Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвКсП 35 кВ: конструкция, применение и технические характеристики

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена марки ПвКсП на напряжение 35 кВ представляет собой современную кабельную продукцию, предназначенную для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Данный тип кабеля является ключевым элементом в сетях среднего напряжения и постепенно вытесняет традиционные кабели с бумажно-масляной изоляцией благодаря ряду эксплуатационных преимуществ.

Расшифровка маркировки ПвКсП

Маркировка кабеля производится в соответствии с ГОСТ 31565-2012 (Кабели силовые с пластмассовой изоляцией. Общие технические условия) и расшифровывается следующим образом:

• П – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (Полиэтилен вулканизированный).
• в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката (вторичная защита).
• К – наличие брони в виде круглых стальных оцинкованных проволок.
• с – наличие свинцовой герметизирующей оболочки под броней.
• П – наружный защитный шланг из полиэтилена (защита брони от коррозии).
• 35 кВ – номинальное напряжение, на которое рассчитан кабель.

Таким образом, полное обозначение описывает кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, свинцовой оболочкой, броней и наружным полиэтиленовым шлангом.

Конструкция кабеля ПвКсП 35 кВ

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

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки, соответствующей классу 2 по ГОСТ 22483. Жила может быть однопроволочной (секторной или круглой) для сечений до 240 мм² включительно или многопроволочной (круглой) для всех сечений. Для кабелей на 35 кВ жила, как правило, секторной формы для оптимизации диаметра.

2. Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой)

Представляет собой экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его основная функция – выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения частичных разрядов у поверхности жилы, которые могут привести к деградации основной изоляции.

3. Изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE)

Основной изолирующий слой. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные термические и механические свойства по сравнению с термопластичным полиэтиленом. Рабочая температура жилы повышается до +90°C, а в режиме перегрузки – до +130°C. Толщина изоляции нормирована стандартами и для 35 кВ составляет, как правило, не менее 10.5 мм.

4. Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой)

Аналогичен внутреннему экрану. Выравнивает электрическое поле с внешней стороны изоляции. Вместе с внутренним экраном создает коаксиальную конструкцию, концентрирующую поле внутри изоляционного слоя.

5. Поясная изоляция

Наложенная поверх внешнего экрана лента из электропроводящего материала (например, полупроводящей бумаги или полимерной ленты). Обеспечивает равномерный контакт с металлическим экраном.

6. Металлический экран (герметизирующая оболочка)

В кабеле марки ПвКсП это свинцовая оболочка. Выполняет три ключевые функции:

• Защита от проникновения влаги и газов в изоляцию.
• Функция заземленного экрана для отвода токов утечки и обеспечения безопасности при касании.
• Защита от распространения дуги в случае пробоя.

Альтернативой является гофрированная алюминиевая или медная оболочка (в кабелях марок ПвП, ПвПу).

7. Броня

Выполнена из стальных оцинкованных проволок круглого профиля, наложенных поверх подушки (битумного состава и крепированной бумаги или ПЭТ-ленты). Назначение – защита кабеля от механических повреждений (растягивающих усилий, ударов, грызунов).

8. Наружный защитный шланг

Экструдированный слой из полиэтилена (обозначение «П» в конце марки). Защищает броню от коррозии и обеспечивает дополнительную механическую защиту. Обладает высокими диэлектрическими и влагозащитными свойствами.

Область применения

Кабель ПвКсП 35 кВ предназначен для эксплуатации в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Основные сферы применения:

• Питающие и распределительные линии от подстанций 35/10(6) кВ.
• Вводы и межсекционные связи в распределительных устройствах (РУ) ЗРУ и КРУ.
• Прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия значительных растягивающих нагрузок.
• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам и в производственных помещениях.
• Участки с повышенными требованиями к влагозащите и надежности благодаря свинцовой герметизирующей оболочке.

Кабель не предназначен для прокладки в блоках, трубах, а также в условиях, где возможны значительные растягивающие усилия (например, через водные преграды).

Технические и эксплуатационные характеристики

Основные электрические параметры

Параметры соответствуют ГОСТ 15150 (климатическое исполнение УХЛ, категории размещения 1-5) и ГОСТ 15596.

Таблица 1. Допустимые токовые нагрузки для кабеля ПвКсП 35 кВ (пример для одножильного кабеля)

Сечение жилы, мм²	Медная жила, А (в земле)	Медная жила, А (в воздухе)	Алюминиевая жила, А (в земле)	Алюминиевая жила, А (в воздухе)
50	215	200	165	155
95	320	300	245	230
150	405	380	315	295
240	515	480	400	375
400	670	625	520	485

Примечание: Точные значения зависят от конкретных условий прокладки (глубины, температуры грунта, количества рабочих кабелей в траншее) и должны определяться по актуальным редакциям ПУЭ и расчетным методикам.

