Кабель ПвКПг 1-х жильный
Кабель ПвКПг 1-х жильный: полное техническое описание и область применения
Кабель ПвКПг 1-х жильный представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для стационарной прокладки в земле (траншеях) при условии отсутствия растягивающих усилий. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность и долговечность в распределительных сетях среднего напряжения. Расшифровка маркировки по ГОСТ 31565-2012 (и более ранним стандартам) следующая: П – изоляция из силанольносшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, К – броня из круглых оцинкованных стальных проволок, П – наружный покров из полиэтиленовой шланговой композиции (в маркировке может также встречаться индекс «г» – «голый», указывающий на отсутствие защитного покрова поверх брони, но в полной маркировке ПвКПг «г» чаще относится к гидроизоляции, а «П» уже обозначает полиэтиленовый покров).
Конструкция кабеля ПвКПг 1х жильный
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.
- Токопроводящая жила (ТПЖ): Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки. Для сечений от 16 до 240 мм², как правило, используется круглая однопроволочная жила (класс 1 по ГОСТ 22483). Для больших сечений (300 мм² и выше) жила может быть многопроволочной (класс 2) для обеспечения необходимой гибкости. Жила соответствует требуемому номинальному сечению, обеспечивая минимальное электрическое сопротивление.
- Экран по жиле (полупроводящий экран): Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его ключевая задача – выравнивание электрического поля, устранение микроскопических воздушных включений между жилой и основной изоляцией и предотвращение возникновения частичных разрядов (коронного разряда), которые разрушают изоляцию.
- Изоляция: Основной изолирующий слой из силанольносшитого полиэтилена (СПЭ). Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул, обладает выдающимися характеристиками: высокая электрическая прочность, термостойкость (длительно допустимая температура жилы +90°C, а в режиме перегрузки до +130°C), стойкость к тепловому старению и влаге. Толщина изоляции нормируется стандартами в зависимости от класса напряжения кабеля.
- Экран по изоляции (полупроводящий экран): Второй экструдированный слой из полупроводящего СПЭ, накладываемый поверх основной изоляции. Замыкает электрическое поле внутри кабеля, делая его радиально-симметричным.
- Поясная изоляция: Выполняется в виде обмотки из электропроводящей бумаги или полимерной ленты. Обеспечивает контакт между экраном по изоляции и металлическим экраном.
- Металлический экран: Выполняется в виде медной ленты, наложенной продольно или в виде спирали, или в виде повива медных проволок. В кабелях на напряжение 6-10 кВ и выше он является обязательным. Основные функции: защита от внешних электромагнитных помех, использование в качестве заземляющего проводника при повреждении основной изоляции (для отключения защиты), а также в качестве элемента симметрирования электрического поля.
- Броня: Изготавливается из оцинкованных стальных проволок круглого сечения, наложенных поверх подушки. Назначение брони – защита кабеля от механических повреждений (удары, сдавливание грунтом, грызуны) при прокладке в земле. Использование круглых проволок (индекс «К») обеспечивает высокую стойкость к растягивающим нагрузкам.
- Наружный покров (шланг): Выполняется из полиэтилена (индекс «П» в маркировке). Защищает броню от коррозии в агрессивных грунтах, обеспечивает стойкость к влаге, химическим веществам и истиранию. Полиэтиленовый шланг обладает высокими диэлектрическими свойствами, что дополнительно изолирует броню.
- Значения приведены ориентировочно для прокладки в траншее на глубине 0.7-1.0 м, температуре грунта +15°C и удельном тепловом сопротивлении 1.0 К·м/Вт. Точные значения определяются расчетом согласно ПУЭ и зависят от конкретных условий прокладки.
- Прокладка в земле (траншеях): Это основной способ монтажа. Кабель укладывается на подготовленную подушку из песка или просеянного грунта на глубину не менее 0.7-1.0 метра (регламентируется ПУЭ). Броня из стальных проволок надежно защищает от механических повреждений при раскопках, давления грунта и от грызунов. Полиэтиленовый шланг предохраняет броню от почвенной коррозии. При прокладке нескольких одножильных кабелей в одной траншее их располагают «треугольником» или вплотную, с обязательным учетом взаимного нагрева и снижающих коэффициентов.
- Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах: Допускается при условии отсутствия растягивающих усилий. Необходимо учитывать повышенную пожарную опасность и соблюдать требования по огнестойкости конструкций.
- Прокладка в воде: Кабель с полиэтиленовым наружным покровом и броней устойчив к длительному воздействию влаги, однако для прокладки через водоемы обычно применяются специальные кабели с усиленной свинцовой или алюминиевой герметичной оболочкой (например, ПвПуг). ПвКПг для таких целей не рекомендуется.
- При прокладке в стальных трубах использовать одну трубу на каждый кабель фазы.
- При использовании бронированных кабелей, таких как ПвКПг, рекомендуется выполнять перекладку бронированных покровов (т.е. соединять их электрически и заземлять только в одной точке, обычно на конце линии, чтобы разомкнуть путь для циркулирующих токов).
- Располагать кабели разных фаз как можно ближе друг к другу (вплотную треугольником), что способствует взаимной компенсации магнитных полей.
- ПвКПг vs АПвКПг: Первая буква «А» указывает на алюминиевую токопроводящую жилу. Кабель АПвКПг имеет больший диаметр и массу при том же сечении из-за меньшей проводимости алюминия, но он дешевле. Медный кабель ПвКПг компактнее, имеет лучшие токовые характеристики и стойкость к коррозии жилы.
- ПвКПг vs ПвБШп: Кабель ПвБШп имеет броню в виде двух стальных оцинкованных лент (индекс «Б»), а не круглых проволок. Броня из лент лучше защищает от механических повреждений режущего типа, но имеет меньшую стойкость к растягивающим усилиям. Наружный покров «Шп» – полиэтиленовый шланг, аналогичный ПвКПг.
- ПвКПг vs ПвПуг: Кабель ПвПуг имеет герметичную оболочку из уплотненного полиэтилена (индекс «Пу») и не имеет брони. Предназначен для прокладки в земле, где нет механических повреждений, или в воде. ПвКПг, благодаря броне, применяется в более сложных грунтовых условиях.
Основные технические характеристики и параметры
Кабель ПвКПг производится на номинальное напряжение 6, 10, 20 и 35 кВ частотой 50 Гц. Его параметры регламентируются ГОСТ 31565-2012 (Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 1, 3, 6, 10, 20, 35 кВ).
| Номинальное сечение жилы, мм² | Максимальный внешний диаметр, мм (примерно) | Масса 1 км кабеля, кг (примерно, медь) | Допустимый длительный ток нагрузки, А (проложен в земле)* | Сопротивление жилы постоянному току при 20°C, Ом/км, не более |
|---|---|---|---|---|
| 50 | 40 | 3500 | 235 | 0.387 |
| 95 | 47 | 5200 | 335 | 0.193 |
| 150 | 53 | 6800 | 410 | 0.124 |
| 240 | 61 | 9500 | 515 | 0.0751 |
| 400 | 73 | 14000 | 670 | 0.0470 |
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Длительно допустимая температура токопроводящей жилы | +90°C |
| Максимальная температура жилы при коротком замыкании (длительность до 4 сек) | +250°C |
| Допустимая температура при перегрузке (не более 100 ч/год, не более 6 ч/сут) | +130°C |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева | -15°C |
| Испытательное переменное напряжение промышленной частоты после прокладки (10 кВ кабель), длительность 10 мин. | 18 кВ |
| Радиус изгиба при прокладке | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
Область применения и особенности прокладки
Кабель ПвКПг 1-х жильный предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках в сетях на номинальное переменное напряжение до 35 кВ включительно частотой 50 Гц. Основная сфера применения – кабельные линии электроснабжения промышленных предприятий, городов, распределительные сети районных и городских подстанций.
