Кабель ПвП 10 кВ
Кабель ПвП 10 кВ: полное техническое описание и сфера применения
Кабель ПвП 10 кВ – это силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на напряжение 10 кВ, с медными токопроводящими жилами, с экранами по жилам и общим экраном в виде медной проволоки, в поливинилхлоридной оболочке. Расшифровка маркировки: П – изоляция из СПЭ, в – оболочка из ПВХ пластиката, П – наружный экран в виде медных проволок (по ГОСТ 31996-2012). Данный тип кабеля является одним из наиболее современных и надежных решений для распределительных сетей среднего напряжения.
Конструкция кабеля ПвП 10 кВ
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая высокую электрическую прочность, механическую стойкость и долговечность.
- Токопроводящая жила: Изготавливается из медной проволоки по ГОСТ 22483. Для сечений до 16 мм² включительно жила может быть однопроволочной (монолитной). Для сечений 25 мм² и выше жила, как правило, многопроволочная (скрученная из отдельных проволок), что обеспечивает кабелю необходимую гибкость.
- Экран по жиле (полупроводящей экран): Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя 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.
- Основная изоляция: Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал получают путем химической или радиационной сшивки молекул полиэтилена, что резко повышает его термостойкость (до +90°C в длительном режиме и до +250°C при коротком замыкании) и стойкость к механическим нагрузкам и трекингу по сравнению с бумажно-пропитанной изоляцией (БПИ). Толщина изоляции строго нормирована стандартами.
- Экран по изоляции (полупроводящей экран): Второй слой полупроводящего материала, нанесенный поверх основной изоляции. Вместе с экраном по жиле он формирует цилиндрический конденсатор, внутри которого заключено электрическое поле, защищая внешние элементы кабеля от его воздействия.
- Поясная изоляция: В трехжильных кабелях поверх каждого изолированного и экранированного сердечника накладывается поясная изоляция, обычно из полупроводящей ленты или экструдированного полупроводящего слоя. Она служит для выравнивания поля в межжильном пространстве.
- Экран (заземляющий): Выполнен в виде оплетки из медных проволок (для марки ПвП) или комбинации медных лент и проволок (в других исполнениях). Этот экран является нулевым потенциалом, заземляется с двух сторон и предназначен для защиты от электрического поля, обеспечения симметрии тока в жилах, а также для проведения токов короткого замыкания и однофазных замыканий на землю.
- Разделительный слой: Как правило, представляет собой поясную изоляцию из ПЭТ-лент или крепированной бумаги, наложенную поверх экрана. Предотвращает возможное повреждение оболочки острыми кромками экрана.
- Наружная оболочка: Изготавливается из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Защищает кабель от механических повреждений, агрессивных сред (масла, химикаты, УФ-излучение), а также выполняет функцию влагозащитного барьера. Цвет оболочки, как правило, черный.
- Точные значения зависят от конкретного производителя, конструкции и условий прокладки (глубина, температура грунта, удельное тепловое сопротивление). Данные приведены для прокладки в земле (траншее) при температуре грунта +20°C, глубине 0,7 м.
- Питающие и распределительные линии в городских и промышленных электрических сетях (кабельные линии 6-10 кВ).
- Подключение мощных электроприемников (двигатели, трансформаторы) на промышленных предприятиях.
- Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах), в производственных помещениях.
- Прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия значительных растягивающих усилий и риска механических повреждений. Для прокладки в земле с повышенными механическими рисками рекомендуется кабель в бронепокрове (например, ПвБбШв).
- Вводы на территории подстанций и распределительных устройств.
- Высокая допустимая рабочая температура: +90°C против +70°C для кабелей с БПИ, что позволяет пропускать больший ток нагрузки при том же сечении.
- Отсутствие течи пропиточного состава: Кабели с БПИ имеют ограничения по перепаду высот при прокладке из-за возможного стекания пропиточной массы. Для СПЭ-кабелей таких ограничений нет.
- Высокая стойкость к влаге и агрессивным средам: Изоляция из СПЭ негигроскопична, что повышает надежность в условиях повышенной влажности.
- Большая стойкость к токам короткого замыкания: Благодаря высокой температуре КЗ (+250°C).
- Меньший вес и наружный диаметр: При одинаковом сечении и напряжении СПЭ-кабель легче и компактнее, что упрощает транспортировку и монтаж.
