Кабель ПвКПу 1х400

Кабель ПвКПу 1х400: полное техническое описание и область применения

Кабель ПвКПу 1х400 представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 10, 20 и 35 кВ частотой 50 Гц. Конструкция кабеля оптимизирована для прокладки в земле (в траншеях) и кабельных сооружениях, включая туннели, коллекторы и каналы, в условиях возможного периодического или постоянного присутствия грунтовых вод. Расшифровка маркировки: П – изоляция из силанольносшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, К – броня из круглых оцинкованных стальных проволок, п – наличие наружного защитного покрова (подушки) под броней, у – индекс, обозначающий кабель для прокладки в земле. Цифра 1 указывает на количество жил, а 400 – номинальное сечение основной жилы в мм².

Конструктивные элементы кабеля ПвКПу 1х400

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговечность, механическую прочность и стабильные электрические характеристики.

• Токопроводящая жила: Выполняется из медной проволоки (материал – медь марки М1 по ГОСТ 859-2001). Для сечения 400 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы для оптимального заполнения внутреннего пространства и снижения общего диаметра кабеля. Жила может быть как однопроволочной (для повышенной жесткости), так и многопроволочной (для улучшения гибкости). Класс гибкости обычно 1 или 2.
• Экран по жиле (полупроводящей экран): Непосредственно на изоляцию жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его назначение – выравнивание электрического поля у поверхности жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение частичных разрядов, которые разрушают изоляцию.
• Изоляция: Основной изоляционный слой выполнен из силанольносшитого полиэтилена (Пв). Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения (10, 20, 35 кВ). Сшитый полиэтилен обладает высокой термостойкостью (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C), отличными диэлектрическими характеристиками, стойкостью к тепловым ударам и высокой механической прочностью.
• Экран по изоляции (полупроводящей экран): Поверх изоляции накладывается второй экструдированный слой из полупроводящего материала. Он выполняет ту же функцию выравнивания поля, но с внешней стороны изоляции. Вместе с экраном по жиле он формирует коаксиальную конструкцию, ограничивающую электрическое поле внутри изоляции.
• Поясная изоляция: В кабелях на напряжение 20 и 35 кВ поверх экрана по изоляции может накладываться поясная изоляция из электропроводящей бумаги или полимерной ленты для дополнительного выравнивания потенциалов.
• Металлический экран: Выполняется в виде медной ленты, наложенной продольно или в виде оплетки из медных проволок. В кабеле ПвКПу 1х400 он выполняет две ключевые функции: является нулевым проводом (замыкает на себя токи при однофазных замыканиях на землю) и защищает кабель от электромагнитных помех. Для сечения жилы 400 мм² сечение медных проволок экрана строго нормируется (обычно не менее 25 мм²).
• Заполнитель и Подушка (под броней): Под броней находится слой-подушка, выполняемый из битумизированных или простых крепированных бумажных лент, либо из полимерных материалов (ПЭТ-лент). Его задача – защитить оболочку от механических повреждений стальными проволоками брони и обеспечить дополнительную защиту от коррозии.
• Броня: Выполнена из оцинкованных стальных проволок круглого сечения, наложенных поверх подушки. Броня обеспечивает защиту кабеля от механических повреждений (растягивающие усилия, удары, давление грунта, грызуны) при прокладке в земле.
• Наружная оболочка: Внешний защитный слой из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Оболочка марки В по ГОСТ 7006-72, обладает стойкостью к влаге, агрессивным почвам, маслам и обладает достаточной механической прочностью. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики и параметры

Технические параметры кабеля ПвКПу 1х400 регламентируются ГОСТ 18410-73, ТУ 16.К71-335-2004 и другими отраслевыми стандартами. Ниже приведены ключевые характеристики.