Важное замечание по прокладке одножильных кабелей: При протекании переменного тока по одножильному кабелю вокруг него возникает переменное магнитное поле. Если кабели проложены в металлических трубах, лотках или имеют стальную броню (как в ПвКПг), в этих металлических элементах наводятся вихревые токи (токи Фуко), вызывающие дополнительные потери и нагрев. Для их снижения необходимо:
Отличия от кабелей других марок
Монтаж и соединение
Монтаж кабеля ПвКПг требует специальной подготовки и оборудования. Резка брони и снятие изоляции выполняются специальным инструментом. Для соединения жил используются кабельные муфты: соединительные, концевые (внутренние и наружной установки). Особое внимание при монтаже муфт на кабели с изоляцией из СПЭ уделяется тщательной зачистке и шлифовке полупроводящих экранов, их восстановлению в зоне муфты, а также обеспечению равномерного градиента электрического поля с помощью электродов из проводящих материалов или геометрической формы изолятора. Все работы должны выполняться квалифицированным персоналом по утвержденным технологическим картам.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем ключевое преимущество изоляции из сшитого полиэтилена (СПЭ) перед бумажно-масляной?
СПЭ-изоляция не содержит жидкого диэлектрика (масла), что исключает риск утечек и необходимость в маслоподпитывающей аппаратуре. Кабель легче, проще в монтаже, имеет более высокую допустимую температуру жилы (+90°C против +70°C для маслонаполненного), большую стойкость к тепловым перегрузкам и меньший радиус изгиба.
Почему в маркировке указан индекс «г» (голый), если кабель имеет наружный покров?
В современной трактовке ГОСТ 31565-2012 индекс «г» в составе марки ПвКПг указывает на отсутствие защитного покрова (джутового или подобного) поверх брони. Броня из оцинкованных проволок защищена полиэтиленовым шлангом (индекс «П»), что соответствует конструкции кабеля. В устаревших обозначениях «г» мог трактоваться как «голый» относительно гидроизоляции.
Можно ли прокладывать несколько кабелей ПвКПг в одной траншее без снижения нагрузки?
Нет, при параллельной прокладке в земле нескольких кабелей возникает взаимный нагрев. Согласно ПУЭ, необходимо применять понижающие коэффициенты к допустимому току нагрузки. Коэффициент зависит от количества кабелей, расстояния между ними и способа прокладки (в линию или треугольником).
Как правильно заземлять броню и металлический экран одножильного кабеля ПвКПг?
Броня и металлический экран должны быть заземлены с обеих сторон линии для безопасности. Однако для предотвращения циркуляции токов по броне (из-за электромагнитной индукции) рекомендуется выполнять так называемое «одностороннее» или «перекрестное» заземление. На практике часто применяется схема, где на одной конце броня и экран заземляются напрямую, а на другом – через ограничитель напряжения (ОПН) или разрядник, либо они изолируются от земли. Окончательное решение принимается на основе расчета и указаний проекта.
Каков срок службы кабеля ПвКПг?
Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из СПЭ, включая ПвКПг, составляет не менее 30 лет при соблюдении условий эксплуатации, монтажа и допустимых нагрузок, регламентированных заводом-изготовителем и ПУЭ.
Чем обусловлен запрет на прокладку с растягивающими усилиями?
Конструкция кабеля, особенно жесткая однопроволочная жила большого сечения и броня из круглых проволок, не предназначена для постоянного или значительного растяжения. Растягивающие усилия могут привести к деформации или разрыву жилы, нарушению контакта в экранах, повреждению изоляции и, как следствие, к пробою.
Заключение
Кабель ПвКПг 1-х жильный является современным, надежным решением для создания кабельных линий среднего напряжения в условиях, требующих механической защиты. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, эффективной системы экранирования, прочной брони и коррозионностойкого наружного покрова, обеспечивает долговечную и безопасную работу в электрических сетях. Правильный выбор сечения, учет особенностей прокладки одножильных кабелей, профессиональный монтаж и соблюдение правил эксплуатации являются залогом надежности всей кабельной линии на протяжении всего срока службы.