм² представляет собой современное высоковольтное кабельное изделие с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ). Данный тип кабеля предназначен для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 6/10 кВ частотой 50 Гц. Он является ключевым элементом в системах распределения электроэнергии, обеспечивая надежное соединение между подстанциями, распределительными пунктами и мощными потребителями.

Расшифровка маркировки кабеля ПвПу 10 кВ 240 мм²

• П – Изоляция жилы из сшитого полиэтилена (обозначение по ГОСТ 31565-2012).
• в – Наружная оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ).
• Пу – Форма исполнения: усиленная (толстостенная) защитная оболочка. Это указывает на повышенную механическую прочность и стойкость к внешним воздействиям, что позволяет прокладывать кабель в земле (в траншеях) без дополнительных защитных труб.
• 10 кВ – Номинальное напряжение между жилами и землей 6 кВ, между жилами – 10 кВ (класс напряжения 6/10 кВ).
• 240 мм² – Номинальное сечение токопроводящей жилы по ГОСТ или ТУ.

Конструкция кабеля ПвПу 10 кВ 240 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Для одножильного исполнения (наиболее распространенного для данного сечения и напряжения) структура выглядит следующим образом, начиная от центра:

1. Токопроводящая жила

• Материал: Медь или алюминий. Для кабеля ПвПу чаще применяется алюминий (обозначается в полной маркировке как АПвПу) как более экономичный материал для больших сечений, но возможно и медное исполнение.
• Класс гибкости: 1 или 2 (по ГОСТ 22483). Для сечения 240 мм² жила, как правило, секторной или круглой формы, состоит из множества проволок для обеспечения необходимой гибкости.
• Сечение: 240 мм² соответствует номинальному току нагрузки, определяемому условиями прокладки и охлаждения.

2. Экран по жиле (полупроводящий экран)

• Представляет собой слой из полупроводящего сшитого полиэтилена или наложенную экструзией полупроводящую ленту.
• Назначение: Выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения изоляции.

3. Основная изоляция

• Материал: Сшитый полиэтилен (XLPE).
• Толщина: Нормируется стандартами (например, ГОСТ 15150). Для кабеля 10 кВ толщина изоляции составляет несколько миллиметров (примерно 4.5-5.5 мм в зависимости от стандарта).
• Свойства: Высокие диэлектрические характеристики, стойкость к термическим перегрузкам (допустимая температура жилы +90°C в длительном режиме, до +250°C при КЗ), высокая механическая прочность и стойкость к трекингу.

4. Экран по изоляции (полупроводящий экран)

• Аналогичен экрану по жиле. Вместе с экраном по жиле создает коаксиальную конструкцию, ограничивающую электрическое поле внутри изоляции.

5. Поясная изоляция

• Выполняется из медных или алюминиевых лент, наложенных спирально с перекрытием, или в виде медной оплетки.
• Назначение: Защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, а также использование в качестве проводника для тока утечки и тока короткого замыкания.

6. Заполнитель и разделительный слой

• Пространство под оболочкой может заполняться ПВХ-поясами или другими материалами для придания кабелю круглой формы и дополнительной механической стабильности.

7. Защитная оболочка

• Материал: Поливинилхлоридный пластикат (ПВХ) пониженной горючести.
• Особенность марки «Пу»: Оболочка имеет увеличенную толщину (обычно от 3.5 мм и более), что обеспечивает повышенную защиту от механических повреждений, агрессии грунтов, грызунов и влаги.
• Цвет: Как правило, черный. Возможно нанесение маркировки с указанием марки кабеля, напряжения, сечения, года изготовления и производителя.

Основные технические характеристики и параметры

Электрические характеристики

В таблице приведены ключевые электрические параметры для кабеля ПвПу 10 кВ 240 мм² с алюминиевой жилой (АПвПу).

Наименование параметра	Значение	Примечание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	6/10	U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами
Максимальное рабочее напряжение Um, кВ	12
Испытательное переменное напряжение, кВ	22 (24)	В зависимости от стандарта, продолжительность испытания – 5-10 мин.
Испытательное постоянное напряжение, кВ	53 (60)	Для приемо-сдаточных испытаний после монтажа
Допустимая температура жилы в длительном режиме, °C	+90
Допустимая температура жилы при КЗ (до 5 сек), °C	+250
Допустимая температура жилы при перегрузке, °C	+130
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева, °C	-20
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15 наружных диаметров кабеля	Для одножильных кабелей с поясной изоляцией
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более	0.125 (Al), 0.0754 (Cu)	По ГОСТ 22483
Индуктивное сопротивление, Ом/км	~0.1 – 0.15	Зависит от способа прокладки
Емкостной ток, А/км	~1.0 – 1.5	Приблизительное значение

Механические и эксплуатационные характеристики

• Стойкость к удару и сдавливанию: Усиленная оболочка «Пу» обеспечивает высокий уровень защиты. Конкретные значения нормируются стандартами (например, усилие сдавливания не менее 2000 Н/100 мм для кабелей с оболочкой «Пу»).
• Стойкость к растяжению: Допустимое усилие на кабель при прокладке определяется конструкцией жилы и оболочки.
• Водостойкость: Конструкция кабеля, как правило, не предусматривает герметизацию жилы, поэтому при прокладке в воде или в грунтах с высоким уровнем грунтовых вод требуется применение кабелей в специальном исполнении (с гидрофобным заполнением или алюминиевой герметизирующей оболочкой).
• Огнестойкость: Оболочка из ПВХ пониженной горючести не распространяет горение при одиночной прокладке. При необходимости могут применяться исполнения с индексом «нг(А)-HF» – нераспространяющие горение, с пониженным дымо- и газовыделением.

