Кабель ПвВ 35 кВ
Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвВ 35 кВ: конструкция, характеристики и применение
Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена марки ПвВ на напряжение 35 кВ представляет собой современное высоковольтное кабельное изделие, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Расшифровка маркировки по ГОСТ 31565-2012 и ТУ 16.К71-304-2001: П – изоляция из сшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, В – отсутствие защитного покрова (в значении «голый»). Данный тип кабеля является основным для строительства воздушных линий (ВЛ), прокладки в кабельных сооружениях (каналах, туннелях, эстакадах) и земле (траншеях) на напряжение 35 кВ.
Конструкция кабеля ПвВ 35 кВ
Конструкция кабеля является многослойной, каждый элемент выполняет критически важную функцию для обеспечения долговечности и надежности.
- Токопроводящая жила: Выполняется из медной или алюминиевой проволоки, круглой или секторной (сегментной) формы. Жила может быть однопроволочной (монолитной) для малых сечений или многопроволочной (скрученной из отдельных проволок) для обеспечения гибкости. Класс гибкости 1 или 2. Сечения жил стандартизированы: 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240, 300, 400, 500, 630, 800 мм² и более.
- Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой): Наносится поверх токопроводящей жилы методом экструзии. Выполнен из полупроводящего сшитого полиэтилена или наложен в виде полупроводящей ленты. Его ключевая задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе «жила-изоляция», что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения изоляции.
- Изоляция: Основной слой, выполненный из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивания (вулканизации) молекул полиэтилена под высоким давлением и температурой придает материалу исключительные свойства: высокую температурную стойкость (до 90°C в длительном режиме и до 250°C в режиме короткого замыкания), механическую прочность, устойчивость к трекингу и влаге. Толщина изоляции строго нормирована в зависимости от номинального напряжения.
- Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой): Аналогичен внутреннему экрану. Наносится поверх изоляции, завершая формирование коаксиальной конструкции «жила-внутренний экран-изоляция-внешний экран». Это обеспечивает радиальное распределение электрического поля и его заключение внутри изоляции.
- Экран (металлическая оболочка): Выполняет несколько функций: защита от внешних электромагнитных влияний, заземление для безопасности, обеспечение симметрии электрического поля и путь для токов короткого замыкания. Выполняется в виде медной или алюминиевой ленты, гофрированной медной или алюминиевой ленты, либо в виде оплетки из медных проволок. В кабелях на 35 кВ чаще применяется гофрированная герметизированная алюминиевая или медная оболочка.
- Поясная изоляция: Накладывается поверх металлического экрана в виде лент из полимерных материалов (например, ПЭТФ). Служит для защиты металлического экрана от коррозии и механических повреждений, а также в качестве демпфирующего слоя.
- Оболочка: Наружный защитный слой из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Обеспечивает защиту от механических воздействий, агрессивных сред (масла, химикаты, УФ-излучение при открытой прокладке), а также служит барьером от влаги. Имеет характерную окраску – черный или оранжевый цвет.
- Воздушные линии электропередачи: Прокладка по опорам ЛЭП с использованием специальной несущей стальной проволоки (трос-кабель) или на траверсах. Оболочка из ПВХ обеспечивает стойкость к атмосферным воздействиям.
- Подземная прокладка: В траншеях с защитой песчаной подсыпкой и кирпичом или сигнально-защитной лентой. Допускается прокладка в трубах (ПНД, асбестоцементных).
- Кабельные сооружения: В кабельных каналах, коллекторах, туннелях, эстакадах и галереях. Важно учитывать требования пожарной безопасности: кабель не распространяет горение при одиночной прокладке.
- Станции и подстанции: Для внутриплощадочных соединений, подключения силовых трансформаторов, ячеек КРУ и КСО.
- Раскатка: Осуществляется с контролем усилия натяжения и радиуса изгиба. Используются ролики и лебедки. Запрещено сбрасывать барабан с транспортного средства.
- Подготовка конца кабеля: Послойная зачистка с использованием кабельных ножей и шаблонов. Критически важно обеспечить чистоту поверхностей и плавные переходы.
- Монтаж соединительных и концевых муфт: Применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты. Процесс включает: ступенчатую зачистку изоляции, наложение полупроводящих, изолирующих и экранирующих элементов, восстановление металлического экрана и заземление. Все работы проводятся в условиях чистоты для исключения загрязнения.
- Заземление: Металлические экраны кабеля с обоих концов должны быть надежно заземлены для безопасности и обеспечения нормального режима работы. В схемах с односторонним заземлением необходимо применение защитных аппаратов (ограничителей напряжения) на незаземленном конце.
Технические характеристики и условия эксплуатации
Кабель ПвВ 35 кВ рассчитан на эксплуатацию в широком диапазоне условий при соблюдении установленных норм.
