Кабели силовые одножильные с сечением 240 мм² с пластмассовой изоляцией: конструкция, применение, стандарты

Силовые одножильные кабели с номинальным сечением токопроводящей жилы 240 мм² и изоляцией из полимерных (пластмассовых) материалов представляют собой ключевой элемент в системах распределения и передачи электроэнергии среднего и высокого напряжения. Их применение охватывает стационарную прокладку в земле (в траншеях), кабельных каналах, туннелях, на эстакадах, а также в качестве одиночных монтажных проводов в электроустановках. Данная статья детально рассматривает конструктивные особенности, нормативную базу, области применения, методы монтажа и эксплуатационные характеристики данного класса кабельной продукции.

Конструкция кабеля

Конструкция одножильного кабеля 240 мм² является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию. Базовая конструкция соответствует требованиям ГОСТ 31996-2012 (кабели на напряжение 1-35 кВ) и международных стандартов (например, IEC 60502-2).

• Токопроводящая жила: Выполняется из медной или алюминиевой проволоки. Для сечения 240 мм² жила, как правило, секторной или круглой формы, многопроволочная (класс 2 по ГОСТ 22483-2012 или класс 5 для большей гибкости). Медь обеспечивает более высокую проводимость и механическую прочность, алюминий — меньший вес и стоимость.
• Экран на жиле (для кабелей на 6 кВ и выше): В кабелях на напряжение от 6 кВ поверх жилы накладывается экструдированный или наложенный в виде ленты полупроводящий слой. Его назначение — выравнивание электрического поля и предотвращение локальных перенапряжений на границе жила-изоляция.
• Изоляция: Основной пластмассовый материал, определяющий класс напряжения кабеля.
  • ПВХ (Поливинилхлорид): Применяется для кабелей на напряжение до 1 кВ (например, ВВГ 1х240). Отличается негорючестью, стойкостью к агрессивным средам, но имеет ограничения по температурному режиму (длительно допустимая температура +70°C).
  • СПЭ (Сшитый полиэтилен): Является основным материалом для изоляции кабелей на напряжение от 6 до 35 кВ и выше (кабели марки ПвП, ПвВГ и аналоги). Получается путем сшивания молекул полиэтилена, что резко повышает его термостойкость (допустимая температура +90°C в продолжительном режиме, до +250°C при КЗ). Обладает отличными диэлектрическими и механическими свойствами.
  • ПЭ (Полиэтилен): Используется реже, для кабелей низкого напряжения или в качестве внешней оболочки.
• Экран на изоляции (для кабелей на 6 кВ и выше): Поверх изоляции накладывается полупроводящий слой, аналогичный внутреннему. Поверх него — медный экран. Он выполняется в виде оплетки из медных проволок, гофрированной медной ленты или комбинации thereof. Назначение — замыкание электрического поля внутри кабеля и обеспечение пути для токов утечки и токов короткого замыкания.
• Поясная изоляция: Лента, наматываемая поверх экрана для его защиты от повреждения при наложении внешней оболочки.
• Защитный покров (оболочка): Внешний слой, защищающий все внутренние элементы от механических повреждений, влаги, химических веществ и УФ-излучения. Выполняется из ПВХ (для небронированных кабелей), полиэтилена (для кабелей, предназначенных для прокладки в земле с высокой агрессивностью) или шланговых композиций. Для бронированных кабелей (например, ПвБбШп) поверх оболочки добавляются стальные оцинкованные ленты (броня) и наружный защитный шланг.

Основные марки и области применения

Выбор конкретной марки кабеля определяется условиями прокладки и эксплуатации.

Таблица 1. Характеристики основных марок одножильных кабелей 240 мм²

Марка кабеля	Материал жилы	Напряжение, кВ	Конструктивные особенности	Основная область применения
ПвП 1х240	Алюминий/Медь	10, 20, 35	Изоляция из СПЭ, внешняя оболочка из полиэтилена.	Прокладка в земле (траншеях), кабельных сооружениях. Для сетей среднего напряжения.
ПвВГ 1х240	Алюминий/Медь	6, 10	Изоляция из СПЭ, оболочка из ПВХ пластиката пониженной горючести.	Прокладка в воздухе (на эстакадах, в помещениях), где не требуется защита от коррозии.
ПвБбШп 1х240	Алюминий/Медь	6, 10	Изоляция из СПЭ, броня из стальных лент, защитный шланг из полиэтилена.	Прокладка в земле (в т.ч. с высокой коррозионной активностью, в сейсмических зонах), в местах с риском механических повреждений.
ВВГ 1х240	Алюминий/Медь	0,66; 1	Изоляция и оболочка из ПВХ. Без экранов.	Стационарный монтаж в электроустановках, прокладка в сухих и влажных помещениях, каналах, туннелях. Для сетей низкого напряжения.
NYRY 1×240 mm²	Медь	0,6/1	По стандарту HD 603, VDE. Изоляция и оболочка из ПВХ.	Аналог ВВГ, широко применяется в объектах, построенных по европейским нормам.

Ключевые электрические и эксплуатационные параметры

Допустимые токовые нагрузки

Длительно допустимый ток нагрузки (I_доп) для кабеля 240 мм² варьируется в зависимости от материала жилы, условий прокладки и числа работающих рядом кабелей. Приведенные значения — ориентировочные, точный расчет ведется по ПУЭ гл. 1.3.