- Более простой и быстрый монтаж муфт: Не требует специальной разделки «конуса» из бумажной изоляции, как у кабелей с БПИ.
- Большая длина строительных отрезков: Ограничена в основном возможностями транспортировки, а не технологией производства.
- Чувствительность к частичным разрядам: При наличии дефектов в изоляции или экранировании развитие повреждения под воздействием частичных разрядов происходит быстрее, чем в БПИ. Требует высокого качества изготовления и монтажа.
- Чувствительность к механическим повреждениям оболочки и влаге: При повреждении оболочки и попадании влаги в экран возможна водная эрозия изоляции с последующим пробоем. Кабели с БПИ в этом отношении более «прощающие».
- Более высокая стоимость: Хотя разница в цене по сравнению с качественным кабелем с БПИ в последние годы сокращается.
- Требовательность к качеству монтажа концевых и соединительных муфт: Необходима абсолютная чистота, точность и использование специальных инструментов для зачистки полупроводящих экранов.
- Транспортировка и хранение: Барабаны с кабелем должны быть закреплены и не подвергаться ударам. Хранить следует под навесом, защищая от прямых солнечных лучей и увлажнения.
- Прокладка: Допустимый радиус изгиба – не менее 15 диаметров кабеля. Запрещается прокладка при температуре ниже -15°C без предварительного подогрева. При прокладке в траншее необходима песчаная подушка и защита кирпичом или сигнальной лентой.
- Монтаж муфт: Требует высокой квалификации персонала. Критически важные этапы: точная цилиндрическая зачистка полупроводящего экрана без надрезов основной изоляции, тщательная очистка и обезжиривание изоляции, равномерное наложение экранирующих и изолирующих слоев. Обязательно использование динамометрического ключа для затяжки болтовых соединений.
- Заземление: Экран (медные проволоки) должен быть надежно заземлен с обоих концов кабельной линии для обеспечения прохождения токов КЗ и безопасности обслуживания. В ряде случаев (длинные линии) применяют поперечное заземление или устройства для ограничения циркулирующих токов.
- Испытания после монтажа: Перед вводом в эксплуатацию кабельная линия 10 кВ должна быть испытана повышенным выпрямленным напряжением 42 кВ в течение 15 минут (согласно ПУЭ). Также проводится измерение сопротивления изоляции мегаомметром на 2,5 или 5 кВ.
Технические характеристики и параметры
Основные технические параметры кабеля ПвП 10 кВ регламентируются ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ» и более ранним, но применяемым ГОСТ Р 53769-2010 (на напряжение 6-30 кВ).
Таблица 1. Основные электрические параметры кабеля ПвП 10 кВ
| Параметр | Значение / Описание | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 8,7/10 (12) кВ | U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, Um – максимальное длительно допустимое |
| Частота | 50 Гц | Стандартная промышленная частота |
| Допустимая длительная температура жилы | +90°C | В нормальном режиме работы |
| Макс. температура жилы при КЗ | +250°C | Продолжительность КЗ не более 5 сек |
| Мин. температура при монтаже без подогрева | -15°C | При более низких температурах требуется подогрев |
| Допустимая температура окружающей среды при эксплуатации | от -50°C до +50°C | |
| Минимальный радиус изгиба при монтаже | 15 наружных диаметров кабеля | Для одножильных кабелей – 10 диаметров |
| Срок службы | Не менее 30 лет | При соблюдении условий эксплуатации и монтажа |
Таблица 2. Примеры сечений и массогабаритные показатели (трехжильный кабель ПвП 10 кВ 3х…)
| Сечение жилы, мм² | Наружный диаметр, мм (приблизительно) | Масса 1 км кабеля, кг (приблизительно) | Допустимый длительный ток в земле, А* |
|---|---|---|---|
| 3х50 | 55-60 | 4500-5000 | 200-220 |
| 3х70 | 60-65 | 5500-6000 | 245-270 |
| 3х95 | 65-70 | 6500-7200 | 295-320 |
| 3х120 | 70-75 | 7500-8500 | 340-370 |
| 3х150 | 75-80 | 9000-10000 | 390-420 |
| 3х185 | 80-85 | 10500-11500 | 440-480 |
Области применения кабеля ПвП 10 кВ
Кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 10 кВ частоты 50 Гц. Основные сферы применения:
Преимущества и недостатки кабеля с изоляцией из СПЭ (ПвП) по сравнению с кабелем с БПИ (ААШв, ААБл)
Преимущества:
Недостатки:
Особенности монтажа и эксплуатации
Монтаж кабеля ПвП 10 кВ должен производиться в соответствии с ПУЭ 7-го издания, «Инструкцией по монтажу силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена» и рекомендациями производителя кабеля и муфт.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем ключевое отличие кабеля ПвП от ПвВП?