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 20,5 / 35 кВ (40,5 кВ) |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90°C |
| Допустимая температура при коротком замыкании | +250°C (продолжительность не более 5 сек) |
| Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева) | -15°C |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | Не менее 15-20 наружных диаметров кабеля |
| Допустимая температура окружающей среды при эксплуатации | От -50°C до +50°C |
| Относительная влажность воздуха (при температуре до +35°C) | До 98% |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
| Испытательное переменное напряжение промышленной частоты | 65 кВ (в течение 10 мин после прокладки) |
| Испытательное постоянное напряжение | 84 кВ (в течение 15 мин на барабане) |
Области применения и способы прокладки
Кабель ПвВ 35 кВ применяется для создания ответственных участков сетей среднего напряжения.
Запрещена прокладка в земле, содержащей вещества, разрушающие металлы и оболочку (шлаки, известь), а также в зонах с блуждающими токами высокой плотности без дополнительной защиты.
Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (СБ, ЦСП)
| Критерий | Кабель ПвВ 35 кВ | Кабель с бумажно-масляной изоляцией (СБ) |
|---|---|---|
| Конструкция | Более простая, нет масляного наполнения | Сложная, требует постоянного давления масла, наличие подпиточных устройств |
| Монтаж | Проще, допускает большие перепады по трассе, меньший радиус изгиба | Сложный, жесткие ограничения по разности уровней (для кабелей с обедненной пропиткой) |
| Токовая нагрузка | Выше при одинаковом сечении из-за большей допустимой температуры жилы | Ниже |
| Эксплуатация | Не требует систем контроля и подпитки масла, практически не требует обслуживания | Требует мониторинга давления масла и работы подпиточных устройств |
| Пожарная безопасность | Выше, нет горючего масла | Ниже, риск утечки и возгорания масла |
| Ремонтопригодность | Муфты и концевые заделки требуют высокой культуры монтажа, но технология отработана | Трудоемкий процесс, связанный с работой с маслом |
| Стоимость | Сопоставима или несколько выше, но совокупная стоимость владения ниже | Ниже закупочная стоимость кабеля, но выше эксплуатационные расходы |
Особенности монтажа и соединения
Монтаж кабеля ПвВ 35 кВ требует специального оборудования и квалификации персонала. Ключевые этапы:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальная разница между кабелями ПвВ и ПвП 35 кВ?
Основное отличие – в материале внешней оболочки. У кабеля ПвП (ТУ 16.К71-335-2004) наружная оболочка выполнена из полиэтилена (П). Полиэтиленовая оболочка обладает более высокой стойкостью к влаге и агрессивным химическим средам, но менее устойчива к механическим воздействиям и распространению пламени. Кабель ПвВ с ПВХ-оболочкой более распространен для общего применения, в то время как ПвП часто выбирают для прокладки в грунтах с высокой коррозионной активностью или в воде.
Как правильно выбрать сечение жилы кабеля ПвВ 35 кВ?
Выбор сечения осуществляется по двум основным критериям: по допустимой длительной токовой нагрузке и по экономической плотности тока. Расчет ведется согласно ПУЭ (Глава 1.3). Необходимо учитывать: способ прокладки (в земле, воздухе), температуру окружающей среды, количество работающих кабелей в пучке, наличие резервирования. Для предварительной оценки можно использовать таблицы допустимых токов из ТУ или справочников проектировщика.
Требуется ли дополнительная защита при прокладке в земле?
Да, согласно ПУЭ и СП, кабель, прокладываемый в траншее, должен быть защищен сверху на расстоянии 200-250 мм от верха кабеля кирпичом или бетонными плитами. Альтернатива – использование сигнально-защитной полимерной ленты. Это защищает от механических повреждений при земляных работах в будущем.
Каковы особенности заземления экранов кабеля на 35 кВ?
Экраны (металлические оболочки) заземляются с обеих сторон линии для снятия наведенного напряжения и обеспечения безопасности. В длинных линиях (обычно более 1-2 км) для снижения потерь и предотвращения перегрева может применяться поперечное секционирование экранов с установкой специальных поперечных соединений (cross-bonding), что позволяет наводить в экранах противо-ЭДС и снижать циркулирующие токи.
Какой срок службы у кабеля ПвВ 35 кВ и от чего он зависит?
Заявленный производителями срок службы составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс определяется условиями эксплуатации: соблюдением токовых нагрузок, отсутствием перегрузок и токов КЗ, качеством монтажа муфт, коррозионной активностью среды, механическими воздействиями. Наиболее уязвимыми местами являются кабельные муфты, требующие регулярного визуального и тепловизионного контроля.
Можно ли использовать кабель ПвВ для реконструкции старых линий с бумажной изоляцией?
Да, это стандартная практика. При этом необходимо учитывать, что кабель ПвВ имеет меньший вес и внешний диаметр при аналогичном сечении, что облегчает монтаж в существующих кабельных сооружениях. Ключевым моментом является правильный подбор и монтаж переходных муфт с бумажной изоляции на XLPE.