Кабели силовые 3 кВ сечение 35 мм с пластмассовой изоляцией

Силовые кабели на напряжение 3 кВ с сечением жилы 35 мм² и пластмассовой изоляцией представляют собой классическое решение для питания мощного промышленного оборудования, двигателей и распределительных сетей среднего напряжения. Это оптимальный баланс между пропускной способностью, механической прочностью и относительной простотой монтажа.

1. Область применения и назначение

Основные сферы применения:

• Питание мощных электродвигателей (насосы, вентиляторы, компрессоры) на промышленных предприятиях.
• Стационарная прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах) и производственных цехах.
• Создание распределительных сетей 3000 В внутри крупных промышленных объектов, на горнодобывающих и перерабатывающих предприятиях.
• Подключение силовых трансформаторов и другого электрооборудования, работающего на напряжении 3 кВ.

Преимущества кабелей на 3 кВ:

• По сравнению с кабелями на 0.66/1 кВ, позволяют передавать ту же мощность при меньшем токе, что снижает потери и позволяет использовать кабели меньшего сечения.
• Уровень напряжения 3 кВ часто используется для питания мощных двигателей, что делает кабели данного класса востребованными.

2. Конструкция кабеля (на примере АПвВнг-3х35)

Конструкция такого кабеля многослойна и каждый слой выполняет критически важную функцию.

1. Токопроводящая жила

• Материал: Алюминий (А) или Медь (отсутствие буквы в маркировке). Для сечения 35 мм² чаще используется алюминий как более экономичный вариант для стационарной прокладки.
• Строение: Как правило, однопроволочная (монолитная), класс гибкости 1. Это обусловлено стационарным характером прокладки.
• Сечение: 35 мм². Это сечение позволяет передавать значительные мощности (около 150-200 кВт на линию при 3 кВ, в зависимости от условий прокладки).

2. Изоляция жил

• Материал: Сшитый полиэтилен (СПЭ), обозначается «Пв». Это ключевой материал для кабелей среднего напряжения.
• Преимущества СПЭ:
  • Высокая термостойкость: Допускает нагрев жилы до +90°C в длительном режиме и до +250°C при коротком замыкании.
  • Стойкость к току КЗ: Не плавится и не течет при высоких температурах.
  • Отличные диэлектрические свойства.
  • Стойкость к влаге и старению.
• Толщина изоляции: Рассчитывается в зависимости от напряжения (3 кВ) и строго регламентирована стандартами.

3. Экран по жиле

• Критически важный элемент для кабелей на напряжение выше 1 кВ.
• Назначение: Выравнивание электрического поля вокруг жилы, предотвращение локальных перенапряжений и пробоя изоляции. Без экрана электрическое поле было бы неоднородным, с высокой напряженностью у поверхности жилы.
• Материал: Полупроводящий сшитый полиэтилен или экструдированный полупроводящий слой.

4. Поясная изоляция

• Скрученные изолированные и экранированные жилы дополнительно обматываются поясной изоляцией для придания сердечнику механической прочности и круглой формы.

5. Общий экран (заземляющий)

• Конструкция: Поверх скрученных жил накладывается экран в виде медной ленты или проволоки, часто в сочетании с полупроводящим слоем.
• Назначение:
  • Защита от внешних электромагнитных помех.
  • Симметрирование электрического поля.
  • Стекание токов утечки и обеспечение безопасности при повреждении. Этот экран обязательно заземляется с обеих сторон кабеля.

6. Оболочка

• Материал: Поливинилхлоридный пластикат (ПВХ), обозначается «В».
• Назначение: Защита от механических повреждений, влаги, агрессивных сред (паров, газов).
• Модификации:
  • «нг» — не распространяющий горение. Обязателен для групповой прокладки.
  • «LS» — с пониженным дымовыделением и газовыделением.
  • «HF» — безгалогенный (не выделяет коррозионно-активные газы при горении).

