Кабель ПвП 3х150: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель ПвП 3х150 представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на напряжение 6-35 кВ. Данный тип кабеля является одним из ключевых элементов современных кабельных линий электропередачи среднего класса напряжения. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долговечность и устойчивость к различным эксплуатационным воздействиям, что делает его предпочтительным выбором для ответственных объектов.
Расшифровка маркировки ПвП 3х150
Маркировка кабеля содержит всю основную информацию о его конструкции:
- П – Изоляция жил выполнена из сшитого полиэтилена (СПЭ). Это ключевое отличие от кабелей с бумажно-пропитанной изоляцией (например, АСБл).
- в – Наличие внешней оболочки из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
- П – Наличие экрана в виде медной ленты, наложенной поверх изолированных жил. Экранирование каждой жилы отдельно (индивидуальное экранирование).
- 3х150 – Три токопроводящие жилы, каждая сечением 150 мм².
- Токопроводящая жила: Медная, круглой формы, секторной или сегментной (для кабелей на 35 кВ) формы. Сечение 150 мм² соответствует классу 2 по ГОСТ 22483 (уплотненная). Медь обеспечивает высокую электропроводность, механическую прочность и стойкость к окислению.
- Экран по жиле (полупроводящий экран): Наносится поверх жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Выравнивает электрическое поле у поверхности жилы, предотвращая возникновение локальных перенапряжений и частичных разрядов в толще изоляции.
- Изоляция: Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормирована в зависимости от класса напряжения (см. таблицу 1). Процесс сшивания (образования поперечных молекулярных связей) придает материалу повышенную термостойкость (до 90°C в длительном режиме) и стойкость к деформациям.
- Экран по изоляции (полупроводящий экран): Второй слой полупроводящего материала, нанесенный поверх изоляции. Вместе с экраном по жиле создает цилиндрический конденсатор, равномерно распределяющий электрическое поле.
- Поясной экран (медная лента): Накладывается поверх экрана по изоляции каждой жилы. Предназначен для отвода токов утечки и обеспечения симметрии электрического поля. Также служит для защиты от электромагнитных помех.
- Заполнитель: Пространство между индивидуально экранированными жилами заполняется жгутами из ПВХ пластиката или невулканизированной резиновой лентой для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
- Поясная изоляция (бандаж): Ленты из полимерных материалов, наложенные поверх скрученных жил.
- Оболочка: Внешний защитный слой из ПВХ пластиката. Защищает внутренние элементы кабеля от механических повреждений, влаги, агрессивных сред и обеспечивает необходимую стойкость к распространению горения. Цвет оболочки, как правило, черный.
- Распределительные сети 6-35 кВ: Прокладка кабельных линий от шин РУ ГПП/ЦРП к трансформаторным подстанциям городского и промышленного назначения.
- Питание мощных потребителей: Непосредственное подключение крупных промышленных установок, насосных станций, вентиляционных комплексов.
- Кабельные вставки в ВЛ: Участки кабельной прокладки в местах, где невозможно сооружение воздушной линии.
- Объекты инфраструктуры: Прокладка в тоннелях, коллекторах, на эстакадах для электроснабжения аэропортов, железнодорожных узлов, метрополитенов.
- Нефтегазовая и химическая промышленность: При условии соответствия оболочки требованиям по стойкости к конкретным агрессивным средам.
- ПвПг (ПвП2г): Буква «г» означает «герметизированный». В конструкции используется гидрофобный заполнитель или оболочка, препятствующие продольному распространению влаги. Критически важен для прокладки в грунтах с высоким уровнем грунтовых вод или в условиях возможного затопления.
- ПвПу (ПвПу2г): Буква «у» означает «усиленная» оболочка из полиэтилена. Обладает повышенной механической прочностью и стойкостью к агрессивным средам по сравнению с ПВХ. Рекомендуется для прокладки в грунтах с высокой коррозионной активностью, в солончаках, промышленных зонах.
