Кабель ПвКсП 50 мм
Кабель ПвКсП 50 мм²: полное техническое описание, сфера применения и особенности монтажа
Кабель ПвКсП 50 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях высокого напряжения. Данный тип кабеля является ключевым элементом современных энергосистем, обеспечивающим передачу и распределение электроэнергии на напряжении до 35 кВ включительно. Его конструкция и материалы отвечают высоким требованиям по надежности, долговечности и безопасности в условиях интенсивных электрических и механических нагрузок.
Расшифровка маркировки ПвКсП 50 мм²
Маркировка кабеля выполняется согласно ГОСТ или ТУ и несет полную информацию о его конструкции:
- П – Изоляция жилы из сшитого полиэтилена (полиэтилена, подвергнутого процессу поперечной сшивки молекул).
- в – Внешняя оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
- Кс – Экран по жиле из медных проволок, наложенных поверх полупроводящего экрана (конструкция экрана «copper wires»).
- П – Экран по изоляции (общий экран) в виде медной ленты или комбинированный.
- 50 мм² – Номинальное поперечное сечение основной токопроводящей жилы.
- 1. Токопроводящая жила. Изготавливается из медной проволоки (как правило, круглой) по ГОСТ 22483. Для сечения 50 мм² жила может быть как однопроволочной (монолитной), так и многопроволочной (скрученной из нескольких проволок). Класс гибкости обычно 1 или 2. Медь обеспечивает высокую электропроводность, стойкость к окислению и механическую прочность.
- 2. Экран по жиле (полупроводящей слой). Наносится поверх жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Его задача – выравнивание электрического поля и предотвращение микроразрядов на границе между жилой и основной изоляцией.
- 3. Изоляция. Основной диэлектрический слой из сшитого полиэтилена (СПЭ). Толщина изоляции нормируется в зависимости от класса напряжения (например, для 10 кВ – 3,4 мм, для 35 кВ – 9,0 мм по ГОСТ 15150). СПЭ обладает выдающимися диэлектрическими и температурными характеристиками: высокая допустимая температура длительной эксплуатации (до +90°C), стойкость к тепловым ударам и перегрузкам.
- 4. Экран по изоляции (полупроводящей слой). Аналогичен экрану по жиле. Наносится поверх основной изоляции для выравнивания электрического поля.
- 5. Поясной экран (заземляющий экран). Выполняется в виде оплетки из медных проволок (обозначение «Кс») или медной ленты, наложенной поверх полупроводящего экрана. Его функция – отведение токов утечки и обеспечение безопасности при касании. Для кабеля ПвКсП экран выполнен из проволок, что обеспечивает лучшее сопротивление изгибу и более высокий ток короткого замыкания по сравнению с ленточным экраном.
- 6. Оболочка. Защитный внешний слой из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Предохраняет внутренние элементы кабеля от механических повреждений, влаги, агрессивных сред и обеспечивает необходимую стойкость к распространению горения. Цвет оболочки, как правило, черный.
- Распределительные сети 6-35 кВ: Питание районных и городских подстанций, соединение ячеек распределительных устройств (КРУ, КСО).
- Промышленные предприятия: Питание мощных электродвигателей, печей, трансформаторов собственных нужд подстанций.
- Объекты инфраструктуры: Кабельные линии для аэропортов, железнодорожных узлов, метрополитенов, портов.
- Нефтегазовая отрасль: Прокладка на территориях промыслов и перерабатывающих заводов, где предъявляются высокие требования к надежности.
- Возобновляемая энергетика: Сборные линии для подключения ветрогенераторов или солнечных электростанций к повышающим трансформаторам.
- Транспортировка и хранение: Барабаны с кабелем должны перевозиться и храниться в вертикальном положении. Запрещены сбрасывания и удары. Хранение – под навесом, защищающим от прямых атмосферных воздействий.
- Подготовка к прокладке: При температуре ниже -15°C кабель требует предварительного прогрева в отапливаемом помещении в течение 24-48 часов. Раскатка может производиться с помощью лебедок, но без превышения допустимых усилий тяжения (регламентируется производителем).
- Прокладка: Необходимо строго соблюдать минимальный радиус изгиба. При прокладке в траншее на дно насыпается песчаная подушка (толщиной ~10 см). Кабель укладывается «змейкой» для компенсации температурных деформаций. Сверху засыпается слоем мягкого грунта или песка без камней, затем укладывается сигнальная лента и производится полная засыпка.
