Кабели сечением 240 мм
Кабели сечением 240 мм²: технические характеристики, области применения и особенности монтажа
Кабели с номинальным сечением токопроводящей жилы 240 мм² занимают ключевую позицию в сегменте силового электрооборудования среднего и высокого напряжения. Они являются основным инструментом для передачи больших мощностей на значительные расстояния в стационарных установках. Данное сечение представляет собой оптимальный баланс между токовой нагрузкой, механической прочностью, массогабаритными показателями и экономической целесообразностью для широкого спектра ответственных объектов.
Конструктивные особенности и марки кабелей
Конструкция кабеля 240 мм² варьируется в зависимости от номинального напряжения и условий эксплуатации. Основные элементы включают в себя:
- Токопроводящая жила: Выполняется из медной или алюминиевой проволоки. Для меди сечение 240 мм² является одним из наиболее востребованных. Жила может быть однопроволочной (монолитной) для повышенной жесткости или многопроволочной для улучшения гибкости. Класс гибкости (1, 2, 3, 4, 5) определяется количеством проволок в жиле.
- Материал изоляции: Определяет область применения и номинальное напряжение.
- Сшитый полиэтилен (XLPE): Современный стандарт для кабелей на напряжение 6, 10, 20, 35 кВ и выше. Обладает высокой термостойкостью (допустимая температура жилы до +90°C в продолжительном режиме), отличными диэлектрическими и механическими свойствами.
- Поливинилхлоридный пластикат (ПВХ): Применяется для изоляции и оболочки кабелей на напряжение до 1 кВ. Имеет хорошие изоляционные свойства, стойкость к агрессивным средам, но ограниченную термостойкость (до +70°C для жилы).
- Бумажная пропитанная изоляция: Используется в кабелях на напряжение от 1 до 35 кВ. Требует герметичной металлической оболочки (свинцовой или алюминиевой) для защиты от увлажнения. Активно вытесняется XLPE.
- Экран: Для кабелей на напряжение 6 кВ и выше является обязательным. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, защищает от внешних электромагнитных помех. Выполняется из полупроводящих материалов (сшитый полупроводящий полиэтилен) и медной ленты или проволоки.
- Броня и защитные покровы: Обеспечивают механическую защиту от растяжения, сдавливания, грызунов. Броня из стальных оцинкованных лент (тип Б) или проволок (тип К) применяется для прокладки в земле (траншеях). Внешняя оболочка из ПВХ, полиэтилена или шланговых композиций защищает броню от коррозии.
- Медь: не более 0.0754 Ом/км.
- Алюминий: не более 0.125 Ом/км.
- Распределительные сети 6-35 кВ: Питание районных и городских подстанций, ответвления от воздушных линий (ВЛ) к трансформаторным пунктам.
- Вводы и распределение на промышленных предприятиях: Питание главных понизительных подстанций (ГПП), цеховых трансформаторов, мощных электродвигателей (насосы, вентиляторы, компрессоры).
- Инфраструктура объектов энергетики: Связь между элементами на территории ТЭЦ, ГЭС, АЭС, солнечных и ветровых электростанций.
- Объекты коммерческой и жилой недвижимости: Магистральные линии в кабельных коллекторах и шахтах многоэтажных зданий, центров обработки данных (ЦОД), торговых комплексов.
- Транспортная инфраструктура: Электроснабжение метрополитенов, железнодорожных вокзалов, аэропортов, тоннелей.
- Радиус изгиба: Минимально допустимый радиус изгиба при монтаже нормируется и для кабелей 240 мм² составляет, как правило, 15-25 наружных диаметров кабеля в зависимости от конструкции и гибкости жилы.
- Прокладка в земле: Требуется подготовка траншеи с песчаной подушкой, защита кирпичом или сигнальной лентой. При пересечении с коммуникациями или дорогами кабель прокладывается в защитной трубе (футляре). Необходимо учитывать допустимые тяговые усилия, чтобы не повредить жилы и изоляцию.
