Кабель ПвКаПг 3х240: полное техническое описание и сфера применения
Кабель ПвКаПг 3х240 – это силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Маркировка расшифровывается следующим образом: П – изоляция из силанольносшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, Ка – броня из круглых стальных оцинкованных проволок, Пг – модификация, указывающая на гибкую жилу (многопроволочную). Конструкция 3х240 означает три токопроводящие жилы сечением 240 мм² каждая.
Конструктивные элементы кабеля ПвКаПг 3х240
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая надежность и долговечность в эксплуатации.
1. Токопроводящая жила
Жила сечением 240 мм², соответствует 5-му классу гибкости по ГОСТ 22483. Изготавливается из медных проволок, скрученных в многопроволочную конструкцию. Медь обеспечивает высокую электропроводность, стойкость к окислению в условиях повреждения оболочки, а многопроволочность придает гибкость, облегчая монтаж и укладку на трассе.
2. Внутренняя экструдированная полупроводящая экран
Наносится поверх токопроводящей жилы методом экструзии. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая возникновение локальных перенапряжений и ионизации, что критически важно для кабелей на напряжение 6 кВ и выше.
3. Изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE)
Основной диэлектрический барьер. Наносится поверх полупроводящего экрана. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные термические характеристики: длительно допустимая температура жилы увеличивается до +90°C, а в режиме перегрузки – до +130°C. Изоляция обладает высокой механической прочностью, стойкостью к влаге и трекингу.
4. Внешний экструдированный полупроводящий экран
Наносится поверх изоляции. Выполняет ту же функцию выравнивания поля, что и внутренний экран. Часто выполняется в виде легко снимаемого слоя для удобства монтажа кабельных муфт.
5. Поясная изоляция
Представляет собой обмотку из полупроводящей или медной ленты, наложенную поверх внешнего экрана. Обеспечивает электрический контакт с металлическим экраном и дополнительно выравнивает поле в трехжильной конструкции.
6. Экран (заземляющий)
Изготавливается из медных проволок, наложенных спирально, или в сочетании с медной лентой. Предназначен для защиты от внешних электромагнитных помех, обеспечения симметрии электрического поля и выполнения функции заземления. При коротком замыкании ток проходит через этот экран.
7. Разделительный слой (подброневой)
Выполняется из битумной ленты, крепированной бумаги или полимерных материалов. Защищает внутренние слои и металлический экран от коррозии и механических повреждений со стороны брони, а также предотвращает проникновение влаги извне.
8. Броня типа «Ка»
Броня из круглых оцинкованных стальных проволок, наложенных поверх разделительного слоя. Обеспечивает высокую механическую защиту от растягивающих усилий, ударов, грызунов. Конструкция «Ка» (проволочная броня) особенно эффективна при прокладке в вертикальных шахтах и наклонных трассах, где кабель подвергается значительным растягивающим нагрузкам.
9. Наружная оболочка из ПВХ пластиката
Внешний защитный слой. ПВХ-пластикат марки В (по ГОСТ 5960) обеспечивает защиту от агрессивных сред (масла, щелочи, кислоты умеренной концентрации), ультрафиолета, а также служит дополнительной механической защитой для брони. Оболочка имеет характерный желтый цвет для кабелей на 6 кВ или красный для 10 кВ, что облегчает визуальную идентификацию.
Основные технические характеристики
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 6/10 кВ (12 кВ), 8.7/15 кВ (17.5 кВ), 12/20 кВ (24 кВ) |
| Количество и сечение жил | 3 жилы, 240 мм² каждая |
| Материал жилы | Медь, многопроволочная (5 класс) |
| Материал изоляции | Сшитый полиэтилен (XLPE) |
| Длительно допустимая температура жилы | +90°C |
| Максимальная температура при КЗ (до 5 сек) | +250°C |
| Допустимая температура при перегрузке | +130°C (не более 100 ч/год) |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 наружных диаметров кабеля |
| Сопротивление изоляции при +20°C | Не менее 100 МОм·км |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц | Для кабеля 6/10 кВ: 20 кВ в течение 10 мин. Для кабеля 8.7/15 кВ: 26 кВ в течение 10 мин. Для кабеля 12/20 кВ: 36 кВ в течение 10 мин. |
| Строительная длина | Не менее 250 м (может быть оговорена с заказчиком) |
Области применения кабеля ПвКаПг 3х240
Кабель предназначен для эксплуатации в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью. Основные сферы применения:
- Магистральные линии в распределительных сетях 6-20 кВ.
- Питание мощных потребителей: трансформаторных подстанций, насосных станций, промышленных предприятий.
- Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах).
- Прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия растягивающих нагрузок и риска механических повреждений, несмотря на наличие брони.
- Прокладка по вертикальным и наклонным трассам (в шахтах, по стенам зданий) благодаря проволочной броне, эффективно воспринимающей растягивающие усилия.
- Объекты с повышенными требованиями к пожарной безопасности (ПВХ оболочка имеет пониженную горючесть).
- ПвПг 3х240: Отсутствует броня («Ка»). Применяется там, где нет механических воздействий. Дешевле, но менее защищен.
- АПвПг 3х240: Алюминиевая жила вместо медной. Дешевле и легче, но имеет большее активное сопротивление, требует большего сечения для той же пропускной способности. Медный аналог надежнее с точки зрения контактных соединений.
