Кабель ПвПу 6 кВ 150 мм²: полный технический обзор и сфера применения
Кабель ПвПу 6 кВ с сечением жилы 150 мм² представляет собой силовой кабель для стационарной прокладки, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают надежную работу в электрических сетях среднего напряжения, включая сети с изолированной или компенсированной нейтралью, где длительное время допускается работа в режиме однофазного замыкания на землю.
Расшифровка маркировки и конструктивное исполнение
Маркировка «ПвПу» расшифровывается следующим образом:
- П – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (СПЭ).
- в – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
- Пу – усиленная защитная оболочка (броня), выполненная из круглых стальных оцинкованных проволок. Буква «у» указывает на усиленное исполнение, что критически важно для прокладки в грунтах с высокой механической нагрузкой.
- 6 кВ – номинальное напряжение 6000 Вольт.
- 150 мм² – номинальное сечение токопроводящей жилы.
- Более высокая допустимая рабочая температура: +90°C в длительном режиме, до +250°C при коротком замыкании.
- Низкое влагопоглощение.
- Высокие диэлектрические и механические характеристики.
- Отсутствие необходимости в сложных концевых муфтах с вертикальной прокладкой (отсутствие стекания пропиточного состава).
- Точное значение определяется расчетом согласно ПУЭ гл. 1.3 и зависит от конкретных условий: температуры грунта, количества работающих кабелей в траншее, теплопроводности грунта.
- Прокладка в земле (траншеях): Это основной способ применения для данного типа кабеля. Броня из стальных проволок эффективно защищает от механических повреждений при раскопках, давления грунта. Обязательно использование сигнальной ленты, а в зонах повышенной опасности — защитных плит.
- Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам: Допускается при условии отсутствия риска растягивающих нагрузок. Необходимо учитывать требования пожарной безопасности: использование кабелей с пониженным дымо- и газовыделением (индекс «нг(А)-LS» в маркировке) или нераспространением горения (индекс «нг(А)-FR»).
- Промышленные предприятия: Для питания мощных электродвигателей (насосы, вентиляторы, компрессоры), распределения энергии на ГПП, РП цехов.
- Объекты инфраструктуры: Кабельные линии для питания насосных станций, котельных, очистных сооружений, тяговых подстанций городского электротранспорта.
- Перед монтажом необходимо проверить целостность оболочки и изоляции (мегомметром на 2500 В).
- Радиус изгиба должен быть не менее 15 диаметров кабеля.
- При прокладке в траншее кабель укладывается на подготовленную подушку из песка или просеянного грунта, без натяжения, «змейкой». Глубина прокладки — не менее 0,7 м до верха кабеля.
- Для соединения и оконцевания применяются специальные кабельные муфты среднего напряжения: соединительные (СтП), концевые (КТП) с переходом на открытый шинный вывод или в ячейку КРУ. Наибольшее распространение получили термоусаживаемые и холодноусаживаемые муфты. Критически важным этапом является подготовка поверхности изоляции и экрана, а также восстановление экрана на стыке.
- Медь: Выше проводимость (меньшее сечение при том же токе), выше стойкость к коррозии и многократным изгибам, выше механическая прочность. Больший вес и существенно более высокая стоимость. Применяется при высоких нагрузках, ограничениях по габаритам трассы, в ответственных объектах.
- Алюминий: Меньшая стоимость (до 2-3 раз) и вес. Большее удельное сопротивление (для того же тока потребуется сечение на ступень выше, чем у меди), склонность к ползучести в контактных соединениях (требует специальных мер — например, болтовых соединений с тарельчатыми шайбами и смазкой). Применяется в протяженных линиях, где доминирует фактор стоимости.