3. Маркировка и расшифровка

Рассмотрим на примере кабеля АПвВнг-3х35-3 кВ:

• А — Алюминиевая токопроводящая жила.
• Пв — Изоляция жил из сшитого полиэтилена (СПЭ).
• В — Оболочка из поливинилхлорида (ПВХ).
• нг — Не распространяющий горение при групповой прокладке.
• 3х35 — Три жилы сечением 35 мм² каждая.
• 3 кВ — Номинальное напряжение 3000 Вольт.

Аналог с медной жилой будет маркироваться как ПвВнг-3х35-3 кВ (буква «А» отсутствует).

4. Технические характеристики

• Номинальное напряжение: 3000 В (3 кВ).
• Количество и сечение жил: 1, 2, 3, 4 жилы. Наиболее распространены 3-жильные для трехфазных сетей.
• Длительно допустимая температура жилы: +90°C (благодаря изоляции из СПЭ).
• Максимальная температура при КЗ (до 4 сек): +250°C.
• Минимальная температура прокладки без подогрева: -15°C.
• Срок службы: Не менее 30 лет.
• Минимальный радиус изгиба: Обычно не менее 15-20 наружных диаметров кабеля. Это важно учитывать при трассировке.
• Испытательное напряжение: После монтажа кабельная линия испытывается повышенным напряжением, как правило, 9-12 кВ переменного тока в течение 10 минут.

5. Расчет допустимого тока нагрузки

Для кабеля АПвВнг-3х35, проложенного в земле (траншее), допустимый длительный ток составляет примерно 125-140 А (зависит от удельного сопротивления грунта, температуры и количества кабелей в траншее).

Расчетная передаваемая мощность:

• P = √3 × U × I × cosφ = 1.73 × 3000 В × 130 А × 0.85 ≈ 575 кВт

Это делает кабель идеальным для питания мощных насосных агрегатов, вентиляторов главного проветривания и другого серьезного оборудования.

6. Особенности монтажа и эксплуатации

1. Прокладка: Допускается прокладка в земле (траншеях), кабельных каналах, лотках, туннелях. При прокладке в земле обязательно использование песчаной подушки, защитной сигнальной ленты и, при необходимости, кирпича или плит.
2. Заземление экрана: Обязательно! Медный экран должен быть заземлен с обеих сторон кабеля. Это требование безопасности и корректной работы.
3. Концевые заделки: Для подключения кабеля к оборудованию (двигателям, ячейкам КРУ) используются специальные концевые муфты (заделки) для кабелей с изоляцией из СПЭ. Они обеспечивают плавный выравнивание электрического поля на конце кабеля и защиту от влаги.
4. Соединение жил: Для соединения двух отрезков кабеля используются соединительные муфты.

7. Сравнение с аналогами

• АПвВнг vs. АВВГ: АВВГ на напряжение 3 кВ имеет бумажную пропитанную изоляцию, которая морально устарела, менее надежна и требует особых условий монтажа (ограничение по перепаду высот). Кабель с изоляцией из СПЭ (АПвВнг) — современное и предпочтительное решение.
• Алюминий vs. Медь: Алюминиевый кабель (АПвВнг) дешевле и легче. Медный (ПвВнг) надежнее в контактных соединениях, имеет более высокую стойкость к электрохимической коррозии и на ~30% большую пропускную способность при том же сечении.

Заключение

Кабель силовой 3 кВ сечением 35 мм² с изоляцией из сшитого полиэтилена (например, АПвВнг) — это надежное, современное и технологичное решение для построения промышленных сетей среднего напряжения. Его ключевые преимущества — высокая термостойкость, отличные диэлектрические свойства и долгий срок службы — делают его оптимальным выбором для ответственных объектов.

Правильный выбор (алюминий/медь, исполнение «нг», «LS»), грамотный монтаж с использованием специальной арматуры и соблюдение правил эксплуатации (особенно заземление экрана) являются залогом безаварийной работы кабельной линии на протяжении десятилетий.