- Прокладка на лотках: При укладке пучком необходимо применять понижающие коэффициенты к токовой нагрузке. Крепление должно исключать механические напряжения и вибрацию.
- Соединение и оконцевание: Являются наиболее ответственными операциями. Применяются:
- Кабельные муфты: Соединительные, ответвительные, концевые. Для кабелей до 1 кВ – чугунные, литые эпоксидные или термоусаживаемые. Для кабелей 6-35 кВ – преимущественно термоусаживаемые или холодноусаживаемые, обеспечивающие герметичность, электрическую прочность и равномерное распределение напряжений.
- Оконцеватели (наконечники): Медные или алюминиевые, обжимные (требуют гидравлического пресса) или болтовые. Обжим является наиболее надежным методом, обеспечивающим постоянное переходное сопротивление. Место соединения жилы с наконечником должно быть герметизировано.
- Медь: Более высокая проводимость, меньшие потери на нагрев, лучшая стойкость к механическим нагрузкам (гибкость, устойчивость к изломам), меньшее окисление на контактах. Недостаток – высокая стоимость и значительный вес.
- Алюминий: Значительно дешевле и легче. Однако имеет на 60% меньшую проводимость, склонен к ползучести и образованию оксидной пленки с высоким сопротивлением, что требует специальных мер при соединении (использование кварцево-вазелиновой пасты, регулярная подтяжка болтовых соединений).
- Повреждение при монтаже: Превышение тягового усилия или радиуса изгиба. Мера: использование специальных роликов и динамометров.
- Некачественный монтаж муфт: Нарушение герметичности, приводящее к увлажнению изоляции. Мера: работа обученных специалистов, контроль каждого этапа.
- Перегрузка по току: Длительная работа выше номинала, ведущая к тепловому старению изоляции. Мера: правильный расчет сечения на этапе проектирования, установка тепловых реле защиты.
- Повреждение оболочки и коррозия брони: При прокладке в агрессивных грунтах без дополнительной защиты. Мера: применение кабелей с полиэтиленовой оболочкой (Шп), прокладка в трубах.
Основные типы кабелей и их условные обозначения
В российской практике наиболее распространены следующие марки кабелей сечением 240 мм²:
| Марка кабеля | Материал жилы | Напряжение, кВ | Основная область применения | Ключевые особенности |
|---|---|---|---|---|
| АВБбШв / ВБбШв | Алюминий / Медь | до 1 | Прокладка в земле (траншеях), туннелях, каналах. | Броня из стальных лент, ПВХ оболочка. Защита от механических повреждений. |
| АВВГ / ВВГ | Алюминий / Медь | до 1 | Прокладка в сухих и влажных помещениях, кабельных эстакадах, блоках. Запрещена прокладка в земле. | Отсутствие брони, ПВХ изоляция и оболочка. Более легкий и гибкий. |
| АПвБбШп / ПвБбШп | Алюминий / Медь | 6, 10, 35 | Прокладка в земле для сетей среднего напряжения. | Изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE), броня, полиэтиленовая оболочка. |
| АПвП / ПвП | Алюминий / Медь | 6, 10, 35 | Прокладка в воздухе (по фасадам, эстакадам), туннелях. | Изоляция XLPE, экран, полиэтиленовая оболочка. Без брони для снижения веса. |
| АСБл / СБл | Алюминий / Медь | 6, 10 | Прокладка в земле (в т.ч. с высокой коррозионной активностью). | Бумажная пропитанная изоляция, свинцовая оболочка, броня, защитные покровы. |
Электрические и механические параметры
Токовые нагрузки и электрическое сопротивление являются основными расчетными параметрами.
| Условия прокладки | Медь, изоляция XLPE/ПВХ | Алюминий, изоляция XLPE/ПВХ | Примечания |
|---|---|---|---|
| В земле (одножильный, глубина 0.7 м, тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт) | 440 А / 410 А | 340 А / 320 А | Значения могут корректироваться в зависимости от количества кабелей в траншее, удельного сопротивления грунта и температуры окружающей среды. |
| В воздухе (одножильный, температура воздуха +25°C) | 515 А / 470 А | 400 А / 365 А | При прокладке в лотках пучком необходимо применять понижающие коэффициенты. |
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C:
Индуктивное сопротивление: ~0.08-0.11 Ом/км для трехжильных кабелей, зависит от взаимного расположения жил и наличия экрана.
