Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвПг 10 кВ 150 мм²: полный технический анализ
Кабель марки ПвПг 10 кВ с номинальным сечением токопроводящей жилы 150 мм² представляет собой современное высоковольтное электротехническое изделие, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 10 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долговечность и соответствие жестким требованиям современных электрических сетей.
Расшифровка маркировки и область применения
Маркировка «ПвПг» расшифровывается следующим образом:
- П – изоляция из силанольносшитого полиэтилена.
- в – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
- Пг – модификация исполнения, указывающая на наличие герметизации жил (заполнение межжильного пространства) для кабелей с сечением жил от 50 мм². Это ключевая особенность, отличающая его от кабеля ПвВ, где такое заполнение отсутствует.
- Полупроводящий экран (внутренний), накладываемый непосредственно на изоляцию. Выполнен из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты.
- Медный экран (внешний). Выполняется в виде медных лент, спирально наложенных с перекрытием, или в виде оплетки из медных проволок. Сечение экрана нормировано. Для кабеля 10 кВ 150 мм² типовое сечение медного экрана составляет 25 мм². Функции: защита от внешних электромагнитных помех, замыкание на землю токов утечки и токов короткого замыкания.
- Более высокая допустимая рабочая температура: +90°C против +70°C для маслонаполненных кабелей.
- Отсутствие необходимости в сложных масляных системах и компенсаторах давления, что упрощает проектирование и эксплуатацию.
- Меньший вес и наружный диаметр при аналогичных параметрах, что облегчает транспортировку и монтаж.
- Большая длина строительных отрезков из-за отсутствия ограничений по разности уровней.
- Простота монтажа и соединения: для монтажа муфт не требуется специальная подготовка конца кабеля по технологии «конусование».
- Высокая стойкость к термоциклированию.
- Более высокая чувствительность к механическим повреждениям оболочки и влагопритоку в процессе эксплуатации (требуется контроль целостности).
- Требовательность к качеству монтажа концевых и соединительных муфт.
- Относительно высокая стоимость самого кабеля, хотя общие затраты на сооружение линии часто ниже из-за отсутствия масляного хозяйства.
Область применения: Кабель предназначен для прокладки в земле (в траншеях), кабельных каналах, туннелях, коллекторах, шахтах, по эстакадам и в помещениях, за исключением мест с повышенной пожароопасностью и подверженных растягивающим усилиям. Благодаря герметизации жил, кабель ПвПг рекомендован для прокладки на трассах с неблагоприятным влажностным режимом, в грунтах с высокой коррозионной активностью, а также на вертикальных и наклонных участках без ограничения разницы уровней.
Конструкция кабеля ПвПг 10 кВ 150 мм²
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию.
1. Токопроводящая жила
Жила сечением 150 мм² выполняется из медной или алюминиевой проволоки, скрученной по правильной концентрической конструкции. В зависимости от класса гибкости (1 или 2) жила может быть однопроволочной (монолитной) или многопроволочной. Для сечения 150 мм², как правило, применяется многопроволочная жила (класс 2), что обеспечивает кабелю достаточную гибкость для монтажа.
2. Экранирование жилы (Экранированная жила)
Поверх жилы накладывается экран в виде электропроводящего сшитого полиэтилена или электропроводящей ленты. Его назначение – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение локальных перенапряжений и микроразрядов на границе раздела жила/изоляция.
3. Изоляция
Основной изоляционный слой выполнен из силанольносшитого полиэтилена (СПЭ). Толщина изоляции нормирована стандартами (например, ГОСТ 31996-2012 или ТУ 16.К71-335-2004) и для напряжения 10 кВ составляет, как правило, 4,0 мм. Сшитый полиэтилен обладает превосходными диэлектрическими и механическими характеристиками, высокой термостойкостью (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C), стойкостью к тепловым ударам и влаге.
4. Экранирование изоляции
Состоит из двух обязательных элементов:
5. Заполнение и поясная изоляция
Между экранированными жилами укладывается заполнение из ПВХ-пластиката или невулканизированной резиновой смеси. Это придает кабелю круглую форму и обеспечивает требуемую механическую стабильность. Поверх скрученных жил с заполнением может накладываться поясная изоляция (обмотка) из ленты.
6. Оболочка
Внешний защитный слой из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Толщина оболочки зависит от диаметра кабеля. Оболочка обеспечивает защиту от механических повреждений, агрессивных сред (масла, кислоты, щелочи), влаги и ультрафиолета. Цвет оболочки, как правило, черный.