Детальный разбор конструкции по элементам
1. Токопроводящая жила
Жила сечением 150 мм² изготавливается, как правило, из медной или алюминиевой проволоки (марка кабеля будет соответственно ПвПу или АПвПу). Медная жила обладает более высокой проводимостью и стойкостью к окислению, алюминиевая — меньшим весом и стоимостью. Для данного сечения жила выполняется многопроволочной (по ГОСТ 22483-2012 класс 2 или 3), что обеспечивает необходимую гибкость для транспортировки и монтажа.
2. Экран на жиле (полупроводящий слой)
Поверх жилы накладывается экструдированный полупроводящий слой из модифицированного полиэтилена или полимерной композиции. Его функция — выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают основную изоляцию.
3. Изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ)
Основная изоляция выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, в отличие от традиционной бумажно-пропитанной изоляции, обладает рядом преимуществ:
Толщина изоляции нормируется стандартами (например, ГОСТ 15150 или ТУ 16.К71-335-2004) и для напряжения 6 кВ составляет, как правило, 3,0-3,4 мм.
4. Экран на изоляции (полупроводящая лента)
Поверх изоляции накладывается экран в виде полупроводящей ленты. Он служит для создания равномерного цилиндрического электрического поля внутри изоляции и отвода емкостных токов.
5. Поясная изоляция и медный экран
Далее следует медный экран, выполняющий функцию нулевой жилы в трехжильных кабелях и предназначенный для пропускания токов замыкания на землю. Он может быть выполнен в виде медной ленты, оплетки или комбинации thereof. Для кабеля 150 мм² чаще применяется лента или продольно наложенная гофрированная лента. Поверх экрана может накладываться поясная изоляция из ПВХ или полиэтилентерефталатной ленты для защиты от коррозии и обеспечения адгезии с оболочкой.
6. Заполнитель и разделительный слой
В трехжильных кабелях пространство между изолированными жилами заполняется полимерным материалом или негигроскопичными жгутами для придания кабелю круглой формы. Поверх скрученных жил может накладываться разделительный слой из ПЭТ-ленты или крепированной бумаги.
7. Броня из стальных оцинкованных проволок
Броня типа «Пу» состоит из круглых стальных оцинкованных проволок, наложенных поверх подушки (подброневого покрова). Ее назначение — защита от механических повреждений (растягивающих усилий, ударов, грызунов). Диаметр проволок нормируется и зависит от сечения кабеля.
8. Наружная оболочка из ПВХ пластиката
Защитная оболочка из ПВХ накладывается поверх брони для защиты стальных проволок от коррозии и агрессивных сред. Имеет маркировку с указанием завода-изготовителя, года выпуска, марки кабеля и сечения. Цвет оболочки, как правило, черный.
Основные технические и электрические характеристики
Таблица 1. Ключевые параметры кабеля ПвПу 6 кВ 1х150/95 (одножильный, сечение жилы 150 мм², сечение экрана 95 мм²)
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 6/10 |
| Максимальная рабочая температура жилы, °C | +90 |
| Максимальная температура при КЗ (до 5 с), °C | +250 |
| Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева, °C | -20 |
| Допустимый радиус изгиба при монтаже | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Сопротивление изоляции при +20°C, МОм·км | Не менее 1000 |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ/время | 12 кВ / 10 мин. |
| Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл) для прокладки в земле*, А | ~330-360 А (зависит от условий прокладки и удельного теплового сопротивления грунта) |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км (медь) | Не более 0.124 |
Сравнение с аналогами и выбор типа кабеля
Кабель ПвПу 6 кВ 150 мм² является современной альтернативой кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией (например, СБл, ЦСБл).
