Кабель ПвВ 6 кВ 120 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель ПвВ 6 кВ 120 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6 кВ частотой 50 Гц. Расшифровка маркировки: П – изоляция из силанольносшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, В – отсутствие защитного покрова (брони). Цифра 6 кВ указывает на номинальное напряжение, а 120 мм² – на номинальное сечение токопроводящей жилы.
Конструкция кабеля ПвВ 6 кВ 120 мм²
Конструкция кабеля является многослойной, каждый элемент выполняет критически важную функцию для обеспечения долговечности и безопасности.
- Токопроводящая жила: Выполняется из медной проволоки (материал – медь по ГОСТ 22483). Для сечения 120 мм² жила, как правило, имеет класс 2 по ГОСТ (многопроволочная). Это обеспечивает необходимую гибкость и снижает механические напряжения при перемотке и укладке.
- Экран по жиле (полупроводящий экран): Наносится поверх жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Его задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе жила-изоляция, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения изоляции.
- Изоляция: Выполняется из силанольносшитого полиэтилена (Пв по ГОСТ 15150). Толщина изоляции нормирована и для 6 кВ составляет, как правило, 3.0 мм. Сшитый полиэтилен обладает высокой электрической прочностью, отличными диэлектрическими характеристиками, стойкостью к тепловому старению и повышенной рабочей температурой.
- Экран по изоляции (полупроводящий экран): Наносится поверх изоляции. Аналогичен экрану по жиле. Вместе они формируют коаксиальную конструкцию, ограничивающую электрическое поле внутри кабеля.
- Поясная изоляция: В кабелях на напряжение 6 кВ и выше поверх экрана по изоляции может накладываться слой из электропроводящей бумаги или полимерной ленты для стабилизации конструкции.
- Медный экран (заземляющий): Выполняется в виде оплетки из медных проволок или в виде медной ленты, наложенной продольно или спирально. Его функция – защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, а также использование в качестве заземляющего проводника для токов короткого замыкания. Для сечения 120 мм² сечение медных проволок экрана нормируется.
- Разделительный слой: Слой из полимерной ленты или ПВХ пластиката, предотвращающий непосредственный контакт медного экрана с оболочкой.
- Оболочка: Выполняется из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает внутренние элементы кабеля от механических повреждений, влаги, агрессивных сред и обеспечивает необходимую стойкость к распространению горения. Цвет оболочки, как правило, черный.
- Питание мощных электродвигателей (насосных, вентиляторных, компрессорных установок) на промышленных предприятиях.
- Создание соединительных линий между ячейками КРУ и трансформаторами на подстанциях.
- Прокладка в кабельных туннелях, коллекторах, этажах и по эстакадам на территории заводов, ТЭЦ, нефтеперерабатывающих комплексов.
- Вводы электроэнергии в здания и сооружения.
- ПвП и ПвПу: Отличие в оболочке. «П» означает наружный покров из полиэтилена или самозатухающего полиэтилена. Кабель ПвП предназначен для прокладки в земле (траншеях) и воде, так как полиэтиленовая оболочка обладает высокой стойкостью к влаге и агрессивным средам.
- ПвБбШв: Бронированный кабель. Буквы «Бб» означают броню из двух стальных оцинкованных лент, «Шв» – защитный шланг из ПВХ. Применяется для прокладки в земле (траншеях) при наличии риска механических повреждений, в том числе от грызунов.
- АПвВ: Кабель с алюминиевой токопроводящей жилой. Обладает меньшей стоимостью и массой, но большим удельным сопротивлением и меньшей стойкостью к циклическим изгибам. Требует большего сечения для передачи той же мощности по сравнению с медным.
- Кабель СГ (с бумажной пропитанной изоляцией, свинцовой оболочкой): Устаревшая конструкция. ПвВ превосходит его по всем параметрам: меньший вес и диаметр, отсутствие ограничений по перепаду высот при прокладке (нет риска стекания пропитки), высокая стойкость к влаге, большая допустимая температура жилы.