Основное отличие – в конструкции внешнего экрана. У кабеля ПвП экран выполнен в виде оплетки из медных проволок. У кабеля ПвВП экран комбинированный: поверх изолированных жил наложены медные ленты (обычно две, внахлест), а поверх них – повив медных проволок меньшего сечения (дренажных). Кабель ПвВП часто применяется для линий с большими токами КЗ, где требуется высокая проводимость экрана.
Можно ли прокладывать кабель ПвП 10 кВ в земле (траншее)?
Да, прокладка в земле является одним из основных способов применения данного кабеля. Однако необходимо обеспечить защиту от механических повреждений (укладка в трубах, использование защитных плит или кирпича) на участках с повышенным риском. Для прокладки в грунтах с высокой коррозионной активностью или риском повреждения грызунами рекомендуется использовать бронированные модификации (ПвБбШв).
Как правильно выбрать сечение кабеля ПвП 10 кВ?
Выбор сечения производится по трем основным критериям в соответствии с ПУЭ:
1. По допустимому длительному току нагрузки: Расчетный ток линии должен быть меньше допустимого тока для выбранного сечения с учетом условий прокладки (в земле, в воздухе, количество рядом проложенных кабелей, температура окружающей среды).
2. По потере напряжения: Потеря напряжения в конце линии не должна превышать значений, установленных для данного типа электроприемников (обычно ±5-10% от номинального).
3. По термической стойкости к токам короткого замыкания: Проверяется, что сечение жилы выдержит расчетный ток КЗ за время его отключения защитой без недопустимого нагрева.
Требуется ли дополнительная защита при прокладке в помещении?
При прокладке в производственных помещениях, туннелях, кабельных этажах, где исключен риск механических повреждений, кабель ПвП может прокладываться открыто по конструкциям, в лотках или коробах. В местах, где существует риск случайных ударов, толчков или попадания искр, необходимо предусмотреть местную защиту в виде металлических кожухов, укладки в трубы или применения бронированного кабеля.
Как отличить качественный кабель ПвП при приемке?
Необходимо требовать полный пакет сопроводительной документации: сертификат соответствия, паспорт качества, протоколы испытаний. Визуально: оболочка должна быть гладкой, без впадин, вздутий и посторонних включений. Маркировка на оболочке (название завода-изготовителя, марка кабеля, сечение, напряжение, дата изготовления, длина) должна быть четкой и несмываемой. Геометрические параметры (диаметр жилы, изоляции, оболочки) можно проверить штангенциркулем и сравнить с данными в ГОСТ или ТУ.
Какие существуют аналоги кабеля ПвП по ГОСТ?
Прямыми аналогами, регламентированными ГОСТ 31996-2012, являются:
— ПвПг: То же, но с герметизацией для предотвращения продольного распространения влаги.
— ПвВ: С изоляцией из СПЭ, оболочкой из ПВХ, но с экраном из медных лент (без проволочного экрана).
— АПвП: Алюминиевая токопроводящая жила вместо медной. Более дешевый, но с большим диаметром при том же токе.
— Зарубежные аналоги: Кабели по стандарту IEC 60502-2, например, N2XSY, NA2XSY (медный жильный экран) или N2XS(F)2Y, NA2XS(F)2Y (экран из медных лент и проволок).
Что означает маркировка «8,7/10 кВ» и «6/10 кВ»?
Это обозначение номинального напряжения. Для сетей 10 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью (где напряжение между фазой и землей в аварийном режиме может возрасти до линейного) применяется кабель на напряжение 8,7/10 кВ (U0/U). Для сетей с эффективно заземленной нейтралью (где перенапряжение меньше) может применяться кабель на 6/10 кВ. В российских распределительных сетях 6-10 кВ, как правило, применяется кабель на 8,7/10 кВ как универсальный и более надежный вариант.