Кабель ПвПу 150 мм
Кабель ПвПу 150 мм²: полное техническое описание и сфера применения
Кабель ПвПу 150 мм² – это силовой кабель с медными токопроводящими жилами сечением 150 квадратных миллиметров, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) и герметичной оболочкой из полиэтилена. Данная марка предназначена для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10, 20 или 35 кВ частотой 50 Гц. Буквенное обозначение расшифровывается следующим образом: «П» – провод (кабель), «в» – изоляция из вулканизированного (сшитого) полиэтилена, «Пу» – усиленная защитная оболочка из полиэтилена. Кабель является современной и высоконадежной альтернативой кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией (например, марки АСБ) и широко применяется в ответственных объектах энергетической инфраструктуры.
Конструкция кабеля ПвПу 150 мм²
Конструкция кабеля многослойна и каждый элемент выполняет критически важную функцию. Рассмотрим ее подробно, начиная от центра.
- Токопроводящая жила: Медная, однопроволочная (монолитная) или многопроволочная, круглой формы, номинальным сечением 150 мм². Соответствует 2-му классу по ГОСТ 22483. Медь обеспечивает высокую электропроводность, стойкость к окислению и механическую прочность.
- Экран по жиле (полупроводящей экран): Выполнен из электропроводящего сшитого полиэтилена или наложен в виде экструдированного слоя. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию, что критически важно для изоляции на среднее и высокое напряжение.
- Изоляция: Основной диэлектрический слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормирована и зависит от номинального напряжения кабеля (например, для 10 кВ – 3,0 мм). СПЭ обладает выдающимися диэлектрическими и температурными характеристиками: высокая электрическая прочность, низкие диэлектрические потери, стойкость к термоокислительному старению.
- Экран по изоляции (полупроводящей экран): Аналогичен экрану по жиле. Вместе с экраном по жиле создает коаксиальную конструкцию, ограничивающую электрическое поле внутри кабеля.
- Поясная изоляция: Может выполняться из полупроводящих или изоляционных материалов. Обеспечивает равномерность электрического поля в многожильных кабелях.
- Медный экран (заземляющий): Выполнен в виде медных проволок, спирально наложенных поверх поясной изоляции, или в виде медной ленты. Предназначен для защиты от внешних электромагнитных помех, обеспечения симметрии электрического поля и использования в качестве проводника для токов короткого замыкания и заземления. Для сечения 150 мм² часто применяется экран сечением 25 или 35 мм².
- Разделительный слой: Как правило, выполнен из ленты или обмотки. Защищает оболочку от контакта с медным экраном.
- Защитная оболочка: Выполнена из полиэтилена (обозначение «Пу» – полиэтилен усиленный). Обладает высокой механической прочностью, стойкостью к истиранию, влагонепроницаемостью, устойчивостью к агрессивным почвам, химическим веществам и ультрафиолетовому излучению. Цвет оболочки, как правило, черный.
- Номинальное напряжение U0/U (Um): 6/10 (12) кВ; 8,7/15 (17,5) кВ; 20/35 (40,5) кВ.
- Максимально допустимая рабочая температура жилы: +90°C.
- Допустимая температура жилы при коротком замыкании: +250°C (продолжительность не более 5 сек).
- Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.
- Минимальный радиус изгиба при прокладке: 15 наружных диаметров кабеля.
- Сопротивление изоляции: Не менее 100 МОм·км при температуре +20°C.
- Емкость жилы относительно экрана: Приблизительно 0,3-0,4 мкФ/км (точное значение зависит от конструкции).
- Магистральные и распределительные сети 6-35 кВ: Питание районных подстанций, распределительных пунктов (РП), центров питания (ЦП) в городах и промышленных зонах.
- Промышленные предприятия: Питание мощного оборудования (печи, трансформаторы, компрессорные станции) внутри и снаружи цехов.
- Объекты инфраструктуры: Аэропорты, железнодорожные вокзалы, метрополитен, порты, спортивные комплексы.
