Кабель ПвП 20 кВ 185 мм

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвП 20 кВ 185 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель силовой марки ПвП на напряжение 20 кВ с сечением токопроводящей жилы 185 мм² представляет собой современное высоковольтное электротехническое изделие, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Расшифровка маркировки: П – изоляция из силанольносшитого полиэтилена, в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката, П – наружная оболочка из поливинилхлоридного пластиката. Номинальное напряжение 20 кВ указывает на принадлежность к классу среднего напряжения. Сечение 185 мм² определяет номинальную площадь поперечного сечения токопроводящей жилы, что является ключевым параметром для расчета допустимой токовой нагрузки.

Конструкция кабеля ПвП 20 кВ 185 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый элемент выполняет строго определенную функцию, обеспечивая надежность, долговечность и безопасность эксплуатации.

• Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия или меди (в зависимости от модификации), круглой или секторной формы. Для сечения 185 мм² жила, как правило, многопроволочная, что обеспечивает необходимую гибкость. Материал жилы регламентируется ГОСТ или ТУ. Алюминиевая жила (АПвП) более легкая и экономичная, медная (ПвП) обладает более высокой проводимостью и стойкостью к электрохимической коррозии.
• Экран по жиле (полупроводящий экран). Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Его основная функция – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе жила-изоляция, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения изоляции.
• Изоляция. Выполнена из силанольносшитого полиэтилена (СПЭ). Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул, обладает выдающимися диэлектрическими и механическими свойствами: высоким электрической прочностью, низкими диэлектрическими потерями, отличной термостойкостью (допустимая температура длительной эксплуатации до +90°C). Толщина изоляции строго нормирована и для 20 кВ составляет, как правило, 8.0-9.0 мм.
• Экран по изоляции (полупроводящий экран). Наносится поверх изоляции, аналогичен экрану по жиле. Образует вместе с экраном по жиле коаксиальную систему, обеспечивая равномерное радиальное распределение электрического поля внутри изоляции.
• Поясная изоляция. Выполняется в виде обмотки из полупроводящих или медных лент. Служит для фиксации экрана по изоляции и дополнительного выравнивания потенциала.
• Медные проволочные экраны (заземляющие жилы). Располагаются поверх поясной изоляции. Представляют собой медные проволоки малого сечения, скрученные в концентрический слой. Их назначение – защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля и выполнение функции заземляющего проводника для отвода токов утечки и токов короткого замыкания. Количество и сечение проволок нормировано.
• Разделительный слой. Изготавливается из полимерной пленки или нетканого материала. Предотвращает адгезию внутренней оболочки к экранирующим проволокам.
• Внутренняя оболочка (В). Экструдированный слой из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает экраны от механических повреждений и коррозии, а также служит основой для наложения брони.
• Броня. Для кабелей, предназначенных для прокладки в земле (траншеях), поверх внутренней оболочки накладывается броня из двух оцинкованных стальных лент (марка АПвПБбШв/ПвПБбШв). Ленты накладываются с зазором, перекрывающим его. Броня обеспечивает защиту от механических повреждений (давление грунта, раскопки), растягивающих усилий и грызунов.
• Наружная оболочка (П). Внешний защитный слой из ПВХ-пластиката, накладываемый поверх брони или, в бесброневом исполнении, поверх внутренней оболочки. Обеспечивает защиту от агрессивных сред, влаги, ультрафиолета и механических воздействий. Имеет характерную окраску (чаще черный) с маркировкой.

Основные технические характеристики и параметры

Технические параметры кабеля ПвП 20 кВ 185 мм² регламентируются ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66, 1 и 3 кВ» (для 20 кВ с дополнениями) или техническими условиями предприятия-изготовителя.

