Кабель ПвП-1: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель ПвП-1 представляет собой одножильный проводник с изоляцией и оболочкой из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Буквенно-цифровое обозначение расшифровывается следующим образом: П – провод (в общепринятой трактовке для силовых кабелей – «кабель»), в – изоляция из вулканизированного (сшитого) полиэтилена, П – оболочка из полиэтилена, 1 – класс гибкости жилы (однопроволочная, жесткая). Данный тип кабеля является ключевым элементом при строительстве и модернизации кабельных линий электропередачи напряжением до 35 кВ включительно.

Конструкция кабеля ПвП-1

Конструкция кабеля ПвП-1 является последовательной и включает в себя несколько обязательных элементов, каждый из которых выполняет критически важную функцию.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки. Для кабеля с индексом «1» жила является однопроволочной (монолитной), что обеспечивает жесткость и стабильность формы. Сечение жилы нормируется согласно ГОСТ 22483 и стандартным рядам: от 35 до 800 мм² для меди и от 50 до 800 мм² для алюминия. Жила имеет круглую форму.
• Экран по жиле (полупроводящая экранирующая оболочка): Непосредственно на изоляцию жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Этот слой предназначен для выравнивания электрического поля вокруг жилы, устранения микроскопических воздушных включений и предотвращения возникновения частичных разрядов, которые разрушают изоляцию.
• Изоляция: Основной изолирующий слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивания (вулканизации) молекул полиэтилена под воздействием высокой температуры и давления или силановым методом придает материалу выдающиеся свойства: высокую температурную стойкость (длительно до +90°C, перегрузка до +130°C, короткое замыкание до +250°C), исключительную механическую прочность, стойкость к трекингу и влаге. Толщина изоляции строго регламентирована в зависимости от номинального напряжения кабеля.
• Экран по изоляции (полупроводящий экран): Поверх основного изоляционного слоя накладывается второй экструдированный слой из полупроводящего материала. Его функция – создание равномерного цилиндрического внешнего контура электрического поля.
• Металлический экран: Поверх полупроводящего экрана накладывается экран из медных или алюминиевых проволок, либо в виде медной ленты, гофрированной медной ленты. Основные функции: защита от внешних электромагнитных помех, замыкание емкостных токов на землю, обеспечение пути для тока короткого замыкания. В одножильных кабелях он также служит для компенсации индуктивного сопротивления.
• Оболочка: Наружный защитный слой из полиэтилена (индекс «П» в маркировке) или поливинилхлоридного пластиката (в модификации ПвВ). Оболочка обеспечивает защиту от механических повреждений, агрессивных сред (химических, биологических) и влаги. Имеет, как правило, черный цвет с обязательной маркировкой с указанием производителя, типа кабеля, сечения, напряжения и года изготовления.

Ключевые технические характеристики и параметры

Технические параметры кабеля ПвП-1 определяются межгосударственными стандартами (ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 1, 3 и 10 кВ») и техническими условиями производителей для напряжений 20 и 35 кВ.

Таблица 1. Основные характеристики кабеля ПвП-1 на напряжение 10 кВ

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um), кВ	6/10 (12) | 8,7/10 (12) | 8,7/15 (17,5)
Частота, Гц	50
Количество и материал жилы	1хCu или 1хAl, однопроволочная
Диапазон сечений, мм²	Медь: 35-800; Алюминий: 50-800
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C
Допустимая температура при перегрузке	+130°C (не более 8 ч в сутки, 1000 ч за срок службы)
Температура при коротком замыкании	+250°C (не более 5 с)
Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева	-15°C
Минимальный радиус изгиба при монтаже	Не менее 15 наружных диаметров кабеля
Срок службы	Не менее 30 лет
Стойкость к току короткого замыкания	Определяется сечением жилы, рассчитывается по формулам с учетом времени срабатывания защиты

Таблица 2. Сравнение марок ПвП-1 и ПвВ-1

Параметр	ПвП-1 (оболочка из полиэтилена)	ПвВ-1 (оболочка из ПВХ пластиката)
Материал оболочки	Полиэтилен	Поливинилхлорид (ПВХ)
Стойкость к влаге и агрессивным средам	Очень высокая	Высокая
Механическая прочность оболочки	Высокая	Высокая
Горючесть оболочки	Горит с выделением капель	Самозатухающая, но с высоким дымовыделением и коррозионной активностью газов
Гибкость при низких температурах	Снижается, возможна хрупкость	Более гибкая при морозе
Типовые области применения	Земля (траншеи), тоннели, кабельные эстакады, наружные установки, в т.ч. при прямом воздействии УФ и осадков.	Закрытые помещения, туннели, кабельные каналы, где нежелательно горение полиэтилена.

Область применения и особенности монтажа

Кабель ПвП-1 предназначен для прокладки в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в кабельных каналах, туннелях, на эстакадах, в производственных помещениях, а также для открытой прокладки на специальных конструкциях с учетом стойкости полиэтилена к ультрафиолетовому излучению. Благодаря полной герметичности конструкции (отсутствию гигроскопичных материалов) он может использоваться на трассах с периодическим или постоянным подтоплением.

