Кабель ПвКВ 1х150: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель ПвКВ 1х150 представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) и внешней оболочкой из поливинилхлоридного пластиката. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 10, 20 и 35 кВ частотой 50 Гц. Основная сфера применения – прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах, каналах), производственных помещениях, а также на специальных кабельных конструкциях. Допускается прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия растягивающих усилий и риска механических повреждений в процессе эксплуатации.

Расшифровка маркировки ПвКВ 1х150

• П – изоляция из сшитого (полимеризованного) полиэтилена.
• в – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• К – кабель.
• В – обозначает, что кабель предназначен для работы на переменное напряжение до 35 кВ включительно (по старой классификации – «высокого напряжения»).
• 1х150 – одна токопроводящая жила сечением 150 мм².

Конструкция кабеля ПвКВ 1х150

Конструкция кабеля является многослойной, каждый элемент выполняет строго определенную функцию для обеспечения долговечности и надежности.

• Токопроводящая жила: Выполняется из медной проволоки, соответствует классу 2 по ГОСТ 22483. Для сечения 150 мм² жила может быть как однопроволочной (монолитной), так и многопроволочной. Чаще применяется многопроволочная конструкция, обеспечивающая большую гибкость.
• Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой): Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и микропробои в изоляции.
• Изоляция: Основной диэлектрический слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормирована в зависимости от номинального напряжения. Для 10 кВ – 4,5 мм, для 35 кВ – 10,0 мм. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенную термостойкость и стабильность характеристик при высоких температурах.
• Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой): Наносится поверх изоляции. Аналогично внутреннему экрану, служит для симметризации электрического поля.
• Поясная изоляция: Выполняется в виде наложения медных лент или проволок, спирально наложенных поверх внешнего экрана. Предназначена для отвода токов утечки и обеспечения безопасности в случае короткого замыкания.
• Оболочка: Защитный внешний слой из ПВХ-пластиката. Защищает внутренние элементы кабеля от механических повреждений, влаги, агрессивных сред и обеспечивает необходимую пожарную безопасность (не распространяет горение при одиночной прокладке). Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики и параметры

Электрические характеристики (при температуре +20°C)

• Номинальное переменное напряжение: 10, 20, 35 кВ.
• Максимальное рабочее напряжение (U_max): 12, 24, 42 кВ соответственно.
• Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц (в течение 10 мин.): Для кабеля на 10 кВ – 25 кВ; на 35 кВ – 65 кВ.
• Сопротивление изоляции: Не менее 100 МОм·км.
• Электрическое сопротивление токопроводящей жилы постоянному току: Не более 0.124 Ом/км (для медной жилы при 20°C).
• Индуктивное сопротивление: Приблизительно 0.1-0.15 Ом/км (зависит от конструкции и расстояния между жилами при многожильном исполнении).
• Емкостной ток: Определяется удельной емкостью кабеля, которая составляет около 0.3-0.5 мкФ/км.

Токовые нагрузки (длительно допустимые токи)

Приведенные значения являются ориентировочными и зависят от конкретных условий прокладки (глубина, температура грунта, способ прокладки). Данные для прокладки в земле (траншее) при температуре грунта +25°C и глубине 0.7-1.0 м.

Условия прокладки	Длительно допустимый ток, А (при напряжении до 10 кВ)	Допустимый ток при коротком замыкании (1 сек), кА
В земле (одиночная прокладка)	390-415	~21-23 (для меди сечением 150 мм²)
В воздухе (в помещении)	400-425
В кабельном канале (лотке)	350-370

Механические и климатические характеристики

• Диапазон рабочих температур: От -50°C до +50°C.
• Максимальная допустимая температура нагрева жилы при длительной эксплуатации: +90°C.
• Допустимая температура нагрева жилы в режиме перегрузки: +130°C (не более 100 часов в году, не более 8 часов подряд).
• Температура жилы при коротком замыкании: +250°C (максимальная продолжительность КЗ не более 4 секунд).
• Минимальный радиус изгиба при прокладке: 15 наружных диаметров кабеля для одножильных кабелей с поясной изоляцией.
• Стойкость к распространению горения: Одиночная прокладка без распространения горения (исполнение «нг» не требуется, так как кабель одножильный).

Область применения и особенности монтажа

Кабель ПвКВ 1х150 применяется преимущественно для создания силовых подключений в сетях среднего напряжения. Основные объекты использования: промышленные предприятия, распределительные сети городской инфраструктуры, нефтехимические комплексы, объекты генерации, подстанции 35/10(6) кВ. Одножильное исполнение требует особого внимания при проектировании и монтаже из-за возникновения индуктивных потерь и наведенных токов в оболочке.