Области применения и способы прокладки

Кабель ПвПу 10 кВ 240 мм² применяется для передачи и распределения электроэнергии в стационарных установках:

• В качестве вводов и отводов на воздушных линиях (ВЛ) 6-10 кВ (переход с воздушной линии на кабельную).
• Для питания мощных промышленных потребителей: заводские цеха, насосные и компрессорные станции, горнодобывающие предприятия.
• В распределительных сетях городской и промышленной инфраструктуры.
• Для соединения ячеек распределительных устройств (КРУ, КСО) с силовыми трансформаторами.
• В сетях электроснабжения объектов ЖКХ, больших торговых центров, стадионов.

Способы прокладки:

• Прокладка в земле (траншеях): Это основной способ для кабеля с индексом «Пу». Допускается прокладка непосредственно в грунте при условии отсутствия механических повреждений (камней, строительного мусора). Для защиты рекомендуется использование сигнальной ленты, а в зонах повышенного риска – защитных плит или кирпича.
• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах: Кабель может монтироваться на лотках, в коробах или на конструкциях. Необходимо учитывать требования к креплению и обеспечению допустимых радиусов изгиба.
• Прокладка в помещениях: Допускается открытая прокладка по стенам, конструкциям, а также в штрабах под штукатуркой.
• Важное замечание по одножильным кабелям: При прокладке в земле или в ферромагнитных трубах (стальных) из-за возникновения вихревых токов необходимо применять специальные схемы расположения фаз (в треугольник или «впритык»). При прокладке на воздухе или в пластиковых трубах это требование менее критично, но рекомендуется для снижения потерь.

Сравнение с кабелями других типов (ПвП, АПвП, СБл)

Кабель ПвПу занимает свою нишу среди кабельной продукции 10 кВ.

Марка кабеля	Ключевые отличия от ПвПу	Область применения
ПвП (без «у»)	Имеет обычную, не усиленную оболочку. Меньшая толщина и механическая прочность.	Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, каналах), где риск механических повреждений минимален.
АПвПу	Буква «А» в начале указывает на алюминиевую жилу. ПвПу – общее обозначение, часто подразумевает алюминий, если не указано иное. Медный аналог – ПвПу (Cu).	То же, что и ПвПу, но с жилой из алюминия (легче и дешевле меди, но требует большего сечения для той же проводимости).
СБл (с бумажно-масляной изоляцией, в свинцовой оболочке)	Устаревшая, но еще эксплуатируемая технология. Тяжелее, требует специальной технологии монтажа (муфтирования), чувствительна к перепадам уровней прокладки. Изоляция – пропитанная бумага.	Реконструкция старых сетей, где требуется полная совместимость с существующей инфраструктурой. В новых проектах практически не применяется.
ПвПг или ПвПу2г	Индекс «2г» или «г» указывает на наличие герметизации (гидрофобного заполнения) для защиты от продольного распространения влаги.	Прокладка в грунтах с высокой влажностью, в условиях возможного подтопления, на вертикальных и наклонных трассах.

Монтаж и соединение. Особенности для кабеля 240 мм²

Монтаж кабеля сечением 240 мм² требует специального оборудования и квалификации персонала.

• Раскатка: Производится с помощью кабельных роликов, укладываемых в трассу с шагом 2-3 метра, чтобы не допустить касания кабелем земли и повреждения оболочки. Используются лебедки или механизированные кабельные транспортеры.
• Изгиб: Радиус изгиба должен быть не менее 15 наружных диаметров кабеля. Для кабеля 240 мм² 10 кВ наружный диаметр составляет примерно 50-60 мм, следовательно, минимальный радиус изгиба – 750-900 мм.
• Соединение и оконцевание: Выполняются с помощью специальных кабельных муфт – соединительных и концевых. Для кабелей с изоляцией из СПЭ применяются муфты с технологией холодной усадки (на основе эластомеров) или горячей усадки. Процесс включает послойное восстановление экранов и изоляции. Для жилы сечением 240 мм² обязательным является использование прессуемых наконечников (медно-алюминиевых для алюминиевых жил) с последующим контролем качества обжатия.
• Заземление: Поясные экраны (медные ленты/оплетки) на обоих концах кабеля должны быть надежно заземлены. При большой длине линии (когда емкостной ток становится значительным) может применяться заземление экрана с одной стороны, а с другой – через ограничитель напряжения (продольное заземление) для предотвращения циркуляции блуждающих токов.

