Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвКВ 35 кВ: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена марки ПвКВ на напряжение 35 кВ представляет собой современную кабельную продукцию, предназначенную для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Данный тип кабеля является ключевым элементом в сетях среднего класса напряжения и соответствует требованиям ГОСТ 31996-2012 (кабели на номинальное напряжение 30 и 35 кВ).

Расшифровка маркировки ПвКВ

Маркировка кабеля ПвКВ 35 кВ построена по буквенно-цифровой системе, где каждый символ несет информацию о материале и конструкции:

• П – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (полиэтилен вулканизированный).
• в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ).
• К – наличие экранного слоя поверх изолированной жилы (концентрический экран).
• В – материал оболочки (в данном случае, вторичное указание на ПВХ, часто используется для обозначения винила).
• 35 кВ – номинальное напряжение, на которое рассчитан кабель.

Таким образом, полная расшифровка указывает на кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, с экраном по жиле, в оболочке из ПВХ, на напряжение 35 кВ.

Конструкция кабеля ПвКВ 35 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки. Для сечений от 50-70 мм² и выше, как правило, применяется секторная или сегментная форма для компактности. Жила может быть однопроволочной (монолитной) для меньших сечений или многопроволочной для обеспечения гибкости и удобства монтажа на больших сечениях.

2. Внутренний экран (полупроводящий экран по жиле)

Представляет собой слой из электропроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты, наложенный экструзионным способом непосредственно на токопроводящую жилу. Его задача – выровнять электрическое поле у поверхности жилы, устранить микронеровности и предотвратить возникновение локальных перенапряжений, которые могут привести к пробою изоляции.

3. Изоляция

Основной изолирующий слой, выполненный из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивания (вулканизации) молекул полиэтилена под воздействием высокой температуры и давления или силанов (Sioplas-технология) придает материалу уникальные свойства: высокую температурную стойкость (до 90°C в длительном режиме и до 250°C в режиме короткого замыкания), отличные диэлектрические характеристики, механическую прочность и стойкость к термоциклированию.

4. Внешний экран (полупроводящий экран по изоляции)

Аналогичен внутреннему экрану. Накладывается поверх изоляции и служит для симметрирования электрического поля и направления силовых линий перпендикулярно изоляционному слою. Вместе с внутренним экраном он образует концентрический цилиндр, внутри которого заключено электрическое поле.

5. Металлический экран

Располагается поверх внешнего полупроводящего экрана. Выполняет несколько критически важных функций:

• Защита от электромагнитных помех (ЭМП).
• Снижение индуктивного сопротивления.
• Обеспечение симметрии электрического поля вокруг жилы.
• Создание пути для тока короткого замыкания и тока утечки.
• Защита от внешних электромагнитных влияний.

Металлический экран может быть выполнен в виде:

• Медных или алюминиевых гофрированных лент.
• Медных проволок, наложенных повивом (спирально).
• Комбинации медных лент и проволок.

Сечение металлического экрана нормируется для обеспечения необходимой стойкости к токам КЗ.

6. Поясная изоляция

Слой из полупроводящих или изоляционных лент, наложенных поверх металлического экрана. Служит для выравнивания поверхности под оболочку и дополнительной защиты.

7. Защитная оболочка

Внешний защитный слой из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Оболочка обеспечивает механическую защиту внутренних элементов кабеля от повреждений, а также защиту от влаги, агрессивных сред (масел, кислот, щелочей), ультрафиолетового излучения (при наличии соответствующих добавок в состав композиции). Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики и параметры

Электрические параметры

Кабель рассчитан на работу в трехфазных сетях переменного тока с изолированной, компенсированной или эффективно заземленной нейтралью.

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 20/35 кВ (40,5 кВ). Где U₀ – напряжение между жилой и землей/экраном, U – междуфазное напряжение, U_m – максимальное рабочее напряжение.
• Допустимая длительная температура нагрева жилы: +90°C.
• Максимальная температура жилы при коротком замыкании: +250°C (продолжительность не более 5 секунд).
• Допустимая температура нагрева жилы в режиме перегрузки: +130°C (не более 100 часов в год).
• Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева: -15°C.
• Минимальная температура эксплуатации: -50°C.
• Сопротивление изоляции: Не менее 100 МОм·км при температуре +20°C.
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 65 кВ в течение 10 минут для кабелей после монтажа.
• Импульсное испытательное напряжение: 170 кВ.