Электрические параметры (для напряжения 10 кВ)

• Номинальное напряжение U₀/U: 8,7/10 кВ, 12/20 кВ, 21/35 кВ.
• Максимально допустимая температура жилы при длительной эксплуатации: +90°C.
• Максимальная температура при коротком замыкании (длительность до 4 сек): +250°C.
• Допустимый ток длительной нагрузки (при прокладке в земле, температуре грунта +15°C, глубине прокладки 0.7 м, удельном тепловом сопротивлении грунта 1.2 К·м/Вт): ~500-520 А.
• Сопротивление жилы постоянному току при +20°C: не более 0.0471 Ом/км.
• Емкость: ~0.3 мкФ/км.
• Индуктивность: ~0.4-0.5 мГн/км.

Механические и климатические параметры

• Минимальный радиус изгиба при прокладке: не менее 15 наружных диаметров кабеля.
• Диапазон температур эксплуатации: от -50°C до +50°C.
• Допустимая температура прокладки без предварительного подогрева: не ниже -15°C.
• Стойкость к воздействию относительной влажности воздуха: до 98% при температуре до +35°C.
• Гарантийный срок эксплуатации: не менее 30 лет с даты изготовления.

Таблица 1. Примерные массо-габаритные показатели кабеля ПвКПу 1х400 на разное напряжение

Номинальное напряжение, кВ	Примерный наружный диаметр, мм	Примерная масса 1 км кабеля, кг
10	55 — 60	7000 — 8000
20	60 — 65	7500 — 8500
35	70 — 75	9000 — 10000

Область применения и особенности монтажа

Кабель ПвКПу 1х400 применяется для создания магистральных линий электропередачи и вводов в распределительные устройства на промышленных предприятиях, в городских кабельных сетях, для электроснабжения крупных объектов (стадионы, торговые центры, метрополитен), а также в сетях энергоснабжения нефтегазового комплекса. Его ключевое назначение – работа в трехфазных сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, где требуется пофазная прокладка одножильных кабелей.

Особенности монтажа и эксплуатации:

• Прокладка в земле: Требуется подготовка траншеи с песчаной подушкой, отсутствие в трассе острых камней и мусора. Глубина прокладки – не менее 0.7 м от планировочной отметки. При пересечении с дорогами и коммуникациями кабель должен быть защищен трубами или плитами.
• Учет потерь в металлическом экране: При прокладке однофазных кабелей вплотную в треугольник или плоском расположении, в экранах наводятся циркулирующие токи, вызывающие дополнительные потери и нагрев. Необходимо выполнять расчет и применять схемы перекрестного соединения экранов с установкой соединительных и концевых муфт, предназначенных для этого.
• Заземление экранов: Металлические экраны на концах линии должны быть надежно заземлены. Схема заземления (одностороннее, двустороннее, поперечное) выбирается проектом в зависимости от длины линии и допустимых токов в экране.
• Монтаж муфт: Для соединения и оконцевания используются специальные кабельные муфты (соединительные, концевые) для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на соответствующее напряжение. Качество монтажа муфт является критическим для надежности всей линии.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества кабеля ПвКПу 1х400:

• Высокая пропускная способность и термостойкость (+90°C) благодаря изоляции из сшитого полиэтилена.
• Отличные диэлектрические и механические свойства изоляции, стойкость к тепловым ударам.
• Наличие брони обеспечивает высокую механическую защиту при прокладке в траншеях без дополнительных защитных труб.
• Медный экран с достаточным сечением надежно защищает от внешних электромагнитных воздействий и выдерживает токи короткого замыкания.
• Длительный срок службы (более 30 лет).

Недостатки и ограничения:

• Высокая стоимость, обусловленная использованием меди и технологией сшивки полиэтилена.
• Большая масса и жесткость, что усложняет монтаж, особенно на вертикальных участках.
• Необходимость специального инструмента и высокой квалификации персонала для монтажа муфт.
• Обязательность учета и компенсации потерь в экранах при проектировании трассы прокладки.
• Чувствительность к точечным механическим повреждениям оболочки и брони, которые могут привести к проникновению влаги и развитию водных древ.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель ПвКПу отличается от кабеля ПвПуг?