- Оконцевание: Для подключения к электрооборудованию (ячейкам КРУ, трансформаторам, двигателям) используются термоусаживаемые или холодноусаживаемые кабельные муфты (концевые заделки). Они обеспечивают плавный контроль электрического поля на конце экрана, герметизацию и защиту от внешней среды. Обязателен качественный контакт медного экрана с заземляющей шиной муфты.
- Соединение: Для сращивания двух отрезков кабеля применяются соединительные муфты. Технология монтажа аналогична концевым муфтам, но требует точного совмещения жил и их соединения с помощью опрессовки или сварки.
Основные технические и электрические параметры
Параметры регламентируются серией ГОСТ Р 53769-2010 (кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66, 1 и 3 кВ) и ТУ 16.К71-335-2004 для напряжений 6 кВ и выше. Ниже приведены ключевые характеристики для кабеля ПвВ 6 кВ 1х120.
Таблица 1. Электрические характеристики при температуре жилы +90°C
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Наибольшее допустимое рабочее напряжение | 7.2 кВ | Междуфазное |
| Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл) | ~320 А | Для прокладки в земле (один кабель в траншее, глубина 0.7 м, температура земли +15°C, удельное тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт) |
| Допустимый ток короткого замыкания (Iкз) | ~12.5 кА (1 сек) | Расчетное значение при температуре жилы в начале КЗ +90°C, в конце +250°C |
| Сопротивление жилы постоянному току, не более | 0.153 Ом/км | При температуре +20°C |
| Емкость | ~0.35 мкФ/км | Приблизительное значение | Индуктивное сопротивление | ~0.11 Ом/км | Приблизительное значение |
Таблица 2. Механические и эксплуатационные характеристики
| Параметр | Значение/Описание |
|---|---|
| Диапазон рабочих температур | От -50°C до +50°C (монтаж без предварительного подогрева до -15°C) |
| Допустимая температура жилы в длительном режиме | +90°C |
| Допустимая температура жилы при перегрузке | +130°C (не более 8 ч в сутки, суммарно не более 1000 ч за срок службы) |
| Допустимая температура жилы при коротком замыкании | +250°C (продолжительность до 5 сек) |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 наружных диаметров кабеля |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
| Стойкость к распространению горения | Кабель не распространяет горение при одиночной прокладке (исполнение по умолчанию). Возможно исполнение «нг(A)-HF» – нераспространяющий горение, с пониженным дымо- и газовыделением. |
Область применения и способы прокладки
Кабель ПвВ 6 кВ 120 мм² применяется для создания распределительных сетей 6 кВ в стационарных установках. Основные сферы использования:
Способы прокладки: Кабель предназначен для прокладки в сухих и влажных помещениях, кабельных сооружениях, на специальных лотках и в коробах. Допускается прокладка в земле (траншеях) при условии защиты от механических повреждений (бронированный аналог – ПвБбШв) и при отсутствии растягивающих усилий. Запрещена прокладка в блоках, заполненных кабельным желе.
Отличия от аналогов (ПвП, ПвБбШв, АПвВ, СГ)
Выбор конкретной марки кабеля зависит от условий прокладки и требований к защите.
Методы монтажа и оконцевания
Монтаж кабеля ПвВ требует соблюдения строгих правил. Перед монтажом необходимо проверить целостность оболочки и изоляции (мегомметром на 2500 В). Радиус изгиба должен быть не менее 15 диаметров кабеля. При низких температурах (ниже -15°C) требуется предварительный прогрев. Критически важным этапом является правильное оконцевание и соединение.
Игнорирование технологии монтажа муфт – основная причина пробоев на кабельных линиях 6-10 кВ.