Механические и эксплуатационные параметры

• Строительная длина: Устанавливается по согласованию с заказчиком, обычно не менее 250-300 метров.
• Радиус изгиба при монтаже: Не менее 15-20 наружных диаметров кабеля (для одножильных кабелей с экраном).
• Срок службы: Не менее 30 лет.

Таблица 1. Примерные данные по массе и наружному диаметру для кабеля ПвКВ 35 кВ с медной жилой

Сечение жилы, мм²	Наружный диаметр, мм (приблизительно)	Масса 1 км кабеля, кг (приблизительно)
1×50	45-50	1800-2200
1×95	50-55	2400-2800
1×150	55-60	3100-3600
1×240	60-65	4100-4700
3×50	80-85	5500-6500
3×95	90-95	7500-8500
3×150	100-105	9500-11000

Примечание: Фактические значения зависят от конкретного производителя, конструкции экрана и толщины оболочки.

Область применения кабеля ПвКВ 35 кВ

Кабель предназначен для прокладки в земле (в траншеях), кабельных каналах, туннелях, коллекторах, шахтах, на эстакадах, в производственных помещениях, а также в условиях агрессивных сред (при отсутствии прямого воздействия на оболочку). Основные сферы применения:

• Распределительные сети 35 кВ: Подключение подстанций, распределительных пунктов (РП), трансформаторных подстанций 35/10(6) кВ.
• Питание крупных промышленных предприятий: Заводы, нефтехимические комплексы, горнодобывающие предприятия.
• Городское электроснабжение: В качестве магистральных и распределительных линий в крупных городах.
• Объекты инфраструктуры: Аэропорты, железнодорожные вокзалы, метрополитен, стадионы.
• Объекты генерации: Соединение оборудования внутри электростанций (ТЭЦ, ГЭС).

Кабель не предназначен для прокладки в блоках, заполненных кабельной массой, а также для участков с динамической нагрузкой (подвижное соединение).

Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (СБ, ЦСБ)

Преимущества:

• Более высокая допустимая температура: +90°C против +70-80°C у бумажно-масляных.
• Большая пропускная способность: За счет лучшей теплостойкости и более высокого допустимого нагрева.
• Отсутствие риска утечки масла: Исключаются проблемы экологии и пожарной безопасности, связанные с маслом.
• Меньший вес и радиус изгиба: Упрощает транспортировку и монтаж.
• Возможность вертикальной прокладки без ограничений по высоте: В отличие от маслонаполненных кабелей.
• Простота монтажа и соединения: Не требуется сложная подготовка концов и контроль уровня масла.
• Меньшие эксплуатационные затраты: Не требуется система подпитки маслом и его контроль.

Недостатки/особенности:

• Чувствительность к частичным разрядам: При наличии дефектов в изоляции или экране развитие повреждения может быть более быстрым, чем у бумажной изоляции.
• Требовательность к качеству монтажа муфт и концевых заделок: Необходима абсолютная чистота, точность и использование специальных материалов. Ошибки при монтаже являются основной причиной отказов.
• Относительно высокая стоимость самих кабельных аксессуаров (муфт).

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабеля ПвКВ 35 кВ требует строгого соблюдения технологических инструкций.

• Транспортировка и хранение: Барабаны должны быть закреплены и не подвергаться ударам. Хранение – под навесом, защищающим от прямых солнечных лучей и осадков.
• Раскатка: Допускается раскатка с барабана с помощью кабельных лебедок или вручную. Запрещается сбрасывание барабанов с транспортных средств.
• Изгиб: Радиус изгиба должен строго соблюдаться. При монтаже в холодное время года (ниже -15°C) кабель необходимо предварительно прогреть.
• Монтаж соединительных и концевых муфт: Должен выполняться квалифицированным персоналом с использованием комплектов от проверенных производителей (3M, Raychem, Pfisterer, отечественные производители). Критически важны: тщательная зачистка и шлифовка изоляции, наложение полупроводящих и изоляционных слоев в строгой последовательности, герметизация.
• Заземление: Металлические экраны кабеля с обоих концов должны быть надежно заземлены. В случае большой длины линии применяют cross-bonding (поперечное соединение экранов) для снижения потерь.
• Испытания после монтажа: Обязательным этапом является проведение высоковольтных испытаний переменным напряжением 65 кВ частотой 50 Гц в течение 10 минут для проверки целостности изоляции и качества монтажа муфт.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальное отличие кабеля ПвКВ от АПвКВ?