Критически важные особенности монтажа одножильных кабелей:

• Компенсация индуктивности и потерь: В трехфазных цепях переменного тока одножильные кабели должны прокладываться в треугольной или плоской formation с соблюдением расстояний между фазами и с обязательным перекрестным transposition (перекладкой) на длинных участках для выравнивания индуктивных сопротивлений. Несоблюдение этого правила приводит к значительной неравномерности распределения токов по фазам и росту потерь.
• Защита от наведенных токов: Металлические экраны (броня) одножильных кабелей при заземлении с двух сторон становятся проводником для токов, наведенных магнитным полем токоведущей жилы. На длинных линиях это приводит к значительным потерям и перегреву. Существуют схемы одноточечного, двухточечного (с применением специальных устройств для ограничения тока) или cross-bonding заземления экранов, выбор которых является задачей проектировщика.
• Монтаж в земле: При прокладке в траншее необходима песчаная подушка толщиной не менее 10 см, защита от механических повреждений (кирпич, сигнальная лента, плиты), а также песчаная засыпка поверх кабеля. Расстояние между параллельно проложенными одножильными кабелями разных фаз должно быть не менее 10-15 см для обеспечения теплоотвода и снижения взаимного влияния.

Преимущества и недостатки кабеля ПвП-1

Преимущества:

• Высокая пропускная способность благодаря повышенной допустимой температуре нагрева (+90°C против +70°C для кабелей с бумажно-масляной изоляцией).
• Полная негигроскопичность и высокая стойкость к влаге и агрессивным средам.
• Отличные диэлектрические и механические свойства изоляции из сшитого полиэтилена.
• Меньший вес и наружный диаметр по сравнению с кабелями аналогичного напряжения с бумажной изоляцией.
• Большая допустимая длина участка без соединительных муфт благодаря отсутствию ограничений по разности уровней.
• Простота монтажа и обслуживания.

Недостатки:

• Чувствительность к точечным механическим воздействиям (удары, надрезы) и дефектам монтажа, которые могут стать очагом развития электрического дерева.
• Необходимость применения специальных термоусаживаемых или холодноусаживаемых муфт для оконцевания и соединения.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями с изоляцией из ПВХ.
• Сложность ремонта изоляции в полевых условиях.
• Особые требования к прокладке в трехфазных сетях (см. выше).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями ПвП-1 и АПвП-1?

Первая буква в маркировке указывает на материал токопроводящей жилы. Отсутствие буквы «А» в начале означает, что жила медная (по умолчанию). Буква «А» означает алюминиевую жилу. Таким образом, ПвП-1 – с медной жилой, АПвП-1 – с алюминиевой. Все остальные элементы конструкции идентичны.

Можно ли использовать кабель ПвП-1 для прокладки в воздухе (по фасадам, на опорах)?

Да, можно, но с учетом двух факторов: 1) Полиэтиленовая оболочка подвержена разрушению под длительным воздействием ультрафиолетового излучения. Для постоянной открытой прокладки на солнце предпочтительны кабели в оболочке из светостабилизированного полиэтилена (часто обозначается как ПвП-1с) или ПВХ. 2) Необходимо обеспечить механическую защиту от внешних воздействий и надежное крепление.

Как правильно выбрать сечение кабеля ПвП-1?

Выбор сечения осуществляется по двум основным критериям: 1) По допустимому длительному току нагрузки (ПУЭ, гл. 1.3). Учитывается способ прокладки (в земле, в воздухе), температура окружающей среды, количество работающих кабелей вплотную. 2) По потере напряжения (для длинных линий). Для кабелей на напряжение 6-35 кВ также выполняется проверка на термическую стойкость к токам короткого замыкания.

Обязательно ли заземлять металлический экран одножильного кабеля ПвП-1?

Да, это обязательное требование ПУЭ (пункт 1.7.83 и др.). Заземление экрана необходимо для обеспечения электробезопасности персонала (снятие потенциала), для нормальной работы защит и для протекания емкостного тока. Способ заземления (с одной или двух сторон, поперечное соединение) определяется проектом в зависимости от длины линии и требований к ограничению циркулирующих токов в экране.

Что означает маркировка «ПвП-1 1х150/25-8,7/15»?

Это расшифровывается следующим образом: Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена, в полиэтиленовой оболочке, с однопроволочной жилой. Количество и сечение основной жилы – 1х150 мм². Сечение экрана (проволоки или ленты) – 25 мм². Номинальное напряжение: U₀/U = 8,7/15 кВ. Максимальное длительно допустимое напряжение U_m = 17,5 кВ.

Чем кабель ПвП-1 отличается от ВВГ?

Это кабели принципиально разных классов напряжения и конструкции. ВВГ – низковольтный кабель (до 1 кВ) с изоляцией и оболочкой из ПВХ. ПвП-1 – кабель среднего напряжения (6-35 кВ) с изоляцией из сшитого полиэтилена, наличием полупроводящих и металлических экранов, что является обязательным для данного класса напряжений. Сравнение некорректно.

Какой срок службы у кабеля ПвП-1?

Гарантийный срок эксплуатации, устанавливаемый производителем, обычно составляет 5 лет. Однако расчетный срок службы при соблюдении условий прокладки, эксплуатации и нагрузок, установленный стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может достигать 40-50 лет.