Кабель ПвКаПг 1-х жильный 15 кВ: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель ПвКаПг 1х жильный на напряжение 15 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 15 кВ частотой 50 Гц. Данный тип кабеля широко применяется в электросетевом хозяйстве благодаря сочетанию высокой электрической прочности, надежности и относительно малых габаритов по сравнению с кабелями с бумажной пропитанной изоляцией.

Расшифровка маркировки ПвКаПг

Маркировка кабеля выполняется в соответствии с ГОСТ 31565-2012 (Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение от 6 до 35 кВ включительно) и расшифровывается следующим образом:

• П – изоляция из силанольносшитого полиэтилена.
• в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
• Ка – броня из алюминиевых гофрированных лент.
• Пг – модификация исполнения, обозначающая «голую» (небронированную) жилу, но в сочетании с «Ка» указывает на наличие герметизирующего слоя (под оболочкой) для защиты от продольного распространения влаги. Более точная трактовка: «П» – полимерная, «г» – герметизация (водоблокирующие ленты или гидрофобный заполнитель).
• 1-х жильный – количество токопроводящих жил.
• 15 кВ – номинальное напряжение, на которое рассчитан кабель (между фазой и землей для сетей с изолированной нейтралью).

Таким образом, полное наименование описывает одножильный кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, в алюминиевой броне, с ПВХ оболочкой и элементами продольной герметизации.

Конструкция кабеля ПвКаПг 1х15 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. От центра к периферии слои располагаются в следующем порядке:

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки (в зависимости от модификации, что отражается в дополнительной маркировке: А – алюминий, отсутствие буквы – медь). Жила может быть секторной или круглой формы, однопроволочной (сечением до 50-70 мм²) или многопроволочной (большие сечения). Класс гибкости – 1 или 2. Сечение жилы выбирается по условиям нагрева и экономической плотности тока в диапазоне от 50 до 800 мм² и более.

2. Экран на жиле (полупроводящий экран)

Выполняется из экструдированного полупроводящего сшитого полиэтилена или накладывается в виде полупроводящей ленты. Его основная функция – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе между жилой и изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов.

3. Изоляция

Основной слой из силанольносшитого полиэтилена (Пв). Толщина изоляции нормирована ГОСТ и для напряжения 15 кВ составляет 4,5 мм (номинальное значение). Материал обладает высокой диэлектрической прочностью, термостойкостью (длительно допустимая температура жилы +90°C, кратковременно до +130°C) и стойкостью к тепловому старению.

4. Экран на изоляции (полупроводящий слой)

Аналогичен экрану на жиле. Совместно с первым экраном создает равномерное радиальное электрическое поле в изоляции.

5. Поясная изоляция

Выполняется из полупроводящих лент или экструдированного полупроводящего слоя. Обеспечивает контакт между экраном на изоляции и металлическим экраном.

6. Металлический экран

Выполняется в виде медной или алюминиевой ленты, наложенной продольно или в виде оплетки из медных проволок. Для одножильных кабелей является обязательным элементом, выполняющим несколько функций:

• Замыкание емкостных токов на землю.
• Защита от электромагнитных помех.
• Резервный нулевой провод в системах заземления.
• Защита от внешних электромагнитных влияний.

7. Заполнитель и поясная изоляция

Пространство под оболочкой заполняется жгутами из ПВХ или мелованной бумаги для придания кабелю круглой формы. Также здесь располагаются элементы продольной герметизации (водоблокирующие ленты или заполнители), обозначаемые индексом «Пг».

8. Броня

Выполняется из двух гофрированных алюминиевых лент (индекс «Ка»), наложенных так, чтобы верхняя лента перекрывала зазор нижней. Алюминиевая броня обеспечивает:

• Механическую защиту от сдавливания, ударов, грызунов.
• Экранирование.
• Защиту от растягивающих усилий (ограниченно).

Гофрированная форма обеспечивает гибкость кабеля.

9. Наружная оболочка

Экструдированный слой из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает броню от коррозии и обеспечивает дополнительную механическую и химическую защиту. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики

Электрические параметры

Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 8,7/15 (17,5) кВ, где:

• U₀ = 8.7 кВ – напряжение между жилой и заземленным экраном (землей).
• U = 15 кВ – междуфазное напряжение.
• U_m = 17.5 кВ – максимальное длительно допустимое междуфазное напряжение.

Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после монтажа – 2.5U₀ в течение 15 мин (21,75 кВ).

Таблица 1. Допустимые длительные токовые нагрузки для кабеля ПвКаПг 1х15 кВ (медь) при прокладке в земле (траншее)

Сечение жилы, мм²	Допустимый ток нагрузки, А (при температуре земли +15°C)	Сопротивление жилы при +20°C, Ом/км, не более
50	215	0.387
70	265	0.268
95	320	0.193
120	365	0.153
150	415	0.124
185	470	0.0991
240	545	0.0754

Примечание: Точные значения токов нагрузки зависят от конкретных условий прокладки (глубина, удельное тепловое сопротивление грунта, количество кабелей в траншее, близость друг к другу) и должны быть пересчитаны в соответствии с ПУЭ 7 изд. и методическими указаниями.

Механические и климатические параметры

• Рабочая температура жилы: длительно от -50°C до +90°C, максимально допустимая при перегрузке +130°C, при коротком замыкании (+250°C, время срабатывания защиты не более 5 сек).
• Минимальный радиус изгиба при монтаже: 15 наружных диаметров кабеля для одножильных кабелей в небронированном исполнении и 12 диаметров – для бронированных.
• Стойкость к распространению горения: кабели с ПВХ оболочкой по умолчанию не распространяют горение при одиночной прокладке (категория ПРГП-1 по ГОСТ 31565).
• Стойкость к воздействию влаги: индекс «Пг» обеспечивает защиту от продольного распространения влаги. Допускается прокладка в земле (траншеях), кабельных каналах, тоннелях, на эстакадах.