Эксплуатационные параметры

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 20.5 / 35 кВ (40.5 кВ). Где U₀ – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное, U_m – максимальное.
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 65 кВ в течение 10 минут для кабелей после монтажа.
• Испытательное постоянное напряжение: 105 кВ в течение 15 минут (часто используется для приемо-сдаточных испытаний).
• Допустимая температура нагрева жилы:
  • в длительном режиме: +90°C
  • при перегрузке: +130°C
  • при коротком замыкании: +250°C (продолжительность не более 5 сек.)
• Минимальный радиус изгиба при прокладке: 20 наружных диаметров кабеля для одножильных кабелей с секторной жилой.
• Срок службы: не менее 30 лет при соблюдении условий транспортировки, хранения, монтажа и эксплуатации.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества кабеля ПвКсП 35 кВ:

• Высокая надежность и долговечность: Сшитый полиэтилен не подвержен термическому старению, как бумажно-масляная изоляция, и не течет при нагреве, как термопластичный ПЭ.
• Высокие токовые нагрузки: Более высокая допустимая рабочая температура (+90°C) позволяет пропускать больший ток по сравнению с кабелями с ПВХ изоляцией.
• Отличные диэлектрические свойства: Низкие диэлектрические потери, высокая стойкость к частичным разрядам.
• Герметичность: Свинцовая оболочка обеспечивает абсолютную защиту изоляции от влаги и агрессивных сред, что критически важно для надежной долгосрочной работы.
• Механическая защита: Наличие брони из стальных проволок позволяет выдерживать внешние механические воздействия.
• Удобство монтажа и меньший вес: По сравнению с маслонаполненными кабелями того же напряжения, кабель легче, не требует сложных систем подпитки маслом и допускает большие перепады по трассе.

Недостатки и ограничения:

• Высокая стоимость: Сложная многослойная конструкция и использование сшитого полиэтилена делают кабель дорогим.
• Большой вес и жесткость: Наличие свинца и брони увеличивает массу и усложняет прокладку на сложных трассах с множеством изгибов.
• Требовательность к качеству монтажа: Необходимость тщательной заделки концов, использование специальных муфт, строгое соблюдение радиуса изгиба.
• Сложность утилизации: Наличие свинца требует специальных процедур утилизации, что увеличивает экологические издержки.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабеля ПвКсП 35 кВ должен производиться квалифицированным персоналом с соблюдением ПУЭ 7-го издания, СНиП 3.05.06-85 и инструкций заводов-изготовителей.

• Транспортировка и хранение: Барабаны должны перевозиться в вертикальном положении, фиксироваться от перекатывания. Хранение – под навесом, защищающим от прямых солнечных лучей.
• Прокладка: Температура окружающей среды при прокладке без предварительного подогрева не должна быть ниже -20°C. При более низких температурах кабель необходимо подогревать. Радиус изгиба контролируется шаблоном.
• Заделка концов: Обязательно применение концевых муфт (КНТп, наружные) или стопорных (проходных) муфт для соединения. Требуется аккуратное ступенчатое снятие изоляции и экранов с последующим их соединением и изоляцией.
• Заземление: Металлические экраны (свинцовая оболочка) и броня должны быть заземлены с двух сторон кабельной линии для обеспечения безопасности и нормального режима работы защит.
• Испытания после монтажа: Обязательны высоковольтные испытания повышенным постоянным или переменным напряжением, измерение сопротивления изоляции и петли «фаза-ноль».

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями ПвКсП и ПвП?

Основное отличие – в материале герметизирующей оболочки. В ПвКсП это свинец (С), а в ПвП – гофрированный алюминий или медь. Кабель с алюминиевой оболочкой легче, дешевле и проще в монтаже, но свинцовая оболочка считается более надежной в плане долгосрочной герметичности и пластичности, что важно на нестабильных грунтах.

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

Да, именно для этого он и предназначен. Наличие брони из стальных проволок и наружного полиэтиленового шланга (защита от коррозии) позволяет осуществлять прокладку непосредственно в траншее, при условии устройства песчаной подушки и засыпки, а также защиты сигнальной лентой. Однако в зонах с высокой активностью грызунов или риском раскопок рекомендуется дополнительная защита (кирпич, плиты).

Как правильно выбрать сечение жилы?

Выбор сечения производится по допустимому току нагрузки (длительно допустимому току) с учетом способа прокладки (в земле/воздухе), температуры окружающей среды, количества параллельно проложенных кабелей и поправочных коэффициентов согласно ПУЭ Глава 1.3. Дополнительно производится проверка по потере напряжения и термической стойкости к токам короткого замыкания.

Требуется ли для такого кабеля система контроля изоляции?

Для кабельных линий 35 кВ, согласно требованиям ПУЭ и правилам эксплуатации, рекомендуется или является обязательным устройство постоянного контроля изоляции (например, с помощью устройств типа УЗСК-35). Это позволяет оперативно выявлять развитие однофазных замыканий на землю и предотвращать переход в междуфазное КЗ.

Каковы особенности монтажа концевых муфт на кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена?

Ключевые особенности: необходимость точного ступенчатого снятия изоляции и экранов с помощью специальных шаблонов, тщательная зачистка и обезжиривание поверхностей, обязательное использование полупроводящей и изоляционной самовулканизирующейся ленты, экранирующих сеток. Крайне важно обеспечить плавный градиент электрического поля в зоне заделки. Работы должны выполняться в условиях чистоты, без пыли и влаги.

Что означает маркировка «УХЛ» в климатическом исполнении?

УХЛ обозначает, что кабель предназначен для эксплуатации в умеренном и холодном макроклиматических районах. Цифра после УХЛ (1-5) указывает категорию размещения (например, УХЛ1 – для работы на открытом воздухе, УХЛ2 – под навесом, УХЛ3 – в закрытых неотапливаемых помещениях). Кабель ПвКсП, как правило, выпускается в исполнении УХЛ1, что позволяет его использовать в широком диапазоне условий.