- Монтаж концевых и соединительных муфт: Для кабелей с изоляцией из СПЭ применяются специальные термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты. Критически важным является тщательная зачистка и обезжиривание изоляции, точное соблюдение технологических карт по установке экранов и изоляции. Некачественный монтаж муфт – основная причина отказов кабельных линий 6-35 кВ.
- Заземление: Медные экраны кабеля с обоих концов должны быть надежно заземлены для обеспечения безопасности и нормального режима работы. В схемах с односторонним заземлением экрана необходимо установить на другом конце ограничитель перенапряжений (ОПН) для экрана.
- Испытания после монтажа: Перед вводом в эксплуатацию кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям выпрямленным напряжением (например, для кабеля 10 кВ – напряжением 60 кВ постоянного тока в течение 10 минут) и проверке целостности и правильности соединения экранов.
- Более высокая допустимая рабочая температура (+90°C против +70°C), что позволяет пропускать больший ток нагрузки.
- Отсутствие риска течи масла или маcлонаполнительного состава, экологическая безопасность.
- Меньший вес и наружный диаметр при одинаковом сечении и классе напряжения, что упрощает транспортировку и монтаж.
- Большая допустимая разность уровней при прокладке (нет ограничений, связанных с давлением масла).
- Более простая технология монтажа концевых муфт (не требуется спецоборудование для заливки маcлонаполнительных составов).
- Наличие экранов, что позволяет использовать в сетях с изолированной нейтралью и сетях выше 1 кВ.
- Значительно более высокие диэлектрические характеристики сшитого полиэтилена.
- Лучшие температурные характеристики и стойкость к тепловым перегрузкам.
- Более высокая стоимость по сравнению с кабелями на низкое напряжение.
- Чувствительность к механическим повреждениям оболочки и, как следствие, к проникновению влаги в случае повреждения (требуется тщательный контроль при прокладке).
- Требовательность к качеству монтажа муфт и квалификации персонала.
- Ограниченный срок хранения на барабанах (обычно не более 2 лет) из-за риска развития «дендритов» в изоляции при ее увлажнении.
- нг(А) – Не распространяющий горение по категории А (наивысшая стойкость при групповой прокладке).
- LS – Low Smoke, пониженное дымо- и газовыделение при пожаре.
Таким образом, полное наименование описывает кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, в ПВХ оболочке, с экранами из меди по жиле и по изоляции, сечением 50 квадратных миллиметров.
Конструкция кабеля ПвКсП 50 мм²
Конструкция кабеля является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию. Для одножильного исполнения (основное для ПвКсП) конструкция выглядит следующим образом, от центра к периферии:
Основные технические характеристики и параметры
Технические параметры кабеля ПвКсП 50 мм² регламентируются стандартами ГОСТ 15150 или техническими условиями производителя. Ключевые характеристики представлены в таблицах ниже.
Таблица 1. Электрические и механические параметры
| Параметр | Значение / Описание | Примечание, стандарт |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U (Um) | 6/10 кВ, 8.7/15 кВ, 20/35 кВ | U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, Um – макс. рабочее |
| Частота | 50 Гц | Стандартная промышленная частота |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90°C | Длительный режим работы |
| Допустимая температура при КЗ | +250°C | Продолжительность не более 5 сек |
| Минимальная температура монтажа | -15°C | Без предварительного прогрева |
| Минимальный радиус изгиба | Не менее 15-20 наружных диаметров кабеля | Зависит от конструкции экрана и изоляции |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C | Не более 0.387 Ом/км | Для медной жилы 50 мм² (ГОСТ 22483) |
| Испытательное переменное напряжение | Зависит от класса напряжения (напр., для 10 кВ – 30 кВ в течение 10 мин.) | После изготовления |
Таблица 2. Допустимый длительный ток нагрузки (примерные значения для прокладки в земле)
| Способ прокладки | Количество кабелей в траншее | Допустимый ток, А (при +90°C жилы, +15°C земли) |
|---|---|---|
| В земле (траншее), глубина 0.7 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт | 1 кабель | ~250 – 280 А |
| 3 кабеля с расстоянием 0.1 м между ними | ~210 – 230 А (с учетом взаимного нагрева) | |
| В воздухе (на лотках, в кабельных эстакадах) | Одиночная прокладка | ~270 – 300 А |
Примечание: Точные значения токовой нагрузки должны определяться расчетом согласно ПУЭ гл. 1.3, с учетом всех поправочных коэффициентов (температура окружающей среды, группировка, глубина заложения и т.д.).