- Нефтегазовая отрасль: Прокладка на территориях месторождений, химических заводов, где важна стойкость оболочки к агрессивным средам.
- Возобновляемая энергетика: Сборные линии на солнечных электростанциях (СЭС) и ветропарках, где кабель часто прокладывается на открытом воздухе.
- Кабельные линии в земле, кабельных каналах, туннелях, по эстакадам и на открытом воздухе. Усиленная полиэтиленовая оболочка «Пу» позволяет прокладывать кабель без дополнительной механической защиты в большинстве условий.
- Высокая допустимая температура: Рабочая температура +90°C против +70°C у кабелей с бумажной изоляцией, что позволяет пропускать больший ток при том же сечении.
- Отличные диэлектрические свойства: Низкие диэлектрические потери, высокая стойкость к тепловому старению.
- Влагостойкость: Полная негигроскопичность изоляции и оболочки. Не требует специальных ограничений по трассе по перепаду высот, в отличие от кабелей с бумажной изоляцией.
- Механическая прочность и гибкость: Упрощает монтаж, особенно в стесненных условиях.
- Длительный срок службы: Не менее 30 лет при соблюдении условий эксплуатации.
- Пожаростойкость: При наличии индекса «нг(А)-HF» кабель обладает пониженной горючестью и низким дымо- газовыделением.
- Высокая стоимость: Значительно дороже кабелей с бумажной изоляцией (АСБ) аналогичного сечения и напряжения.
- Чувствительность к точечным механическим повреждениям: При повреждении оболочки и попадании влаги возможна водная эрозия изоляции с последующим пробоем. Требует аккуратного обращения при монтаже.
- Требовательность к качеству монтажа муфт и концевых заделок: Необходима абсолютная чистота и технологическая дисциплина при выполнении соединений.
- нг(А) – кабель не распространяет горение при групповой прокладке по категории А (наиболее строгие требования).
- HF (Halogen Free) – безгалогенный, с пониженным коррозионной активностью и дымообразованием. При пожаре выделяет минимальное количество дыма и не выделяет коррозионно-активные галогенсодержащие газы, что критически важно для людей и электронного оборудования.
- sinφ) / Uн, где I – ток нагрузки (А), L – длина линии (км), R и X – удельные активное и индуктивное сопротивления жилы кабеля (Ом/км), cosφ – коэффициент мощности, Uн – номинальное линейное напряжение (кВ). Удельное сопротивление R для меди 150 мм² при +90°C составляет ~0.124 Ом/км, индуктивное сопротивление X зависит от взаимного расположения жил и составляет примерно 0.11-0.13 Ом/км. Точные данные должны браться из паспорта кабеля.
Основные технические характеристики и параметры
Технические параметры кабеля ПвПу 150 мм² регламентируются ГОСТ 31565-2012 (кабели с пластмассовой изоляцией на напряжение 1-35 кВ) и ТУ 16.К71-335-2004. Ниже приведены ключевые данные.
Электрические характеристики (для напряжения 10 кВ)
Таблица 1. Длительно допустимый ток нагрузки для кабеля ПвПу 150 мм² (одножильного) при прокладке в земле и воздухе
Условия: температура земли +25°C, температура воздуха +25°C, глубина прокладки 0.7 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт.