Таблица 2. Сравнение кабеля ПвПу 6 кВ с кабелем в свинцовой оболочке (ЦСБл)
| Критерий | Кабель ПвПу 6 кВ | Кабель ЦСБл 6 кВ |
|---|---|---|
| Материал изоляции | Сшитый полиэтилен (XLPE) | Бумажная, пропитанная вязким или нестекающим составом |
| Рабочая температура | Выше (+90°C) | Ниже (+70°C для вязкой пропитки) |
| Влияние перепадов высот | Отсутствует | Ограничения из-за стекания пропиточного состава |
| Монтаж при низких температурах | До -20°C | Требует подогрева уже при 0°C |
| Требования к концевой разделке | Проще, используются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты | Сложнее, требуются муфты с обязательной герметизацией |
| Вес и радиус изгиба | Меньше вес, меньший радиус изгиба | Больше вес (свинцовая оболочка), больший радиус изгиба |
| Экологичность и утилизация | Относительно проще | Проблемы со свинцом и пропиточным составом |
Области применения и способы прокладки
Кабель ПвПу 6 кВ 150 мм² применяется для создания и модернизации распределительных сетей среднего напряжения в следующих условиях:
Важно: Прокладка по воздуху (по опорам) без несущего троса не рекомендуется, так как броня не рассчитана на длительные растягивающие нагрузки. Для воздушных линий применяются специальные кабели с тросом (например, ПвПуТ).
Монтаж, соединение и оконцевание
Монтаж кабеля ПвПу требует соблюдения ряда правил:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. В чем принципиальная разница между кабелями ПвПу и ПвБбШв на 6 кВ?
Ответ: Основное отличие — в типе брони. ПвПу имеет броню из проволок (индекс «Пу»), что обеспечивает повышенную стойкость к растягивающим нагрузкам и используется для прокладки в грунтах с возможными смещениями. ПвБбШв имеет броню из двух стальных оцинкованных лент (индекс «Б»), которая защищает в основном от механических повреждений (ударов, давления) при прокладке в траншеях, но не рассчитана на значительное растяжение.
2. Какое сечение экрана (нулевой жилы) у кабеля 150 мм² и как оно нормируется?
Ответ: Для кабелей на 6-10 кВ сечение медного экрана (экранирующей жилы) нормируется стандартами. Для жилы 150 мм² типовое сечение экрана составляет 95 мм² (комбинация 150/95). Это обеспечивает достаточную проводимость для токов однофазного КЗ. Точное значение указано в ТУ завода-изготовителя.
3. Можно ли использовать кабель ПвПу для прокладки в воде или агрессивных грунтах?
Ответ: Стандартная оболочка из ПВХ пластиката обеспечивает защиту от умеренной агрессии. Для прокладки в особо агрессивных средах (солончаки, болота, грунты с высокой концентрацией щелочей/кислот, в воде) следует выбирать кабели с полиэтиленовой оболочкой (марка ПвП), которая обладает более высокой химической стойкостью и практически нулевым водопоглощением.
4. Какой срок службы у данного кабеля и от чего он зависит?
Ответ: Номинальный срок службы кабеля ПвПу 6 кВ составляет не менее 30 лет. Фактический срок зависит от условий эксплуатации: соблюдения токовых нагрузок, отсутствия перегрузок и КЗ, качества монтажа муфт, коррозионной стойкости брони и оболочки, отсутствия механических повреждений. Критически важным является правильный выбор и монтаж кабельной арматуры.
5. Как правильно выбрать между медной (ПвПу) и алюминиевой (АПвПу) версией кабеля?
Ответ: Выбор основан на технико-экономическом расчете:
Для сечения 150 мм² медный кабель будет иметь запас по нагрузочной способности и надежности, но алюминиевый может быть экономически оправдан на менее ответственных участках сети.
Заключение
Кабель ПвПу 6 кВ 150 мм² представляет собой современное, надежное и технологичное решение для создания кабельных линий среднего напряжения. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена и усиленной броне из стальных проволок, оптимально подходит для прокладки в земле в условиях с повышенными механическими требованиями. По сравнению с классическими кабелями с бумажной изоляцией он обладает более высокими эксплуатационными характеристиками, упрощает монтаж и обслуживание. Корректный выбор, проектирование трассы, качественный монтаж и применение соответствующей кабельной арматуры являются залогом долговечной и безотказной работы линии на протяжении всего срока службы.