Таблица 1. Ключевые электрические и механические параметры

Параметр	Значение / Описание	Примечание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	12/20 (24) кВ	U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, Um – максимальное длительно допустимое
Сечение основной жилы	185 мм²	Согласно ГОСТ 22483-2012
Материал жилы	Алюминий (Ал) или Медь (Cu)	АПвП или ПвП соответственно
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0.164 Ом/км (Al), 0.0991 Ом/км (Cu)	ГОСТ 22483
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты	45 кВ (50 Гц), 5 мин.	Для новых кабелей после изготовления
Допустимая температура жилы при длительной эксплуатации	+90°C
Допустимая температура жилы при коротком замыкании	+250°C (макс. 5 сек)	Для изоляции из СПЭ
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15 x (D + d)	D – наружный диаметр кабеля, d – диаметр жилы

Таблица 2. Допустимый длительный ток нагрузки (примерные значения для прокладки в земле)

Условия прокладки	Алюминиевая жила (АПвП), А	Медная жила (ПвП), А
В земле (траншее), глубина 0.7 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт, температура грунта +15°C	310 — 340	400 — 430
В воздухе (в кабельном канале, туннеле), температура воздуха +25°C	350 — 380	460 — 490

Примечание: Точные значения токовой нагрузки определяются расчетом согласно ПУЭ 7 изд., гл. 1.3, с учетом всех поправочных коэффициентов (группирования, температуры среды и др.).

Область применения и способы прокладки

Кабель ПвП 20 кВ 185 мм² применяется для создания и модернизации кабельных линий электропередачи и распределительных сетей среднего напряжения.

• Распределительные сети 6-10/20 кВ городской и промышленной инфраструктуры: питание трансформаторных подстанций, распределительных пунктов, крупных потребителей.
• Промышленные предприятия: электроснабжение цехов, мощного технологического оборудования.
• Объекты энергетики: соединения в пределах подстанций, вводы от воздушных линий (ВЛ).
• Нефтегазовый комплекс: установки с повышенными требованиями к надежности.

Способы прокладки:

• В земле (траншеях): Обязательно применение бронированной модификации (АПвПБбШв/ПвПБбШв). Кабель укладывается на песчаную подушку, защищается сигнальной лентой или плитами. Требуется расчет допустимых тяговых усилий при протяжке.
• В кабельных сооружениях: В туннелях, коллекторах, эстакадах, галереях, по стенам зданий. Допускается применение как бронированных, так и небронированных исполнений, в зависимости от условий. Крепление производится с помощью кабельных конструкций и скоб.
• В блоках и трубах: Прокладка в асбестоцементных, полиэтиленовых или металлических трубах, предварительно проложенных в земле. Требует особой осторожности из-за высокого коэффициента трения.

Сравнение с кабелями других типов (например, с бумажной изоляцией)

Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), к которым относится ПвП, практически полностью вытеснили кабели с пропитанной бумажной изоляцией (типа АСБ, СБ) в новых проектах по ряду причин:

• Отсутствие ограничения по перепаду высот: СПЭ не содержит масел, поэтому нет риска стекания пропитки.
• Более высокая допустимая температура эксплуатации: +90°C против +70°C для бумажной изоляции, что позволяет пропускать больший ток по тому же сечению.
• Простота монтажа и эксплуатации: Не требуется сложная герметизация концов, меньший вес и радиус изгиба.
• Высокая стойкость к влаге и химическая стойкость.
• Большая длина строительных отрезков.
• Недостаток СПЭ: Чувствительность к частичным разрядам в случае дефектов монтажа (например, плохая заделка концов), что требует высокой квалификации персонала.

Монтаж, соединение и оконцевание

Работа с кабелем 20 кВ требует строгого соблюдения технологии и применения специального оборудования.

• Разделка кабеля: Послойное снятие оболочек и экранов с помощью специальных ножей. Критически важно не повредить полупроводящие экраны и основную изоляцию.
• Монтаж соединительных муфт: Для соединения двух отрезков кабеля применяются соединительные муфты (ССИ) на 20 кВ. Технология включает в себя подготовку жил, установку гильз, восстановление экранной системы, заполнение муфты изоляционным компаундом или наложение термоусаживаемых элементов. Требует сертификации специалистов.
• Монтаж концевых муфт (заделок): Для подключения кабеля к шинам РУ или трансформаторам используются концевые муфты (наружной или внутренней установки). Они обеспечивают плавный контроль электрического поля (с помощью экранных втулок или гелевых наполнителей) и герметизацию.
• Заземление: Медные экранирующие проволоки и броня (при наличии) должны быть надежно заземлены с обеих сторон кабельной линии для безопасности и правильной работы релейной защиты.