| Условия прокладки | Количество рабочих кабелей | Длительно допустимый ток, А |
|---|---|---|
| В земле (траншее) | 1 | 390 |
| 3 (взаимное касание) | 340 | |
| На воздухе (в кабельном лотке) | 1 | 425 |
| 3 (в одном ряду) | 380 |
Таблица 2. Параметры короткого замыкания
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Допустимая температура при КЗ | +250°C | По ГОСТ |
| Тепловой импульс (K·S²), А²·с | ~ 143·10⁶ | Для медной жилы 150 мм² |
| Ударный ток КЗ (при t=0.2 с), кА | ~ 31 | Оценочное значение |
Области применения кабеля ПвПу 150 мм²
Кабель данной марки и сечения используется для создания надежных силовых линий, где требуются высокие токовые нагрузки и работа под напряжением 6-35 кВ. Основные сферы применения:
Преимущества и недостатки кабеля ПвПу 150 мм² по сравнению с аналогами
Преимущества:
Недостатки:
Особенности монтажа и эксплуатации
Монтаж кабеля ПвПу 150 мм² требует соблюдения строгих правил. Перед прокладкой необходимо проверить целостность оболочки и изоляции (мегомметром на 2500/5000 В). Прокладка при температуре ниже -15°C требует предварительного подогрева кабеля. Радиус изгиба должен быть не менее 15 диаметров кабеля. При прокладке в земле необходима песчаная подушка и защита кирпичом или сигнальной лентой. При параллельной прокладке нескольких кабелей расстояние между ними должно быть не менее 100 мм для обеспечения теплоотвода. Для соединения и оконцевания используются специальные муфты (соединительные, стопорные) и концевые заделки (внутренние и наружные), рассчитанные на работу с изоляцией из сшитого полиэтилена. В процессе эксплуатации обязательны периодические измерения сопротивления изоляции и диагностика (например, методом частичных разрядов).
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается ПвПу от ПвВ?
Основное отличие – в материале защитной оболочки. У кабеля ПвВ оболочка из поливинилхлорида (ПВХ), а у ПвПу – из усиленного полиэтилена. Полиэтиленовая оболочка «Пу» более стойка к механическим воздействиям, истиранию, влаге и агрессивным химическим средам, включая почвенные воды. Кабель ПвПу предпочтительнее для прокладки в земле, в туннелях с возможным подтоплением, на промышленных объектах. ПвВ чаще применяется внутри сухих помещений, в кабельных каналах.
Какое сечение медного экрана должно быть у кабеля 150 мм²?
Согласно ГОСТ 31565-2012, для кабелей на напряжение 6-35 кВ с сечением основных жил 150 мм² номинальное сечение экрана должно быть 25 мм². Однако по техническим условиям заказчика или для конкретных условий проекта (высокие токи КЗ) может быть применен экран сечением 35 мм². Это необходимо уточнять в проектной документации.
Можно ли прокладывать кабель ПвПу 150 мм² открыто по фасаду здания?
Да, можно. Усиленная полиэтиленовая оболочка обладает стойкостью к ультрафиолетовому излучению (UV-стабилизирована), что позволяет осуществлять открытую прокладку без дополнительной защиты от солнечного света. Однако необходимо обеспечить механическую защиту от возможных повреждений на доступной высоте и надежное крепление с соблюдением допустимого радиуса изгиба.
Какой срок службы у этого кабеля?
Номинальный срок службы кабеля ПвПу 150 мм², заявленный производителями и нормируемый стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать этот показатель при соблюдении всех условий прокладки, монтажа, эксплуатации (непревышение токовых нагрузок, отсутствие перегрузок по току КЗ, правильная работа защит).
Что означает маркировка «ПвПунг(А)-HF»?
Это расширенная маркировка, указывающая на улучшенные противопожарные характеристики:
Как рассчитать потери напряжения в линии с кабелем ПвПу 150 мм²?
Для расчета используется стандартная формула: ΔU = √3 I L (R cosφ + X
Заключение
Кабель ПвПу 150 мм² представляет собой современное, надежное и технологичное решение для построения силовых сетей среднего напряжения. Его ключевые преимущества – высокая пропускная способность, обусловленная свойствами сшитого полиэтилена и допустимой температурой +90°C, а также стойкость к сложным условиям эксплуатации благодаря усиленной полиэтиленовой оболочке. Несмотря на более высокую первоначальную стоимость по сравнению с кабелями старого типа, его долговечность, низкие эксплуатационные затраты и надежность делают его экономически обоснованным выбором для ответственных объектов. Успешное применение кабеля ПвПу 150 мм² напрямую зависит от корректного проектирования, выбора качественной продукции от проверенного производителя и строгого соблюдения технологий монтажа и эксплуатации.