Область применения кабеля ПвКсП 50 мм²
Кабель данного типа применяется для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:
Кабель предназначен для прокладки в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, блоках, а также на открытом воздухе при условии защиты от прямого солнечного излучения (под навесами, по эстакадам). ПвКсП не рекомендуется для прокладки в воде (для этого существуют кабели со свинцовой или алюминиевой оболочкой).
Особенности монтажа и эксплуатации
Правильный монтаж и эксплуатация являются залогом долговечной и безотказной работы кабельной линии.
Преимущества и недостатки кабеля ПвКсП 50 мм²
Преимущества по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (СБ, ЦСБ):
Преимущества по сравнению с кабелями в ПВХ изоляции (ВВГ и др.) на среднее напряжение:
Недостатки:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается ПвКсП от ПвП?
Основное отличие – в конструкции экрана. В кабеле ПвКсП экран выполнен из медных проволок (обозначение «Кс»), что обеспечивает большую гибкость, лучшее сопротивление динамическим нагрузкам и более высокий ток короткого замыкания. В кабеле ПвП экран выполнен в виде одной или двух медных лент, наложенных спирально. Кабель с ленточным экраном дешевле, но имеет больший радиус изгиба и менее стоек к многократным изгибам.
Можно ли прокладывать кабель ПвКсП 50 мм² в воздухе?
Да, кабель предназначен для прокладки в воздухе (кабельные эстакады, галереи, по стенам зданий). При этом необходимо обеспечить защиту от прямого солнечного излучения, так как УФ-лучи со временем разрушают ПВХ оболочку. Для открытой прокладки рекомендуется использовать кабели с оболочкой из светостабилизированного полиэтилена (в маркировке – «п» вместо «в», например, ПвКсПнг(А)-LS).
Какой срок службы у кабеля ПвКсП?
Номинальный срок службы кабеля ПвКсП, заявленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации сильно зависит от условий прокладки, режима работы (температурные перегрузки), качества монтажа и воздействия внешних факторов (коррозионная активность грунта, механические вибрации).
Нужно ли использовать концевые муфты при подключении к КРУ?
Да, обязательно. Концевая муфта (КНС) выполняет несколько функций: обеспечивает плавный градиент электрического поля на конце экрана, герметизирует торец кабеля, предохраняет от увлажнения изоляции и позволяет надежно подключить жилу и заземлить экран на шину заземления шкафа КРУ. Подключение кабеля без концевой муфты недопустимо.
Как определить необходимое сечение 50 мм² для конкретной задачи?
Сечение 50 мм² выбирается на основе расчета по следующим критериям, приведенным в ПУЭ гл. 1.3:
1. По допустимому длительному току нагрузки (нагрев). Расчетный ток линии должен быть меньше допустимого тока для выбранного способа прокладки с учетом всех поправочных коэффициентов.
2. По потере напряжения. Потеря напряжения в линии не должна превышать установленных норм (например, 5% для силовых нагрузок).
3. По термической стойкости к токам короткого замыкания (ТКЗ). Сечение должно быть достаточно, чтобы выдержать нагрев при протекании расчетного тока КЗ за время его отключения защитой.
4. По экономической плотности тока. Для линий с длительным режимом работы и большим количеством часов использования.
Для предварительной оценки мощности, которую может передавать кабель 50 мм² на напряжении 10 кВ, можно ориентироваться на значение ~3-4 МВА (при токе 230-280 А).
Что означает обозначение «ПвКсПнг(А)-LS»?
Это расширенная маркировка, указывающая на дополнительные свойства:
Такой кабель рекомендуется для прокладки в закрытых кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, зданиях), где предъявляются повышенные требования к пожарной безопасности.
Заключение
Кабель ПвКсП 50 мм² является современным, надежным и технологичным решением для построения распределительных сетей среднего класса напряжения. Его конструкция на основе сшитого полиэтилена обеспечивает высокие электрические и эксплуатационные характеристики, включая повышенную температурную стойкость и долгий срок службы. Успешное применение данного кабеля напрямую зависит от корректного выбора сечения, соблюдения правил прокладки и монтажа соединительной арматуры, а также от проведения необходимых приемо-сдаточных испытаний. Понимание деталей его конструкции и параметров позволяет инженерно-техническому персоналу грамотно проектировать, монтировать и эксплуатировать кабельные линии, обеспечивая бесперебойное электроснабжение ответственных потребителей.