- ПвБбШв: Аналог с изоляцией из СПЭ, но с броней из двух стальных оцинкованных лент и шлангом из ПВХ. Применяется при необходимости повышенной защиты от механических повреждений (камни, строительный мусор, грызуны), а также при прокладке в грунтах с риском растягивающих усилий.
- АПвП: Алюминиевая версия кабеля. Имеет больший диаметр и вес при том же сечении, но значительно дешевле. Допустимые токовые нагрузки ниже, чем у медного аналога. Выбор между медью и алюминием является технико-экономическим расчетом.
- Радиус изгиба: Не менее 15 наружных диаметров кабеля при прокладке. Нарушение ведет к деформации изоляции и экранов, возникновению остаточных механических напряжений, что сокращает срок службы.
- Температура прокладки: Без предварительного подогрева прокладка допускается при температуре не ниже -20°C. При более низких температурах кабель необходимо отогревать в теплом помещении или с помощью специальных трансформаторов.
- Оконцевание и соединение: Требуют применения специальных кабельных арматуры (муфт) для кабелей с изоляцией из СПЭ. Необходима тщательная зачистка, ступенчатое снятие изоляции, монтаж полупроводящих и изоляционных элементов в строгом соответствии с инструкцией производителя муфт.
- Заземление экранов: Медные экраны всех трех жил подлежат обязательному заземлению с двух сторон кабельной линии. Это обеспечивает безопасность, отводит токи утечки и создает симметричную электрическую среду вокруг жилы. Способ заземления (одностороннее, двустороннее, поперечное) определяется схемой электроснабжения и требованиями ПУЭ.
- Испытания после прокладки: Обязательным этапом является проведение высоковольтных испытаний выпрямленным напряжением или переменным напряжением частотой 0.1 Гц (VLF) для проверки целостности изоляции и качества монтажа муфт.
Полное обозначение по ГОСТ 31996-2012 также включает номинальное напряжение. Например, ПвП 3х150-6/10(6) – кабель на напряжение 6/10 кВ с толщиной изоляции, рассчитанной на линейное напряжение 6 кВ.
Конструкция кабеля ПвП 3х150
Конструкция кабеля многослойна, каждый слой выполняет строго определенную функцию.
Основные технические характеристики и параметры
Параметры кабеля ПвП 3х150 регламентируются ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 6, 10, 20, 35 кВ».
Таблица 1: Зависимость толщины изоляции от номинального напряжения
| Номинальное напряжение, кВ | Толщина изоляции из СПЭ, мм, не менее |
|---|---|
| 6 | 3.0 |
| 10 | 3.0 |
| 20 | 5.0 |
| 35 | 9.0 |
Таблица 2: Электрические и нагрузочные характеристики (для ПвП 3х150-10 кВ)
| Параметр | Значение | Условия |
|---|---|---|
| Сопротивление жилы постоянному току при 20°C, Ом/км, не более | 0.124 | ГОСТ 22483 |
| Допустимый длительный ток нагрузки, А | ~350-390 | Прокладка в земле (траншее), температура грунта +25°C |
| Допустимый ток короткого замыкания (1 сек), кА | ~15.5 | Расчетное значение, конечная температура жилы +250°C |
| Емкость, мкФ/км | ~0.3-0.4 | Зависит от конкретной конструкции |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ | 18 | Продолжительность 10 мин. после прокладки |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 наружных диаметров | Для многожильных кабелей |
| Рабочая температура жилы, °C | Длительно: +90 Кратковременно: +130 При КЗ: +250 |
Область применения кабеля ПвП 3х150
Кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10, 20 или 35 кВ частотой 50 Гц. Основные сферы применения:
Кабель может прокладываться в земле (траншее), кабельных каналах, туннелях, помещениях, на открытом воздухе (при условии защиты от прямых солнечных лучей, если оболочка не устойчива к УФ-излучению).
