Кабель ПвПу 1х240: полное техническое описание и сфера применения

Кабель ПвПу 1х240 представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) и герметизированной оболочкой. Данный тип кабеля является ключевым элементом в современных высоковольтных и высоконадежных электрических сетях. Его конструкция и материалы обеспечивают выдающиеся эксплуатационные характеристики, необходимые для передачи и распределения электроэнергии на средние и высокие напряжения.

Расшифровка маркировки ПвПу 1х240

• П – Изоляция из сшитого (полимеризованного) полиэтилена.
• в – Оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• Пу – Усиленная герметизация (защита от влаги). Буква «у» указывает на наличие под оболочкой герметизирующего слоя, обычно экструдированного полиэтилена или алюмополимерной ленты, что является критически важным для предотвращения продольного распространения влаги.
• 1х240 – Одна токопроводящая жила с номинальным сечением 240 мм².

Конструкция кабеля ПвПу 1х240

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

• Материал: Медь (как правило, марки ММ или МФ). Медь обеспечивает высокую электропроводность, механическую прочность и стойкость к изгибам.
• Конструкция: Жила секторной или, реже, круглой формы. Секторная форма (сегментная) применяется для оптимизации пространства в трехжильных кабелях, но в одножильном исполнении также встречается для удобства последующей прокладки пучками (по три кабеля на фазу). Состоит из множества проволок, скрученных по определенной технологии, что обеспечивает гибкость и стойкость к вибрационным нагрузкам.
• Класс гибкости: Как правило, 2 (многопроволочная).

2. Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой)

Нанесен поверх токопроводящей жилы методом экструзии. Изготавливается из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его основная функция – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и основной изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – главной причины старения и пробоя изоляции.

3. Основная изоляция

Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормируется стандартами в зависимости от номинального напряжения кабеля. Процесс сшивки (образования поперечных молекулярных связей) придает материалу свойства, превосходящие обычный полиэтилен: высокая температурная стойкость (длительно до +90°C, перегрузка до +130°C, короткое замыкание до +250°C), исключительная механическая прочность, стойкость к трекингу и воздействию химикатов.

4. Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой)

Аналогичен внутреннему экрану. Служит для симметрирования электрического поля и его заключения внутри изоляции. Обычно выполнен в виде экструдированного слоя.

5. Медный экран (заземляющий)

• Назначение: Защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, путь для тока короткого замыкания и тока утечки.
• Конструкция: Выполняется в виде медных проволок, спирально наложенных поверх внешнего полупроводящего слоя, или в виде медной ленты, наложенной продольно с перекрытием. Для сечения 240 мм² часто применяется комбинированный экран: медные проволоки + медная лента. Сечение экрана нормируется (например, 25 или 35 мм²) в зависимости от проектных требований к току КЗ.

6. Разделительный слой (под оболочку)

Обычно представляет собой обмотку из полиэтилентерефталатной (ПЭТ) или аналогичной ленты. Предотвращает непосредственный контакт медного экрана с ПВХ-оболочкой, что могло бы привести к химическому взаимодействию и повреждению оболочки.

7. Герметизирующий слой

Ключевая особенность маркировки «Пу». Это слой экструдированного полиэтилена или алюмополимерной ленты, наложенной продольно с перекрытием и склеенной. Он служит барьером для продольной миграции влаги в случае повреждения внешней оболочки, защищая изоляцию по всей длине кабеля.

8. Внешняя оболочка

Выполнена из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Защищает кабель от механических повреждений, агрессивных сред (масел, кислот, щелочей), ультрафиолетового излучения и выполняет функцию изоляции от земли. Имеет стандартную толщину и, как правило, черный цвет.

Основные технические характеристики и параметры

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля ПвПу 1х240 на напряжение 6-10 кВ

Параметр	Значение / Описание	Нормативный документ (ГОСТ, ТУ)
Номинальное напряжение U0/U (Um)	6/10 кВ (12 кВ) или 8,7/15 кВ (17,5 кВ)	ГОСТ 31996-2012
Сечение токопроводящей жилы	240 мм² (номинальное)	ГОСТ 22483-2012
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C	ГОСТ 31996-2012
Допустимая температура при перегрузке	+130°C	ГОСТ 31996-2012
Допустимая температура при КЗ (до 5 с)	+250°C	ГОСТ 31996-2012
Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева)	-15°C	—
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15 x Наружный диаметр кабеля	ГОСТ 31996-2012
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0.0754 Ом/км	ГОСТ 22483-2012
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты (5 мин.) для кабеля 10 кВ	25 кВ	ГОСТ 31996-2012

Таблица 2. Допустимый длительный ток нагрузки (I_дл.доп.) для кабеля ПвПу 1х240 при прокладке в земле (траншее)

Условия: температура земли +25°C, удельное тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт, глубина прокладки 0.7 м, расстояние между кабелями в пучке (при прокладке по три на фазу) – 100 мм по центрам.

Способ прокладки	Один кабель (одна фаза)	Три кабеля (по одному на фазу) в одной траншее
В земле (в трубах или без)	~ 450 А	~ 390 А (с учетом взаимного нагрева)
В воздухе (лотки, эстакады)	~ 510 А	~ 460 А (с учетом взаимного нагрева)

Важно: Данные приведены справочно. Точный расчет допустимого тока должен производиться согласно ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок), глава 1.3, с учетом всех поправочных коэффициентов на температуру окружающей среды, количество работающих кабелей в пучке, тепловое сопротивление грунта и т.д.

