Кабель ПвВ 1-х жильный 6 кВ: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель ПвВ 1х жильный на напряжение 6 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Его маркировка расшифровывается следующим образом: П – изоляция из полиэтилена, вторая «в» – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, В – обозначение, указывающее на то, что изоляция жилы выполнена из вулканизированного (сшитого) полиэтина. Номинальное напряжение 6 кВ определяет сферу его использования в сетях среднего класса напряжения.
Конструкция кабеля ПвВ 1х жильный 6 кВ
Конструкция кабеля является многослойной, каждый элемент которой выполняет критически важную функцию для обеспечения долговечности и безопасности.
- Токопроводящая жила: Выполняется из медной или алюминиевой проволоки, соответствующей классу 1 или 2 по ГОСТ 22483. Для сечений от 50 мм² и выше, как правило, используется уплотненная конструкция (многопроволочная). Медь обеспечивает лучшую проводимость и механическую стойкость, алюминий – меньший вес и стоимость.
- Экран на жиле (полупроводящей экран): Неотъемлемый элемент кабелей на напряжение 6 кВ. Представляет собой слой из полупроводящего сшитого полиэтина или полупроводящей ленты, наложенный поверх жилы. Его функция – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения изоляции.
- Изоляция: Выполнена из сшитого полиэтина (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу вулканизации (сшивке молекул), обладает превосходными диэлектрическими и механическими свойствами по сравнению с термопластичным полиэтином. Он сохраняет стабильность при высоких температурах (длительно допустимая +90°C), обладает высокой стойкостью к тепловым ударам и трекингу.
- Экран на изоляции (полупроводящей экран): Второй обязательный экран, накладываемый поверх изоляции. Выполняет аналогичную функцию по выравниванию электрического поля. Вместе с экраном на жиле образует коаксиальную систему, ограничивающую электрическое поле внутри изоляции.
- Поясная изоляция: Слой из электропроводящей бумаги или полимерной ленты, поверх экрана на изоляции. Обеспечивает равномерность наложения металлического экрана.
- Металлический экран: Выполняется в виде медной или алюминиевой ленты, гофрированной медной трубки или проволок (проволочный экран). Основные функции: защита от электромагнитных помех, замыкание токов на землю в случае пробоя изоляции (функция защитного заземления), механическая защита. Для одножильных кабелей 6 кВ он также служит для замыкания магнитного потока, снижая потери и нагрев.
- Оболочка: Защитный внешний слой из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Предохраняет внутренние элементы кабеля от механических повреждений, агрессивных сред (химических, биологических), влаги и ультрафиолета. Цвет оболочки, как правило, черный.
- Питающие линии от ГПП (главной понизительной подстанции) к цеховым ТП (трансформаторным подстанциям) на промышленных предприятиях.
- Распределительные сети в шахтах, рудниках, на объектах нефтегазовой отрасли (при наличии соответствующего исполнения).
- Кабельные вставки в воздушных линиях электропередачи (ВЛ).
- Питание мощного электропривода (насосы, вентиляторы, компрессоры).
- Соединять экраны (оболочки) и заземлять с обоих концов линии. Это создает путь для циркулирующих токов, но может привести к их значительной величине.
- Применять перекрестное соединение экранов (transposition) на длинных линиях, разбивая трассу на три примерно равных участка и меняя взаимное положение кабелей, с заземлением экранов в точках перекреста. Это наиболее эффективный способ минимизации потерь.
- Обеспечивать симметричное расположение кабелей (в виде треугольника или с фиксированными расстояниями).
- Более высокая допустимая температура: +90°C против +70°C для бумажной изоляции, что позволяет пропускать больший ток при том же сечении.
- Отсутствие ограничений по перепаду высот: В бумажно-масляных кабелях при значительном перепаде может проистекать стекание пропиточного состава, что нехарактерно для СПЭ.
- Меньший вес и большая гибкость: Облегчает транспортировку и монтаж.
- Более простой монтаж и обслуживание: Не требует специальной подготовки концов для предотвращения утечки пропитки.
- Высокая стойкость к влаге и термоциклированию.
- По длительно допустимому току нагрузки: Расчетный ток должен быть меньше или равен допустимому току для конкретных условий прокладки (см. Таблицу 1, с поправками).
- По потере напряжения: Потеря напряжения в конце линии не должна превышать значений, установленных для соответствующего электроприемника (обычно ±5% от номинального).
- По термической стойкости к токам короткого замыкания: Проверяется, что сечение кабеля выдержит тепловое воздействие расчетного тока КЗ за время его отключения защитой.
- «нг(A)-LS» – с пониженным дымовыделением и газовыделением, не распространяющий горение при групповой прокладке по категории А.
- «нг(A)-FRHF» – огнестойкий кабель, сохраняющий работоспособность в течение заданного времени в условиях пожара (например, 60, 90, 180 минут).
Основные технические характеристики и параметры
Кабель ПвВ 1х жильный 6 кВ изготавливается в соответствии с техническими условиями ТУ 16.К71-310-2001 или более новыми редакциями, а также с учетом требований ГОСТ 31996-2012.