Емкость: Для кабелей с изоляцией XLPE на 10 кВ составляет порядка 0.3-0.4 мкФ/км.
Масса и наружный диаметр: Сильно варьируются. Например, трехжильный кабель АПвБбШп 3х240 может иметь диаметр ~60-65 мм и массу ~8-9 т/км, тогда как ВВГ 3х240 – диаметр ~50 мм и массу ~6.5 т/км (для меди).
Области применения и проектные решения
Кабели 240 мм² являются магистральными и применяются для создания надежных силовых связей:
Особенности монтажа и соединения
Работа с кабелями большого сечения требует специального оборудования и соблюдения строгих технологических регламентов.
Выбор между медью и алюминием
Выбор материала жилы является технико-экономической задачей.
Для ответственных объектов с высокими нагрузками, ограничениями по габаритам кабельных трасс и требованиями к долговечности чаще выбирают медные кабели. В распределительных сетях, где допустимо применение большего сечения для компенсации проводимости, часто экономически оправдано использование алюминия.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Какой кабель выбрать для прокладки в земле: АВБбШв или АПвБбШп на 10 кВ?
Для сетей 10 кВ современным и рекомендуемым выбором является кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (АПвБбШп). Он имеет более высокую допустимую температуру жилы (+90°C против +70°C у бумажной), меньшие потери, не требует сложных систем подпитки маслом или пропитки, допускает большие перепады по высоте трассы и проще в монтаже и обслуживании.
Как правильно рассчитать токовую нагрузку для кабеля 240 мм² при групповой прокладке?
Необходимо использовать базовое значение тока из ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок) для выбранного способа прокладки и умножить его на соответствующий понижающий коэффициент. Коэффициент зависит от количества рабочих кабелей в пучке, расстояния между ними и способа прокладки (в воздухе, в земле). Например, при прокладке 6 кабелей в одной траншее вплотную коэффициент может составлять 0.65. Точные значения приведены в таблицах ПУЭ, глава 1.3.
Какие наконечники использовать для медного кабеля 240 мм² и как их обжимать?
Для медного кабеля применяются медные обжимные наконечники типа ТМ или ТМЛ (луженые). Обжим осуществляется специальным гидравлическим прессом с матрицами, соответствующими сечению жилы и наконечника. Обжим, как правило, двух- или трехточечный (в зависимости от длины наконечника). После обжима необходимо заизолировать место соединения жилы с наконечником термоусаживаемой трубкой или лентой.
Что означает маркировка «ож» на кабеле и важно ли это для сечения 240 мм²?
Маркировка «ож» означает, что токопроводящая жила выполнена из однопроволочного (монолитного) проводника. Для сечения 240 мм² это допустимо по ГОСТ, но такие кабели обладают пониженной гибкостью. Они подходят для стационарной прокладки в местах без частых изгибов. Для трасс со сложной конфигурацией предпочтительнее многопроволочные жилы (класс гибкости 2 и выше).
Какой минимальный радиус изгиба у кабеля ПвБбШп 1х240 на 10 кВ?
Минимальный радиус изгиба указывается в технических условиях на конкретный кабель. Для одножильных кабелей с броней на напряжение 6-10 кВ с изоляцией XLPE он обычно составляет не менее 20 наружных диаметров кабеля при монтаже. Для кабеля диаметром ~40 мм радиус изгиба будет не менее 800 мм. Точное значение необходимо уточнять в паспорте изделия.