Сравнение с аналогами и выбор модификации
ПвП имеет ряд модификаций и аналогов, выбор которых зависит от условий прокладки и эксплуатации.
Особенности монтажа и эксплуатации
Монтаж кабеля ПвП 3х150 требует соблюдения строгих правил.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем принципиально отличается кабель ПвП от АПвП?
Материалом токопроводящей жилы. ПвП – медь, АПвП – алюминий. Медный кабель имеет меньшее электрическое сопротивление, большую допустимую токовую нагрузку (примерно на 30% при том же сечении), лучшую стойкость к механическим воздействиям и электромеханическую прочность при КЗ, но существенно дороже. Алюминиевый кабель легче и дешевле, но требует большего внимания к контактным соединениям из-за склонности алюминия к окислению и ползучести.
В чем разница между ПвП и ПвВ?
Буква «П» в конце маркировки означает индивидуальное экранирование каждой жилы медной лентой/проволокой. Буква «В» означает, что жилы имеют только полупроводящие экраны, а общий для всех жил экран (поясной) выполнен в виде медной оплетки поверх скрученных жил. Кабели с индивидуальным экранированием (ПвП) обеспечивают более высокую электрическую симметрию, лучше подходят для сетей с изолированной нейтралью и на более высокие напряжения (20-35 кВ).
Можно ли прокладывать кабель ПвП 3х150 в земле без дополнительной защиты?
Да, кабель в оболочке из ПВХ предназначен для прокладки в земле (траншее). Однако согласно ПУЭ, при прокладке в грунтах с повышенной коррозионной активностью, с наличием блуждающих токов, а также при риске механических повреждений (камни, строительные работы) требуется применение бронированных модификаций (ПвБбШв) или прокладка в асбоцементных/ПНД трубах, лотках. Прокладка в траншее должна осуществляться на песчаную подушку с защитным слоем кирпича или сигнальной ленты поверх кабеля.
Какой срок службы у кабеля ПвП 3х150?
Номинальный срок службы, установленный ГОСТ 31996-2012, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать 40-50 лет при условии соблюдения условий прокладки, монтажа, эксплуатации в рамках номинальных токовых нагрузок и температур, а также при отсутствии внешних механических повреждений.
Как правильно выбрать сечение 150 мм²? На что оно влияет?
Сечение 150 мм² выбирается на основе расчета по допустимому длительному току нагрузки (по нагреву) и проверки по потере напряжения, термической стойкости к токам КЗ и экономической плотности тока. Для кабеля 10 кВ сечение 150 мм² обычно применяется для передачи мощности порядка 6-8 МВА (при токе 350-400 А). Увеличение сечения снижает активное сопротивление линии, уменьшает потери электроэнергии и падение напряжения, но увеличивает стоимость кабеля и сложность монтажа.
Требуется ли подогрев кабеля при прокладке зимой?
Да, если температура окружающего воздуха ниже -20°C. ПВХ оболочка и изоляция из СПЭ при таких температурах теряют эластичность, при изгибе или ударе могут возникнуть микротрещины. Кабель должен быть отогрет в отапливаемом помещении или с помощью специальных устройств (трансформаторов для прогрева) до температуры не ниже -5…-10°C перед началом работ по раскатке.
Заключение
Кабель ПвП 3х150 является современным, надежным и технологичным решением для строительства и модернизации кабельных линий электропередачи среднего класса напряжения 6-35 кВ. Его преимущества, такие как высокая пропускная способность, отличные диэлектрические свойства сшитого полиэтилена, стойкость к тепловым перегрузкам и удобство монтажа, обусловили его широкое распространение. Корректный выбор модификации (ПвП, ПвПг, ПвПу), строгое соблюдение правил прокладки, монтажа концевой арматуры и заземления экранов являются обязательными условиями для реализации всего заложенного в кабель ресурса и обеспечения бесперебойного электроснабжения ответственных потребителей.