Кабель ПвКаПг 1х400

Кабель ПвКаПг 1х400: полное техническое описание и область применения

Кабель ПвКаПг 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 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность в протяженных и ответственных сетях.

Расшифровка маркировки ПвКаПг 1х400

• П – Изоляция из силанольносшитого полиэтилена.
• в – Оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
• Ка – Кабельная алюминиевая жила.
• Пг – Повышенная гибкость (класс 2 по ГОСТ 22483).
• 1 – Количество жил (одна).
• 400 – Номинальное сечение токопроводящей жилы, мм².

Конструкция кабеля ПвКаПг 1х400

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

• Материал: алюминий марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности).
• Класс гибкости: 2 (повышенной гибкости). Жила секторной или круглой формы сечением 400 мм² набирается из множества проволок, что обеспечивает достаточную гибкость для монтажа.
• Согласно ГОСТ 22483, жила класса 2 имеет большее количество проволок меньшего диаметра по сравнению с жилой класса 1 (жесткой).

2. Экран на жиле (полупроводящий экран)

Наносится поверх жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию, что критически важно для кабелей на напряжение 6 кВ и выше.

3. Изоляция

Основной изолирующий слой из силанольносшитого полиэтилена (Пв). Толщина изоляции нормируется стандартами в зависимости от номинального напряжения:

• Для 6 кВ – не менее 3,0 мм.
• Для 10 кВ – не менее 3,4 мм.
• Для 20 кВ – не менее 4,5 мм.

Сшитый полиэтийн сохраняет механические и диэлектрические свойства при повышенных температурах (до 90°C в продолжительном режиме и до 130°C в режиме перегрузки).

4. Экран на изоляции (полупроводящий экран)

Аналогичен экрану на жиле. Вместе они создают коаксиальную конструкцию, ограничивающую электрическое поле внутри кабеля.

5. Поясная изоляция

Выполняется из полупроводящих или электроизоляционных лент. Служит для выравнивания поверхности экрана перед наложением металлического экрана.

6. Металлический экран

Выполняется в виде медной или алюминиевой ленты, гофрированной для гибкости, или в виде оплетки из медных проволок. Функции:

• Защита от электромагнитных помех.
• Создание пути для тока короткого замыкания.
• Защита от внешних электрических полей.
• В системах с изолированной нейтралью или компенсированных сетях является элементом, через который замыкается емкостный ток на землю.

Для кабеля 1х400 сечение медного экрана (проволок или ленты в пересчете на сечение) нормируется.

7. Оболочка

Внешний защитный слой из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Цвет обычно черный. Защищает внутренние элементы от механических повреждений, влаги, агрессивных сред. Имеет стойкость к распространению горения.

Основные технические характеристики

Электрические параметры (для кабеля на 10 кВ)

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 8,7/10 (12) кВ.
• Максимально допустимая рабочая температура жилы: +90°C.
• Допустимая температура жилы в режиме перегрузки: +130°C (не более 100 часов в год).
• Температура жилы при коротком замыкании: +250°C (не более 5 секунд).
• Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева: -15°C.
• Сопротивление изоляции: не менее 100 МОм·км.
• Емкость: примерно 0,3-0,4 мкФ/км.
• Индуктивность: примерно 0,3-0,4 мГн/км.

Токовые нагрузки (длительно допустимый ток)

Зависят от способа прокладки. Приведены ориентировочные значения для температуры жилы +90°C и окружающей среды +25°C.

Способ прокладки	Длительно допустимый ток, А
В земле (траншее) в трубе*	510 — 530
В воздухе (на открытом воздухе, на лотке)	565 — 590
В туннеле, канале, этажном коробе	520 — 545

• Значения сильно зависят от удельного теплового сопротивления грунта (1,0-2,0 К·м/Вт) и глубины прокладки.

Данные по короткому замыканию

При температуре жилы +90°C в начале КЗ и +250°C в конце, допустимая плотность тока для алюминиевой жилы ~96 А/мм². Для жилы 400 мм²:

• Допустимый ток короткого замыкания (I_k) ≈ 96
• 400 = 38 400 А (действующее значение).
• При длительности КЗ 1 секунда, термический импульс (I²t) ≈ (38400)²
• 1 = 1,47·10⁹ А²·с.

Область применения кабеля ПвКаПг 1х400

• Распределительные сети среднего напряжения (6-20 кВ): Питание районных и городских подстанций, распределительных пунктов (РП), трансформаторных подстанций (ТП).
• Промышленные предприятия: Питание мощных электродвигателей, печей, главных распределительных щитов (ГРЩ).
• Инфраструктурные объекты: Прокладка в кабельных коллекторах, туннелях, по эстакадам для электроснабжения аэропортов, железнодорожных узлов, портов.
• Объекты генерации: Сборные шины и соединения внутри электростанций и подстанций.
• Особенности: Одножильные кабели требуют специального внимания при прокладке из-за наведения токов в металлических экранах. При параллельной укладке нескольких кабелей в линию необходимо применять схемы перекладки (транспозиции) экранов для минимизации потерь.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

По сравнению с кабелем с бумажно-масляной изоляцией (АСБл):

• Преимущества: Более высокая допустимая температура, меньший вес и радиус изгиба, отсутствие риска течи пропиточного состава, простота монтажа и соединения, возможность вертикальной прокладки без ограничения по высоте.
• Недостатки: Более высокая чувствительность к точечным повреждениям при монтаже, необходимость использования специальных термоусаживаемых или холодноусаживаемых муфт.