• Прокладка в земле: Допускается, но рекомендуется защита от механических повреждений (укладка в трубы, использование защитных плит или кирпича). Необходимо учитывать коррозионную активность грунта и наличие блуждающих токов.
• Прокладка в воздухе: Возможна по конструкциям, стенам зданий. Следует учитывать воздействие солнечного излучения, хотя ПВХ-оболочка обладает умеренной стойкостью к УФ.
• Прокладка в кабельных сооружениях: Является основным и рекомендуемым способом. Кабель укладывается на лотки, в каналы или закрепляется на конструкциях.
• Важное замечание по монтажу одножильных кабелей: При прокладке в стальных лотках или трубах, а также при параллельной укладке нескольких кабелей одной фазы, из-за переменного магнитного поля в металлических элементах могут возникать значительные вихревые токи, приводящие к дополнительному нагреву и потерям. Для их уменьшения рекомендуется использовать немагнитные материалы (алюминий, нержавеющая сталь) или применять специальные схемы расположения жил (вплотную треугольником или «пучком» для многожильных кабелей).

Сравнение с аналогами (АПвВ, АПвП)

Кабель ПвКВ имеет ряд аналогов, отличающихся материалом жилы и конструкцией оболочки.

Марка кабеля	Материал жилы	Изоляция	Особенности оболочки/брони	Ключевое отличие от ПвКВ
ПвКВ	Медь	СПЭ	ПВХ	Базовый вариант
АПвВ	Алюминий	СПЭ	ПВХ	Более легкий и дешевый, но большее удельное сопротивление жилы
АПвП	Алюминий	СПЭ	Полиэтилен	Оболочка из полиэтилена, повышенная стойкость к влаге и агрессивным средам
ПвП	Медь	СПЭ	Полиэтилен	Полиэтиленовая оболочка для особо тяжелых условий

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель ПвКВ принципиально отличается от кабелей с бумажной изоляцией (например, СБ)?

Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (ПвКВ) не требует сложной системы маслоподпитки и постоянного контроля уровня давления, как кабели с бумажно-масляной изоляцией. Он обладает меньшим весом, большей допустимой температурой нагрева жилы (+90°C против +70-80°C), допускает прокладку на вертикальных и наклонных трассах без ограничений по перепаду уровней. Монтаж соединений и концевых муфт проще и быстрее. СПЭ-кабели также имеют более высокую стойкость к термическим перегрузкам и коротким замыканиям.

Почему для одножильного кабеля 150 мм² так важна правильная укладка?

При протекании переменного тока вокруг одножильного кабеля создается переменное магнитное поле. Если это поле пересекает токопроводящие элементы (металлические лотки, броню других кабелей, стальные трубы), в них наводятся вихревые токи, вызывающие нагрев. При параллельной прокладке нескольких одножильных кабелей одной фазы на расстоянии, индуктивное сопротивление цепи резко возрастает, что приводит к снижению пропускной способности и увеличению потерь. Правильная укладка (треугольником, вплотную) минимизирует эти эффекты.

Можно ли использовать кабель ПвКВ 1х150 для прокладки в земле без дополнительной защиты?

Технически это допускается стандартами, однако на практике это крайне не рекомендуется, особенно в городских условиях или на промышленных площадках. Отсутствие брони делает кабель уязвимым при земляных работах, просадке грунта, воздействии грызунов. Для прямой прокладки в землю предпочтительнее использовать бронированные модификации, например, ПвКВп (с броней из оцинкованных стальных лент) или укладывать кабель в защитные полимерные/асбестоцементные трубы.

Как выбрать между медным (ПвКВ) и алюминиевым (АПвВ) кабелем на 150 мм²?

Выбор основан на технико-экономическом расчете. Медный кабель имеет меньшее электрическое сопротивление, что дает меньшие потери на нагрев при одинаковой нагрузке, большую стойкость к механическим воздействиям (затяжка, изгиб), лучшую коррозионную стойкость и более надежные контактные соединения. Алюминиевый кабель значительно дешевле и легче. При длительно допустимом токе ~400А для меди 150 мм², алюминиевый кабель потребует большего сечения (например, 185-240 мм²) для обеспечения той же пропускной способности, что нивелирует разницу в цене. Решение принимается на основе анализа нагрузок, стоимости жизненного цикла и условий монтажа.

Каковы особенности монтажа концевых муфт на кабель ПвКВ 1х150?

Монтаж термоусаживаемых или холодноусаживаемых муфт на СПЭ-кабель требует строгого соблюдения технологии зачистки. Критически важно не повредить полупроводящие слои при снятии оболочки и изоляции, обеспечить плавный переход экранирующего слоя, тщательно зачистить и обезжирить изоляцию. Необходимо использовать специализированный инструмент (разделочные ножи, шаблоны) и материалы, рекомендованные производителем муфт. Несоблюдение технологии приводит к локальным концентрациям электрического поля и пробою в дальнейшей эксплуатации.

Как определяется состояние изоляции кабеля ПвКВ после монтажа и в процессе эксплуатации?

Основной метод – проведение высоковольтных испытаний выпрямленным напряжением (постоянным током). Для кабеля на 10 кВ испытательное напряжение составляет 55-60 кВ постоянного тока в течение 10-15 минут. Измерение тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ) и диагностика частичных разрядов (ЧР) являются более современными и информативными методами, позволяющими оценить старение изоляции и наличие дефектов без применения разрушающих испытательных напряжений.