Области применения кабеля ПвПу 1х240

• Распределительные сети среднего напряжения (6-10 кВ): Питание районных и городских подстанций, распределительных пунктов (РП), трансформаторных подстанций (ТП).
• Промышленные предприятия: Питание мощных электродвигателей, печей, главных распределительных щитов (ГРЩ).
• Инфраструктурные объекты: Аэропорты, вокзалы, метрополитен, большие торговые центры.
• Объекты энергетики: Соединения внутри подстанций, выводы от силовых трансформаторов.
• Кабельные линии, прокладываемые в условиях повышенной влажности: Благодаря герметизации «Пу», кабель рекомендован для прокладки в грунтах с высоким уровнем грунтовых вод, в коллекторах, туннелях, по мостам и эстакадам, где возможно попадание влаги.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества кабеля ПвПу 1х240:

• Высокая надежность и долговечность: Изоляция из СПЭ обладает высокой стойкостью к тепловому старению и перегрузкам.
• Высокая пропускная способность: Допустимая температура работы +90°C позволяет пропускать большие токи по сравнению с кабелями с бумажно-пропитанной изоляцией (БПИ).
• Устойчивость к влаге: Герметизирующий слой «Пу» эффективно защищает от продольного распространения воды.
• Меньший вес и радиус изгиба: По сравнению с кабелями БПИ аналогичного сечения и напряжения, что упрощает транспортировку и монтаж.
• Отсутствие необходимости в сложных концевых муфтах с градировкой поля: Для кабелей с изоляцией из СПЭ применяются более простые и компактные концевые муфты.
• Возможность прокладки на вертикальных участках с большими перепадами высот: Отсутствие миграции пропиточного состава.

Недостатки и особенности:

• Более высокая стоимость: По сравнению с кабелями с изоляцией из ПВХ (ВВГ) или даже БПИ на низкое напряжение.
• Чувствительность к точечным механическим повреждениям: При повреждении изоляции возможно развитие «древовидных» разрядов (трекинг), что требует аккуратности при монтаже.
• Необходимость применения специального инструмента и обученного персонала: Для разделки и монтажа муфт.
• Требовательность к качеству изготовления: Наличие даже микроскопических дефектов в изоляции или экране недопустимо.

Особенности монтажа и эксплуатации

• Прокладка: Допускается прокладка в земле (траншеях), кабельных сооружениях (коллекторах, туннелях), по конструкциям в воздухе. При прокладке в земле обязательно использование песчаной подушки и защитного слоя (кирпич, сигнальная лента).
• Радиус изгиба: Не должен быть менее 15 наружных диаметров кабеля во время прокладки и 7.5 диаметров после укладки.
• Соединение и оконцевание: Требуют применения специальных кабельных муфт – соединительных и концевых, рассчитанных на работу с изоляцией из СПЭ. Все работы должны выполняться с абсолютной чистотой, без загрязнения полупроводящих слоев и изоляции.
• Заземление: Медный экран кабеля должен быть надежно заземлен с обеих сторон. В схемах с изолированной нейтралью применяют заземление через ограничители перенапряжений или специальные устройства для контроля состояния изоляции.
• Испытания после монтажа: Обязательным является проведение высоковольтных испытаний постоянным напряжением (по нормам ПУЭ) для вновь смонтированной линии перед вводом в эксплуатацию.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель ПвПу принципиально отличается от кабеля ПвП?

Буква «у» в маркировке ПвПу указывает на наличие усиленной герметизации (слой под оболочкой). В кабеле ПвП такого слоя нет. Это делает ПвПу значительно более стойким к продольному проникновению влаги при повреждении внешней оболочки, что критически важно для надежной долгосрочной эксплуатации в условиях возможного подтопления или высокой влажности.

Можно ли использовать три одножильных кабеля ПвПу 1х240 вместо одного трехжильного кабеля на 10 кВ?

Да, это стандартная практика, особенно для линий с большими токами нагрузки. Преимущества: меньший вес отдельных кабелей (удобство монтажа), возможность гибкого расположения в траншее или на лотках. Недостаток: увеличение металлоемкости (три отдельных экрана вместо одного общего) и необходимость учета взаимного нагрева при расчете допустимого тока (токовая нагрузка снижается примерно на 10-15% по сравнению с прокладкой одиночного кабеля).

Как правильно выбрать сечение медного экрана для кабеля ПвПу 1х240?

Сечение экрана нормируется и выбирается исходя из ожидаемого тока короткого замыкания (КЗ) в точке установки кабеля и его длительности. Стандартные значения для 10 кВ кабелей: 25 мм² или 35 мм². Выбор должен быть сделан на основании расчета токов КЗ в проекте электроустановки, чтобы обеспечить термическую стойкость экрана за время срабатывания защиты.

Каков срок службы кабеля ПвПу 1х240?

Номинальный срок службы, заявленный производителями и установленный ГОСТ 31996-2012, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может быть значительно больше при соблюдении условий прокладки, монтажа, эксплуатации в рамках номинальных параметров (температура, ток нагрузки, отсутствие механических повреждений).

Что означает маркировка «ож» в дополнение к ПвПу 1х240?

Маркировка «ож» (например, ПвПуож 1х240) указывает на то, что кабель имеет однопроволочную (монолитную) токопроводящую жилу. Это противоположность многопроволочной (гибкой) жиле. Кабели с «ож» жилой менее гибкие, но часто имеют несколько лучшие электрические характеристики на постоянном токе и, как правило, немного дешевле. Для сечения 240 мм² однопроволочная жила встречается реже, чем многопроволочная.

Какой документ является основным для определения параметров кабеля ПвПу?

Основным нормативным документом в РФ является ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ» и на напряжение 6, 10, 20, 35 кВ. Все ключевые параметры – конструкция, электрические и механические характеристики, методы испытаний – регламентированы этим стандартом.