Контроль качества и приемо-сдаточные испытания

После прокладки и монтажа муфт кабельная линия подвергается обязательным испытаниям повышенным напряжением постоянного тока согласно ПУЭ (Правила устройства электроустановок).

• Для кабеля 10 кВ испытательное напряжение составляет 60 кВ постоянного тока (для линий с изоляцией из СПЭ).
• Продолжительность приложения полного испытательного напряжения – 10 минут.
• Измеряется сопротивление изоляции (мегаомметр на 2500 В). Сопротивление изоляции кабеля 10 кВ должно быть не менее 100 МОм.
• Проверяется целостность и правильность чередования фаз.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель ПвПу от ПвП?

Буква «у» в маркировке ПвПу означает «усиленная защитная оболочка». У кабеля ПвПу толщина наружной оболочки из ПВХ больше, чем у кабеля ПвП. Это обеспечивает повышенную механическую прочность и позволяет прокладывать его в земле (траншеях) без дополнительных защитных труб, в то время как ПвП рекомендуется для прокладки в кабельных каналах, туннелях, по конструкциям, где риск механических повреждений минимален.

Какой допустимый длительный ток для кабеля АПвПу 10 кВ 240 мм²?

Допустимый длительный ток нагрузки зависит не только от сечения, но и от способа прокладки. Примерные значения (ориентировочные, для точного расчета необходимо руководствоваться ПУЭ гл.1.3 или каталогами производителя):

• Прокладка в земле (одиночный кабель, глубина 0.7 м, температура грунта +15°C, тепловое сопротивление 1.2 К·м/Вт): ~330 А.
• Прокладка в воздухе (температура воздуха +25°C): ~350 А.
• При групповой прокладке (несколько кабелей вплотную) необходимо вводить понижающие коэффициенты, которые могут снизить допустимый ток на 10-30%.

Можно ли использовать кабель ПвПу для прокладки в воде?

Стандартная конструкция кабеля ПвПу не предназначена для длительной прокладки непосредственно в воде. Его оболочка защищает от почвенной влаги, но не является полностью герметичной. Для прокладки в воде, в заболоченной местности или на вертикальных участках с риском стекания влаги вдоль трассы следует применять специальные исполнения кабеля с индексом «2г» (например, ПвПу2г), имеющие гидрофобное заполнение или металлическую герметизирующую оболочку.

Как правильно выбрать между алюминиевой (АПвПу) и медной жилой?

Выбор основан на технико-экономическом расчете:

• Алюминиевый кабель (АПвПу): Дешевле (примерно в 2-3 раза по материалу), легче. Требует большего внимания к качеству соединений (склонность к окислению, необходимость специальных смазок и наконечников). При одинаковом сечении имеет меньшую проводимость, чем медь (для аналогичной токовой нагрузки сечение алюминиевой жилы должно быть примерно на шаг больше).
• Медный кабель (ПвПу): Дороже, тяжелее, но обладает более высокой проводимостью, лучшей стойкостью к механическим нагрузкам в местах соединений, меньшим переходным сопротивлением в контактах. Чаще применяется на критически важных объектах, при сложных условиях монтажа или при жестких ограничениях по диаметру.

Что означает «сшитый полиэтилен» и в чем его преимущества перед бумажно-масляной изоляцией?

Сшитый полиэтилен (XLPE) – это термореактивный материал, полученный из полиэтилена под высоким давлением с введением сшивающих агентов (пероксидов или силанов). В результате молекулы полимера образуют трехмерную сетку. Преимущества перед бумажно-масляной изоляцией (БМИ):

• Более высокая допустимая рабочая температура жилы (+90°C против +70°C для БМИ).
• Отсутствие риска утечки пропиточного состава, нет ограничений по перепадам уровней прокладки.
• Меньший вес и наружный диаметр при аналогичных электрических параметрах.
• Проще и быстрее монтаж муфт и оконцеваний.
• Более высокая стойкость к коротким замыканиям.
• Экологическая безопасность (отсутствие масла).

Какой документ является основным для определения требований к кабелю ПвПу?

Основным национальным стандартом является ГОСТ 31565-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 1, 3 и 6 кВ». Несмотря на название, стандарт распространяется и на кабели на напряжение 10 кВ (глава 4 стандарта). В нем указаны конструктивные требования, электрические и механические параметры, методы испытаний. Дополнительно производители могут работать по собственным техническим условиям (ТУ), которые не должны противоречить ГОСТ.

Нужно ли заземлять экраны одножильного кабеля ПвПу с двух сторон?

Да, в абсолютном большинстве случаев экраны (поясная изоляция из медных лент/оплетки) должны быть надежно заземлены с обоих концов кабельной линии. Это обеспечивает безопасность персонала (снимает напряжение с экрана), создает путь для тока короткого замыкания и снижает электромагнитное влияние на окружающие объекты. Исключением являются очень длинные линии, где может возникать значительный циркулирующий ток по экрану из-за наведенной ЭДС. В таких случаях применяют схемы с одноточечным или поперечно-продольным заземлением через специальные устройства (заземляющие наборы, ограничители напряжения), но решение должно быть обосновано расчетом.