Контроль качества и приемо-сдаточные испытания
После прокладки и монтажа муфт кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям постоянным током в соответствии с ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок). Для кабеля 6 кВ испытательное напряжение составляет 36 кВ постоянного тока в течение 10 минут. Цель – выявление технологических дефектов монтажа и заводских скрытых повреждений изоляции. Также измеряется сопротивление изоляции мегомметром (норма не нормируется, но обычно составляет сотни МОм и выше) и проверяется целостность и правильность фазировки жил.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем принципиально отличается кабель ПвВ от ВВГ?
Кабель ВВГ имеет изоляцию и оболочку из ПВХ пластиката и предназначен для напряжений до 1 кВ (0.66 кВ). Его рабочая температура жилы +70°C. Кабель ПвВ имеет изоляцию из сшитого полиэтилена, что позволяет работать при напряжении 6 кВ и температуре жилы +90°C, обладая значительно более высокими диэлектрическими и тепловыми характеристиками.
Можно ли прокладывать кабель ПвВ 6 кВ 120 мм² в земле без защиты?
Прокладка кабеля ПвВ (без брони) непосредственно в земле не рекомендуется и часто запрещена проектной документацией. Отсутствие брони (стальных лент) делает его уязвимым к механическим повреждениям при раскопках, давлению грунта, воздействию грызунов. Для прокладки в земле следует использовать бронированный кабель ПвБбШв или помещать ПвВ в защитные пластиковые или асбоцементные трубы, что существенно удорожает проект.
Как правильно выбрать сечение медного экрана?
Сечение экрана нормируется ТУ и выбирается производителем исходя из условий токов короткого замыкания. Для кабеля 6 кВ 120 мм² стандартное сечение экрана обычно составляет 25 или 35 мм². При проектировании ответственных линий необходимо выполнить проверку термической стойкости экрана по току КЗ, используя данные производителя кабеля.
Что означает маркировка «ПвВнг(А)-HF»?
Это расширенная маркировка, указывающая на улучшенные противопожарные свойства: «нг(А)» – кабель не распространяет горение при групповой прокладке по категории А (наибольшая пожарная безопасность), «HF» (Halogen Free) – отсутствие галогенов в материалах изоляции и оболочки. При пожаре такой кабель имеет пониженное дымо- и газовыделение, а также не выделяет коррозионно-активные продукты.
Какой срок службы у кабеля ПвВ и от чего он зависит?
Заявленный срок службы – не менее 30 лет. Реальный ресурс определяется условиями эксплуатации: соблюдением температурных режимов, отсутствием перегрузок, качеством монтажа (особенно муфт), отсутствием вибраций и механических воздействий, коррозионной агрессивностью среды. Нарушение любого из этих факторов сокращает срок службы в разы.
Почему для испытания после монтажа используется постоянный, а не переменный ток?
Испытание постоянным током высокого напряжения позволяет выявить сосредоточенные дефекты (проколы, трещины) при значительно меньшей мощности испытательной установки. Испытание переменным током промышленной частоты 50 Гц требует громоздкого и дорогого трансформатора, создает емкостные токи по длине кабеля и может привести к пробою и без того ослабленного места, усугубив повреждение.
В чем преимущество сшитого полиэтилена перед бумажно-пропитанной изоляцией (БПИ)?
Преимущества многочисленны: более высокая допустимая рабочая температура (+90°C против +70°C для БПИ), отсутствие ограничений по разности уровней при прокладке, меньший вес и диаметр, высокая стойкость к влаге (отсутствие гигроскопичности), лучшие диэлектрические потери, возможность прокладки в условиях вибрации, более простой монтаж и эксплуатация.
Заключение
Кабель ПвВ 6 кВ 120 мм² является современным, надежным и технологичным решением для построения распределительных сетей среднего напряжения. Его ключевые преимущества – использование изоляции из сшитого полиэтилена, обеспечивающей высокие электрические и термические характеристики, а также относительно простая конструкция. Корректный выбор марки (с учетом необходимости бронирования или особых противопожарных требований), строгое соблюдение правил монтажа, оконцевания и проведения приемо-сдаточных испытаний являются обязательными условиями для создания долговечной и безопасной кабельной линии на напряжение 6 кВ.