По сравнению с кабелем ПвПг (с медной жилой):

• Преимущества: Значительно меньшая стоимость (алюминий дешевле меди), меньший вес.
• Недостатки: Большее удельное электрическое сопротивление (сечение алюминиевой жилы для той же проводимости должно быть примерно на 60% больше, чем у медной), меньшая стойкость к электромеханическим усилиям при КЗ, склонность к ползучести и образованию оксидной пленки в контактных соединениях, что требует особых мер при оконцевании.

Особенности монтажа и эксплуатации

• Радиус изгиба: Не менее 15 наружных диаметров кабеля при монтаже.
• Прокладка в земле: Требуется песчаная подушка, защита плитами или сигнальной лентой. Необходимо учитывать взаимное расположение одножильных кабелей для снижения потерь.
• Заземление экранов: Металлические экраны должны быть заземлены с двух концов. В длинных линиях (>500 м) может потребоваться поперечное заземление или применение разъединителей экранов для снижения циркулирующих токов.
• Оконцевание: Обязательно использование кабельных наконечников (гильз) под опрессовку, специально предназначенных для алюминиевых жил, с кварцево-вазелиновой пастой для разрушения оксидной пленки. Для изоляции применяются концевые муфты (КНТп, ПСТп и др.).
• Соединение: Выполняется с помощью соединительных муфт (СС). Необходима строгая технологическая дисциплина: очистка, обезжиривание, послойное восстановление экранов и изоляции.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается ПвКаПг от ПвПг?

Первая и главная отличительная буква в маркировке – «К» в обозначении жилы. ПвКаПг имеет алюминиевую жилу (А), а ПвПг – медную жилу (отсутствие буквы «А» после «К» подразумевает медь по ГОСТ). Медный кабель имеет лучшую проводимость, но значительно дороже.

Почему для кабеля 1х400 так важен металлический экран?

Для одножильных кабелей среднего напряжения экран выполняет несколько ключевых функций: замыкает на себя электрическое поле (делая его радиальным и предотвращая его выход наружу), обеспечивает путь для тока замыкания на землю и тока утечки, а также защищает от внешних электромагнитных наводок. В трехжильных кабелях эти функции частично распределены между жилами.

Как правильно выбрать номинальное напряжение кабеля ПвКаПг 1х400?

Номинальное напряжение кабеля определяется по значению U₀/U, указанному в маркировке. U₀ – напряжение между жилой и землей (экраном). Для сети 10 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью, где возможно длительное существование однофазного замыкания, следует выбирать кабель на 8,7/10 кВ, так как напряжение на неповрежденных фазах относительно земли может возрасти до линейного.

Каковы реальные потери в экране одножильного кабеля?

Потери в экранах одножильных кабелей могут достигать 30-70% от потерь в жиле, если не применять специальных мер. Они зависят от способа прокладки (треугольник, плоскость), расстояния между кабелями, сечения и материала экрана, схемы его заземления. Для их минимизации применяют транспозицию (перекладку) кабелей, заземление экранов в одной точке (только для коротких линий), использование специальных разъединителей.

Можно ли прокладывать ПвКаПг 1х400 в помещении?

Да, кабель имеет оболочку из ПВХ пластиката пониженной горючести, что допускает его прокладку в кабельных сооружениях (тоннелях, каналах), производственных помещениях, на этажных распределительных щитах. Однако для прокладки группой (пучком) в пожароопасных зонах или вертикально может потребоваться кабель с индексом «нг(А)-LS» (не распространяющий горение с низким дымовыделением).

Как контролировать состояние такого кабеля в эксплуатации?

Основные методы:

• Измерение сопротивления изоляции мегаомметром на 2500/5000 В.
• Испытание повышенным выпрямленным напряжением (для кабелей 10 кВ – 60 кВ в течение 10 минут).
• Диагностика частичных разрядов (ЧР) – наиболее информативный метод для выявления микроскопических дефектов в изоляции из СПЭ.
• Измерение тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ).
• Тепловизионный контроль мест соединений и терминалов.

Что означает «Пг» в маркировке и насколько кабель действительно гибкий?

«Пг» означает «повышенная гибкость», что соответствует классу 2 по ГОСТ 22483. Это не гибкий кабель в общебытовом понимании (как, например, провод для удлинителя, класс 5). Кабель ПвКаПг 1х400 сохраняет достаточную гибкость для монтажа в кабельных сооружениях, укладки на лотки с обходами препятствий, но для его изгиба все равно требуются значительные усилия, и минимальный радиус изгиба строго нормирован.