Первая буква в маркировке указывает на материал токопроводящей жилы. ПвКВ – кабель с медной жилой. АПвКВ – кабель с алюминиевой жилой. Все остальные элементы конструкции (изоляция, экраны, оболочка) идентичны. Медный кабель имеет меньшее удельное сопротивление, большую пропускную способность и механическую прочность, но большую стоимость и массу. Выбор зависит от технико-экономического расчета.

Можно ли прокладывать кабель ПвКВ 35 кВ в земле без дополнительной защиты?

Да, защитная оболочка из ПВХ предназначена для прокладки в земле (траншеях). Однако при прокладке в грунтах с повышенной коррозионной активностью, наличии блуждающих токов, каменистых грунтах или при высоких механических нагрузках рекомендуется дополнительная защита в виде бронированных кабелей (например, ПвКВБбШв с броней из стальных лент) или прокладка в асбоцементных/полимерных трубах, лотках.

Как правильно выбрать сечение жилы кабеля ПвКВ 35 кВ?

Выбор сечения производится по следующим критериям, в порядке приоритета:

1. По допустимому длительному току нагрузки (нагреву) с учетом способа прокладки, температуры окружающей среды и количества работающих рядом кабелей.
2. По экономической плотности тока (для оптимизации капитальных и эксплуатационных затрат).
3. По термической стойкости к токам короткого замыкания.
4. По допустимой потере напряжения (для протяженных линий).

Расчеты должны выполняться в соответствии с ПУЭ (Правила устройства электроустановок) и другими нормативными документами.

Что означает маркировка «ПвКВнг(А)-LS»?

Дополнительные буквенные индексы указывают на улучшенные характеристики по пожарной безопасности:

• нг – не распространяющий горение при групповой прокладке.
• (А) – высшая категория по нераспространению горения по ГОСТ Р МЭК 60332-3 (наименее горючий).
• LS (Low Smoke) – пониженное дымо- и газовыделение при горении и тлении.

Такой кабель применяется для прокладки в местах с массовым пребыванием людей, в метро, на атомных станциях, в высотных зданиях.

Какой срок службы у кабеля ПвКВ 35 кВ и от чего он зависит?

Номинальный срок службы, заявленный производителями, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации зависит от:

• Соблюдения условий эксплуатации (температурные режимы, отсутствие перегрузок).
• Качества монтажа, особенно соединений.
• Отсутствия механических повреждений при прокладке и эксплуатации.
• Влияния внешней среды (коррозия, УФ-излучение, грызуны).
• Регулярности и качества диагностических мероприятий (измерение частичных разрядов, диагностика изоляции).

Требуется ли для кабеля ПвКВ 35 кВ система постоянного контроля изоляции?

Для кабельных линий 35 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью, как правило, применяются устройства контроля изоляции (УКИ), которые сигнализируют об уменьшении сопротивления изоляции фазы относительно земли. Для кабелей в сетях с эффективно заземленной нейтралью (где нейтраль глухо заземлена) такая система не является обязательной, но может использоваться для раннего обнаружения развивающихся дефектов. В любом случае, обязательны периодические профилактические испытания повышенным напряжением и диагностика.

Заключение

Кабель ПвКВ 35 кВ является современным, надежным и технологичным решением для строительства и модернизации распределительных сетей среднего класса напряжения. Его преимущества, такие как высокая пропускная способность, отсутствие масла, удобство монтажа и эксплуатации, делают его предпочтительным выбором по сравнению с традиционными кабелями с бумажно-масляной изоляцией в большинстве случаев. Успешная эксплуатация на протяжении всего заявленного срока службы напрямую зависит от качества продукции, соблюдения норм проектирования, строгого следования технологиям монтажа и проведения регулярных диагностических мероприятий.