Основное отличие – в конструкции брони. Кабель ПвКПу имеет броню из круглых стальных проволок (индекс «К»), что обеспечивает повышенную стойкость к растягивающим усилиям. Кабель ПвПуг имеет броню из плоских стальных оцинкованных лент (индекс «П»), которая в большей степени защищает от механических повреждений давящего типа (камни, острые предметы). Кабель с круглой проволочной броней, как правило, применяется на участках с повышенным риском растяжения.

Можно ли прокладывать кабель ПвКПу 1х400 в воздухе (по эстакадам, фасадам)?

Да, можно, но с учетом климатических условий и необходимости защиты от прямых солнечных лучей. Однако основное назначение марки «у» – прокладка в земле. Для преимущественной воздушной прокладки чаще выбирают кабели с иным защитным покровом, например, ПвВнг(А)-LS, который имеет негорючую оболочку с низким дымовыделением и не распространяет горение.

Как правильно выбрать сечение экрана для кабеля 1х400?

Сечение экрана нормируется стандартами и указывается в ТУ на конкретный кабель. Для 400 мм² оно обычно составляет 25 мм² или 35 мм². Выбор конкретного значения зависит от ожидаемого тока однофазного КЗ в сети. При проектировании длинных линий необходим расчет потерь в экране и проверка его термической стойкости. Поставляемый кабель должен соответствовать параметрам, заложенным в проект.

Что означает «сшитый полиэтилен» и почему он лучше ПВХ или бумажно-масляной изоляции?

Сшитый полиэтилен (XLPE) – это полимер, молекулы которого соединены поперечными связями («сшиты») под воздействием химических агентов или радиации. Это резко повышает его термостойкость: если обычный ПЭ плавится при ~110°C, то XLPE сохраняет форму и свойства до ~250-300°C. По сравнению с бумажно-масляной изоляцией, XLPE не требует сложной системы подпитки маслом, исключает риск утечки масла, имеет меньший вес и допускает большие перепады по высоте трассы. По сравнению с ПВХ, он имеет более высокие диэлектрические характеристики, меньшие диэлектрические потери и более высокую рабочую температуру.

Как маркируются концы кабеля ПвКПу при поставке на барабане?

Кабель поставляется на деревянных или металлических барабанах. Концы кабеля герметизируются для защиты от влаги: обычно медная заглушка или термоусаживаемый колпачок на жиле, а также влагонепроницаемая заглушка на оболочке. На щеке барабана крепится бирка с указанием: завода-изготовителя, марки кабеля, номинального напряжения, сечения, длины, даты изготовления, номера барабана и веса.

Каков порядок приемки и проверки кабеля перед монтажом?

1. Визуальный осмотр оболочки и брони на барабане на отсутствие видимых повреждений.
2. Проверка целостности и герметичности концевых заглушек.
3. Сверка маркировки на бирке с проектной документацией.
4. Измерение сопротивления изоляции мегаомметром на 2500 В или 5000 В. Для кабеля на 10 кВ сопротивление изоляции должно быть не менее 100 МОм·км.
5. При необходимости – испытание повышенным выпрямленным напряжением (например, для кабеля 10 кВ – 40 кВ в течение 10 минут).

Заключение

Кабель ПвКПу 1х400 является современным, надежным и высокотехнологичным решением для строительства и модернизации распределительных сетей среднего класса напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, медного экрана и стальной проволочной брони, делает его предпочтительным выбором для ответственных объектов с тяжелыми условиями прокладки и эксплуатации. Успешное применение данного кабеля требует строгого соблюдения правил проектирования (особенно в части расчета экранов), монтажа с использованием квалифицированного персонала и качественных комплектующих, а также соблюдения регламентов приемо-сдаточных и эксплуатационных испытаний.