Таблица 1. Длительно допустимые токовые нагрузки для кабеля ПвВ 1х жильный 6 кВ (с медной жилой) при прокладке в земле
| Номинальное сечение жилы, мм² | Допустимый длительный ток, А (при прокладке в земле*) | Допустимый длительный ток, А (при прокладке в воздухе*) |
|---|---|---|
| 50 | 215 | 190 |
| 70 | 265 | 230 |
| 95 | 320 | 275 |
| 120 | 365 | 315 |
| 150 | 415 | 355 |
| 185 | 470 | 400 |
| 240 | 545 | 460 |
*Примечание: Значения приведены для ориентировки. Фактические токи нагрузки зависят от конкретных условий прокладки: температуры земли/воздуха, удельного теплового сопротивления грунта, количества кабелей в траншее и расстояния между ними. Расчет должен выполняться по методике, изложенной в ПУЭ 7 изд., гл. 1.3.
Таблица 2. Электрические и эксплуатационные параметры
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 6/6 (7,2) кВ |
| Частота | 50 Гц |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90°C |
| Допустимая температура жилы при КЗ (макс. 5 с) | +250°C |
| Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева | -15°C |
| Минимальный радиус изгиба при монтаже | 15 наружных диаметров кабеля |
| Строительная длина | Не менее 150-200 м (оговаривается при заказе) |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
Область применения и особенности монтажа
Кабель ПвВ 1х6 кВ предназначен для прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение до 6 кВ частоты 50 Гц. Основные сферы применения:
Особенности монтажа одножильных кабелей на 6 кВ: При прокладке нескольких одножильных кабелей в одной траншее или лотке необходимо учитывать явление наведения токов в металлических экранах (оболочках). Для их снижения и предотвращения перегрева рекомендуется:
Прокладка может осуществляться в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, по эстакадам, в помещениях. Запрещена прокладка в блоках, заполненных жидкостью.
Сравнение с аналогами (кабели с бумажной и пропитанной изоляцией)
Кабель ПвВ пришел на смену традиционным кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией (например, марки СБ). Его ключевые преимущества:
К относительным недостаткам можно отнести более высокую чувствительность к механическим повреждениям острыми предметами и необходимость строгого соблюдения технологии монтажа муфт.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается кабель ПвВ от кабеля ПвП?
Буква «П» в третьей позиции маркировки (ПвП) указывает на наличие внешней полиэтиленовой оболочки вместо поливинилхлоридной (ПВХ). Полиэтиленовая оболочка обладает лучшими механическими и диэлектрическими характеристиками, повышенной стойкостью к влаге и агрессивным средам, но менее устойчива к ультрафиолету. Кабель ПвП часто используется для прокладки в грунтах с высокой коррозионной активностью.
Обязательно ли заземлять металлический экран одножильного кабеля ПвВ 6 кВ с двух сторон?
При прокладке по непересекающимся ферромагнитным трубам или в изолирующих коробах допускается заземление с одной стороны для прерывания пути циркулирующих токов. Однако в подавляющем большинстве случаев при прокладке в земле или лотках рекомендуется заземление с двух сторон для обеспечения безопасности (снижения напряжения прикосновения на экране в аварийном режиме) и нормальной работы релейной защиты. Для управления циркулирующими токами применяют схемы перекрестного соединения экранов.
Как правильно выбрать сечение жилы кабеля ПвВ 6 кВ?
Выбор сечения производится по двум основным критериям, указанным в ПУЭ:
Окончательный выбор производится по наихудшему (наибольшему) из сечений, полученных по этим критериям.
Можно ли использовать кабель ПвВ для прокладки в пожароопасных зонах или зданиях?
Стандартное исполнение кабеля ПвВ не является огнестойким или нераспространяющим горение. Для указанных зон необходимо применять специальные исполнения:
Такие кабели имеют соответствующую маркировку и изготавливаются по отдельным ТУ.
Какие муфты применяются для монтажа кабеля ПвВ 6 кВ?
Для соединения и оконцевания кабелей ПвВ 6 кВ применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые (на основе эластомеров) муфты. Термоусаживаемые муфты требуют применения газовой горелки для монтажа, холодноусаживаемые – более просты в установке (растягиваются и усаживаются за счет памяти формы). Оба типа обеспечивают необходимую электрическую прочность, герметичность и механическую защиту. Выбор зависит от условий монтажа и предпочтений монтажной организации.
Заключение
Кабель ПвВ 1-х жильный 6 кВ является современным, надежным и технологичным решением для создания кабельных линий среднего напряжения. Его преимущества, обусловленные применением изоляции из сшитого полиэтина, делают его предпочтительным выбором для новых проектов и модернизации существующих сетей. Корректный подбор сечения, учет особенностей монтажа одножильных кабелей, применение правильных аксессуаров (муфт) и соблюдение требований ПУЭ гарантируют долговечную и безопасную эксплуатацию линии на протяжении всего срока службы, который превышает 30 лет.