Контроль и диагностика

После монтажа кабельная линия подвергается обязательным приемо-сдаточным испытаниям согласно ПУЭ и ПТЭЭП:

• Измерение сопротивления изоляции мегаомметром на 2500 В.
• Испытание повышенным выпрямленным напряжением (постоянным током). Для кабеля 20 кВ испытательное напряжение составляет 60 кВ, время приложения – 10 мин.
• Измерение сопротивления заземления.
• В процессе эксплуатации применяются методы неразрушающего контроля и диагностики: измерение тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ), диагностика частичных разрядов, тепловизионный контроль мест соединений.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем основное отличие кабеля АПвП от ПвП на 20 кВ 185 мм²?

Буква «А» в начале марки означает алюминиевую токопроводящую жилу (АПвП). Отсутствие «А» – медную жилу (ПвП). Медный кабель имеет меньшее электрическое сопротивление, большую допустимую токовую нагрузку (на 25-30%), лучшую стойкость к коррозии и механическую прочность на разрыв, но значительно дороже и тяжелее. Выбор зависит от экономического расчета и условий проекта.

Обязательно ли использовать бронированный кабель для прокладки в земле?

Да, для непосредственной прокладки в земле (траншее) согласно нормам (ПУЭ, СНиП) необходимо применять кабель с бронепокровом (марки АПвПБбШв или ПвПБбШв). Броня из стальных оцинкованных лент защищает кабель от механических повреждений при раскопках, давления грунта и от грызунов. Прокладка небронированного кабеля в земле допускается только в трубах или блоках, обеспечивающих механическую защиту на всем протяжении.

Как правильно выбрать сечение 185 мм²? На что оно влияет?

Сечение выбирается на этапе проектирования на основе расчета по следующим критериям: 1) По допустимому длительному току нагрузки (нагреву) – ток в линии не должен превышать табличных значений с учетом всех поправочных коэффициентов. 2) По потере напряжения – чтобы напряжение у конечного потребителя было в допустимых пределах. 3) По термической стойкости к токам короткого замыкания (КЗ) – сечение должно выдерживать нагрев при протекании тока КЗ за время его отключения. Сечение 185 мм² является стандартным и часто применяемым для линий 20 кВ со средней и высокой мощностью.

Каков срок службы кабеля ПвП 20 кВ и от чего он зависит?

Номинальный срок службы, заявленный производителями, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации зависит от условий прокладки, качества монтажа (особенно муфт), режима работы (постоянные перегрузки сокращают срок), воздействия внешней среды и своевременности проведения диагностических мероприятий. Нарушение технологии монтажа концевых заделок – одна из самых частых причин преждевременного выхода кабеля из строя.

Что означает маркировка «U₀/U 12/20 кВ»?

Это обозначение номинального напряжения кабеля. U₀ = 12 кВ – это эффективное значение напряжения между любой жилой и землей (металлическими экранами/броней). U = 20 кВ – эффективное значение напряжения между любыми двумя жилами. Данный кабель предназначен для работы в трехфазной сети с изолированной или компенсированной нейтралью, где напряжение между фазой и землей не превышает 12 кВ, а междуфазное – 20 кВ.

Можно ли соединять кабели с алюминиевой и медной жилой?

Прямое механическое соединение алюминия и меди недопустимо из-за возникновения гальванической пары, ведущей к интенсивной электрохимической коррозии и разрушению контакта. Для соединения таких кабелей необходимо использовать специальные биметаллические (медно-алюминиевые) переходные гильзы или клеммные колодки, предотвращающие прямой контакт разнородных металлов.

Заключение

Кабель ПвП 20 кВ 185 мм² является типовым и широко распространенным решением для строительства и реконструкции кабельных линий среднего напряжения. Его преимущества, обусловленные применением изоляции из сшитого полиэтилена, делают его предпочтительным выбором по сравнению с устаревшими кабелями с бумажной изоляцией. Успешная эксплуатация линии на основе данного кабеля зависит от трех ключевых факторов: корректного выбора типа и сечения на этапе проектирования, неукоснительного соблюдения технологии монтажа (особенно муфт) квалифицированным персоналом и проведения регулярного профилактического контроля и диагностики в соответствии с действующими нормативами.