Область применения и особенности монтажа

Кабель ПвКаПг 1х15 кВ предназначен для прокладки в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, частично затопленных помещениях, на эстакадах и в галереях. Он применяется для создания питающих и распределительных линий в сетях 6-10 кВ, в городских кабельных сетях, на промышленных предприятиях, для подключения мощного оборудования (трансформаторов, двигателей), в сетях электроснабжения объектов нефтегазовой отрасли.

Особенности монтажа одножильных кабелей на напряжение 10-15 кВ:

• Заземление металлических экранов: Для снижения потерь и предотвращения наведения опасного напряжения на экранах при обрыве цепи заземления, экраны одножильных кабелей должны быть заземлены с двух концов. При большой длине линии (обычно более 1-2 км) может потребоваться поперечное соединение экранов (cross-bonding) для снижения циркулирующих токов.
• Учет взаимного расположения: При прокладке нескольких одножильных кабелей в одной траншее рекомендуется их располагать вплотную «треугольником» или «друг над другом» для уменьшения индуктивного сопротивления и неравномерности распределения токов между кабелями.
• Компенсация реактивной мощности: Из-за значительной емкости одножильных кабелей на среднее напряжение (емкостной ток может достигать нескольких ампер на километр) в протяженных линиях может потребоваться установка реакторов для компенсации зарядной мощности.

Сравнение с аналогами

Основными аналогами кабеля ПвКаПг являются:

• АПвПу, АПвПг: Алюминиевая жила, изоляция из сшитого полиэтилена, алюмополимерная лента, полиэтиленовая или поливинилхлоридная оболочка. Более легкий и экономичный вариант при равном сечении, но с большим диаметром жилы.
• ПвПг, ПвПу: Без брони. Применяется там, где отсутствуют механические риски.
• ЦАСБл, ЦАСБн: Кабели с бумажной пропитанной изоляцией в свинцовой оболочке. Уступают кабелям из СПЭ по удельной пропускной способности, требуют специальной технологии монтажа концевых муфт, имеют больший вес и радиус изгиба.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие ПвКаПг от ПвПг?

Буква «Ка» в маркировке указывает на наличие брони из алюминиевых гофрированных лент. Кабель ПвПг не имеет бронепокрова и применяется для прокладки в кабельных сооружениях (лотках, тоннелях), где исключены механические повреждения. ПвКаПг предназначен для прокладки непосредственно в земле (траншее).

Как правильно выбрать сечение жилы кабеля ПвКаПг 15 кВ?

Выбор сечения производится по двум основным критериям: по допустимому длительному току нагрузки (нагреву) и по экономической плотности тока в соответствии с ПУЭ Глава 1.3. Необходимо также выполнить проверку по потере напряжения и термической стойкости к токам короткого замыкания. Исходными данными являются мощность нагрузки, схема электроснабжения, способ и условия прокладки, длина линии.

Обязательно ли заземлять экран с двух сторон для одножильного кабеля 15 кВ?

Да, это обязательное требование ПУЭ (п. 1.7.32, 1.7.145) для безопасности. При одноточечном заземлении на изолированном конце экрана может наводиться опасное для жизни напряжение, приближающееся к фазному. Двухстороннее заземление замыкает наведенную ЭДС и обеспечивает безопасность, но приводит к циркуляции токов в экране, вызывающих дополнительные потери.

Каков срок службы кабеля ПвКаПг?

Номинальный срок службы кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена, включая ПвКаПг, составляет не менее 30 лет при соблюдении условий эксплуатации (температура, токовая нагрузка, отсутствие механических повреждений). Фактический ресурс может быть значительно больше.

Можно ли прокладывать кабель ПвКаПг в воздухе (по фасадам, эстакадам)?

Да, можно. ПВХ оболочка обеспечивает стойкость к ультрафиолетовому излучению и атмосферным осадкам. Однако при открытой прокладке необходимо учитывать дополнительный нагрев кабеля от солнечной радиации, что требует корректировки допустимой токовой нагрузки (введение понижающих коэффициентов). Также должна быть обеспечена защита от механических повреждений (например, в местах доступности).

Что означает индекс «Пг» в части герметизации?

Индекс «Пг» указывает на наличие в конструкции кабеля элементов, препятствующих продольному распространению влаги вдоль оси кабеля в случае повреждения наружной оболочки. Это достигается применением под оболочкой водоблокирующих лент или заполнителей, которые при контакте с водой набухают и герметизируют поврежденный участок. Это критически важно для кабелей, прокладываемых в земле.

Какой муфтовый комплект необходим для монтажа кабеля ПвКаПг?

Для соединения и оконцевания кабелей ПвКаПг 15 кВ применяются специальные муфты для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Для соединения – соединительные муфты (ССИ), для подключения к оборудованию или воздушной линии – концевые муфты (КНТП, наружная установка) или концевые заделки (КВТп, внутренняя установка). Выбор конкретного типа муфты зависит от условий эксплуатации и требований к степени защиты.

Заключение

Кабель ПвКаПг 1-х жильный 15 кВ является современным, надежным и технологичным решением для создания распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, алюминиевой брони и продольной герметизации, делает его универсальным для прокладки в наиболее тяжелых условиях – непосредственно в земле. Правильный выбор сечения, соблюдение норм монтажа, в частности правил заземления экранов, и применение качественных комплектующих для монтажа обеспечивают длительную и безотказную работу кабельной линии на протяжении всего срока службы. При проектировании систем электроснабжения на напряжение 10-15 кВ данный тип кабеля следует рассматривать как один из основных для подземной прокладки.