Таблица 2. Примерные длительно допустимые токи для кабелей 240 мм²

Условия прокладки	Медь, А	Алюминий, А
Проложен в земле (одиночный, температура грунта +15°C)	~ 515	~ 400
Проложен в воздухе (одиночный, температура воздуха +25°C)	~ 550	~ 425
Проложен в земле (в пучке из 3-х кабелей)	~ 450*	~ 345*

• Требуется применение понижающих коэффициентов.

Сопротивление жилы

Активное сопротивление постоянному току при +20°C является нормируемым параметром (ГОСТ 22483). Для жилы 240 мм²:

• Медь: не более 0.0754 Ом/км.
• Алюминий: не более 0.125 Ом/км.

Индуктивное и емкостное сопротивление зависят от конструкции кабеля и расстояния между жилами при прокладке.

Условия прокладки и монтажа

При монтаже одножильных кабелей сечением 240 мм² критически важно учитывать явление наведения токов в металлических оболочках и броне (для кабелей на переменном токе). При параллельной прокладке нескольких одножильных кабелей одной фазы необходимо обеспечить их транспозицию (циклическую перекладку) для выравнивания индуктивных сопротивлений и снижения потерь. Для компенсации электродинамических усилий и теплового расширения кабели должны быть надежно закреплены с учетом допустимых радиусов изгиба:

• Для кабелей с СПЭ изоляцией: не менее 15-20 наружных диаметров кабеля.
• Для кабелей с ПВХ изоляцией: не менее 10 наружных диаметров.

При прокладке в земле необходима песчаная подушка и защита кирпичом или сигнальной лентой.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями с изоляцией из СПЭ и ПВХ для сечения 240 мм²?

Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) предназначены для работы в сетях среднего напряжения (6-35 кВ и выше). Они имеют более высокую допустимую температуру эксплуатации (+90°C против +70°C у ПВХ), лучшие диэлектрические характеристики, повышенную стойкость к тепловым перегрузкам и токам КЗ. Кабели с ПВХ изоляцией применяются в сетях до 1 кВ. СПЭ-кабели требуют наличия экранов на жиле и изоляции.

Как правильно выбрать между медной и алюминиевой жилой?

Выбор основан на технико-экономическом расчете. Медь имеет меньшее удельное сопротивление, что позволяет при том же сечении передавать большую мощность или снижать потери. Медные кабели более гибкие и стойкие к механическим воздействиям. Алюминий легче и значительно дешевле. Для стационарной прокладки с ограниченным бюджетом часто выбирают алюминий. Для ответственных объектов, объектов с повышенными требованиями к пожарной безопасности (из-за лучшей стойкости к окислению контактов) и при ограничениях по сечению — медь.

Обязательно ли использовать бронированный кабель для прокладки в земле?

Нет, не обязательно, но крайне рекомендуется при риске механических повреждений (например, в местах возможных земляных работ, на неохраняемых территориях). Броня (стальные оцинкованные ленты) защищает кабель от проколов, растяжений и грызунов. Для прокладки в кабельных каналах, трубах или на охраняемой территории часто используют небронированные кабели (например, ПвП).

Как бороться с наведенными токами в оболочках одножильных кабелей?

Существует несколько методов:

• Транспозиция (перекладка) кабелей: При прокладке в одной траншее трех одножильных кабелей (по одному на фазу) их взаимное положение циклически меняют через равные отрезки длины.
• Перекрещивание экранов/оболочек: На специальных соединительных муфтах экраны соседних отрезков кабеля перекрещиваются, что способствует взаимной компенсации наведенных токов.
• Одностороннее заземление экранов: При небольшой длине линии экраны заземляются только с одной стороны, что разрывает путь для циркулирующих токов, но требует защиты от перенапряжений на свободном конце.
• Применение кабелей с изолирующим покрытием брони/экрана: Это препятствует образованию непрерывной электрической цепи вдоль линии.

Выбор метода определяется проектом, исходя из длины линии, тока нагрузки и требований безопасности.

Каковы особенности монтажа концевой муфты на кабель 240 мм² с СПЭ изоляцией?

Монтаж термоусаживаемой или холодноусаживаемой концевой муфты на кабель среднего напряжения требует строгого соблюдения технологии:

1. Аккуратная разделка кабеля с использованием специального шаблона для обеспечения правильных длин снятия слоев.
2. Тщательная зачистка и шлифовка экрана, создание плавного скоса (конуса) на полупроводящем слое с помощью специального инструмента для равномерного распределения электрического поля.
3. Обезжиривание поверхности изоляции.
4. Точное позиционирование и усадка компонентов муфты (от центра к краям для термоусадки).
5. Надежное соединение наконечника с жилой с помощью пресс-инструмента калиброванного под сечение 240 мм², с последующей зачисткой и изоляцией места опрессовки.
6. Герметизация всех стыков для защиты от влаги.

Работы должны выполняться квалифицированным персоналом с применением диэлектрического инструмента.

Заключение

Одножильные силовые кабели сечением 240 мм² с пластмассовой изоляцией являются высокотехнологичной продукцией, выбор и применение которой требуют учета множества факторов: номинального напряжения сети, материала жилы, условий окружающей среды, способа прокладки и экономических аспектов. Доминирующим типом изоляции для сетей среднего напряжения является сшитый полиэтилен, обеспечивающий высокую надежность и долговечность линии. Правильный монтаж, с учетом особенностей одножильной конструкции (транспозиция, заземление экранов), и соблюдение правил эксплуатации являются залогом безаварийной работы кабельной линии на протяжении всего срока службы, который для качественных СПЭ-кабелей превышает 30 лет.