- ПвКаВ 3х240: Броня из стальных лент («В») вместо проволок. Ленточная броня лучше защищает от механических повреждений, но хуже воспринимает растягивающие нагрузки. Кабель ПвКаПг с проволочной бронёй предпочтительнее для вертикальных трасс.
- СПбПг 3х240 (старое обозначение): Фактически, это предшественник ПвПг. Изоляция — сшитый полиэтилен, но могут быть отличия в технологии и стандартах.
- Радиус изгиба: Не менее 15 внешних диаметров кабеля во избежание повреждения изоляции и экранов.
- Температура монтажа: Прокладка без предварительного подогрева допускается при температуре не ниже -15°C. При более низких температурах кабель необходимо отогревать в теплом помещении или с помощью трансформаторов.
- Заземление: Медный экран и броня должны быть надежно заземлены с обоих концов кабеля для обеспечения безопасности и нормального режима работы. В длинных линиях (>500 м) может применяться перекрестное заземление или заземление в одной точке для снижения токов в оболочке.
- Монтаж муфт и концевой арматуры: Требует высокой квалификации персонала. Необходима тщательная зачистка изоляции, ступенчатый монтаж экранов, герметизация соединений. Используются специальные термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты на 6-20 кВ.
- Прокладка в земле: Рекомендуется укладка на песчаную подушку, защита кирпичом или сигнальной лентой. Глубина прокладки – не менее 0.7 м. Следует избегать участков с повышенной коррозионной активностью.
Важно: Кабель не предназначен для прокладки в блоках, трубах, заполненных кабельной массой, а также в условиях постоянного давления воды (подводная прокладка).
Расчетные электрические параметры (для U0/U = 6/10 кВ)
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Активное сопротивление жилы при +90°C | ~0.095 Ом/км | С учетом температурного коэффициента |
| Индуктивное сопротивление | ~0.11 Ом/км | Зависит от взаимного расположения жил |
| Емкостной ток | ~1.5-2.0 А/км | Важно для расчета компенсации в сетях с изолированной нейтралью |
| Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп) | ~410-450 А | Зависит от способа прокладки (в воздухе, в земле, температуры среды) |
| Ток короткого замыкания (до 5 сек) | ~45 кА | Рассчитывается по сечению жилы и допустимой температуре |
Сравнение с аналогами и выбор
ПвКаПг 3х240 часто сравнивают с другими марками кабелей на среднее напряжение:
Особенности монтажа и эксплуатации
Монтаж кабеля ПвКаПг 3х240 требует соблюдения строгих правил:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается ПвКаПг от ПвПг?
Буква «Ка» в маркировке указывает на наличие брони из круглых оцинкованных стальных проволок. Кабель ПвПг такой брони не имеет, он защищен только ПВХ-оболочкой. ПвКаПг применяется при риске механических повреждений и на вертикальных трассах.
Можно ли прокладывать кабель ПвКаПг 3х240 в земле?
Да, можно. Наличие проволочной брони обеспечивает механическую защиту. Однако при прямом заглублении в грунт с высокой коррозионной активностью рекомендуется дополнительная защита (прокладка в трубах, дренаж). Предпочтительна прокладка в кабельных каналах или тоннелях.
Какой максимальный ток нагрузки для этого кабеля?
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп) зависит от способа прокладки. Для кабеля ПвКаПг 3х240, проложенного в воздухе (при температуре воздуха +25°C), Iдоп составляет примерно 410-420 А. При прокладке в земле (в траншее, с учетом теплопроводности грунта и удельного теплового сопротивления) ток может достигать 450-460 А. Точный расчет должен учитывать все факторы по ПУЭ и методикам ГОСТ.
Как заземлять экран и броню такого кабеля?
Медный экран (проволочный или в виде ленты) и стальная броня должны быть соединены между собой и заземлены на обоих концах линии. Это делается через специальные заземляющие проводники в концевых и соединительных муфтах. Заземление необходимо для безопасности персонала, обеспечения срабатывания защит и снижения электромагнитных помех.
В чем преимущество сшитого полиэтилена (XLPE) перед бумажно-масляной изоляцией (СБ, ЦСБ)?
Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (Пв) имеют ряд преимуществ: более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70°C), отсутствие риска утечки масла, меньший вес и радиус изгиба, возможность прокладки на вертикальных участках без ограничений, простота монтажа муфт, экологическая безопасность.
Что означает индекс «Пг» в маркировке?
Индекс «Пг» означает, что токопроводящая жила является гибкой (многопроволочной) и имеет повышенную гибкость. Это облегчает монтаж, особенно при сложной трассировке и в условиях ограниченного пространства в кабельных сооружениях.
Как выбрать между ПвКаПг и ПвКаВ для одной и той же задачи?
Ключевое отличие – тип брони. «Ка» – броня из проволок, эффективна против растягивающих нагрузок (вертикальные шахты). «В» – броня из стальных лент, лучше защищает от продавливания и механических ударов (прокладка в земле с камнями). Для стандартных наземных траншей часто выбирают ПвКаВ, для шахт и эстакад – ПвКаПг.
Заключение
Кабель ПвКаПг 3х240 представляет собой современное, надежное и технологичное решение для строительства и модернизации распределительных сетей среднего напряжения 6-20 кВ. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, медной токопроводящей жилы, проволочной брони и ПВХ-оболочки, обеспечивает длительную и безопасную эксплуатацию в широком диапазоне условий. Правильный выбор, монтаж и обслуживание данного кабеля в строгом соответствии с ПУЭ, ГОСТ и техническими условиями являются залогом бесперебойного электроснабжения ответственных потребителей.