Основные технические характеристики
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U (Um) | 8,7/10 кВ (12 кВ) |
| Количество и сечение жил | 1 x 150 мм², 3 x 150 мм² |
| Материал жилы | Медь (Cu) или Алюминий (Al) |
| Класс гибкости жилы | 1 (однопроволочная) или 2 (многопроволочная) |
| Материал изоляции | Сшитый полиэтилен (XLPE) |
| Толщина изоляции | ~4,0 мм |
| Материал оболочки | ПВХ-пластикат |
| Температура эксплуатации, длительная | от -50°C до +90°C |
| Максимальная температура при КЗ (5 сек) | +250°C |
| Минимальный радиус изгиба при монтаже | 15 x D (наружного диаметра кабеля) для многопроволочных жил |
| Сопротивление изоляции при +20°C | Не менее 1000 МОм·км |
| Испытательное переменное напряжение, 50 Гц, 10 мин. | 18 кВ (для новых кабелей после прокладки) |
| Стойкость к распространению горения | Кабель не распространяет горение при одиночной прокладке (по ГОСТ) |
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более | 0.124 (для меди) |
| Индуктивное сопротивление, Ом/км | ~0.11 — 0.13 |
| Емкостное сопротивление, мкФ/км | ~0.25 — 0.30 |
| Допустимый длительный ток нагрузки при прокладке в земле (+25°C, тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт), А | ~330 — 360 |
| Допустимый длительный ток нагрузки при прокладке в воздухе (+25°C), А | ~350 — 380 |
| Ток односекундного короткого замыкания, кА | ~15 — 18 (зависит от конструкции) |
Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (СБ, ЦСБ)
Преимущества:
Недостатки / Особенности:
Особенности монтажа и эксплуатации
Прокладка кабеля ПвПг 10 кВ 150 мм² должна осуществляться с соблюдением минимально допустимых радиусов изгиба. Перед монтажом необходимо проверить целостность оболочки и изоляции (испытание повышенным напряжением и измерение сопротивления изоляции). При прокладке в земле кабель укладывается на песчаную подушку в траншее и засыпается мягким грунтом без камней, сверху укладывается сигнальная лента. При пересечении с другими коммуникациями и в местах ввода в здания кабель должен быть защищен трубами или плитами.
Критически важным является правильный монтаж кабельной арматуры (муфт). Необходимо строго соблюдать технологию зачистки, наложения полупроводящих и изоляционных слоев, обеспечение герметичности соединения. Для контроля состояния кабеля в эксплуатации применяются системы частичных разрядов, тепловизионный контроль и периодические высоковольтные испытания.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем ключевое отличие кабеля ПвПг от ПвВ?
Основное отличие – наличие в конструкции кабеля ПвПг герметизации (заполнения) межжильного пространства для сечений от 50 мм². Это делает его стойким к продольному распространению влаги и позволяет прокладывать на трассах с большой разностью уровней без ограничений. Кабель ПвВ такого заполнения не имеет.
Можно ли прокладывать кабель ПвПг 10 кВ в воде?
Нет, прямое погружение в воду не допускается. Несмотря на герметизацию жил, кабель не предназначен для эксплуатации в качестве подводного. Для таких целей используются специальные кабели с усиленной свинцовой или алюминиевой оболочкой (например, ПвП).
Как определить необходимое сечение экрана заземления для данного кабеля?
Сечение медного экрана нормировано стандартами. Для кабеля 10 кВ 150 мм² оно обычно составляет 25 мм², что достаточно для протекания токов короткого замыкания в течение установленного времени. Точное значение указывается в технических условиях завода-изготовителя и должно быть проверено расчетом в проекте.
Каков срок службы кабеля ПвПг 10 кВ?
Номинальный срок службы при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки и монтажа составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть значительно больше и зависит от режимов нагрузки, состояния трассы и качества обслуживания.
Требуется ли дополнительная защита при прокладке в земле от грызунов?
ПВХ-оболочка не является надежной защитой от грызунов. При высокой вероятности повреждения мышевидными грызунами или кротами рекомендуется применять кабель с бронепокровом (например, ПвБбШв) или использовать механическую защиту в виде кирпичных плит, металлических или полимерных гофрированных труб.
Какой документ является основным для подтверждения качества кабеля?
Основным документом является сертификат соответствия требованиям ГОСТ 31996-2012 (или действующего ТУ) и протокол приемо-сдаточных испытаний, выданный заводом-изготовителем. В протоколе должны быть отражены результаты испытаний высоким напряжением, измерения сопротивления изоляции и жил, проверки толщины изоляции и оболочки.
Можно ли соединять кабели с медной и алюминиевой жилой?
Прямое механическое соединение меди и алюминия недопустимо из-за возникновения гальванической пары и интенсивной электрохимической коррозии. Для соединения таких кабелей необходимо использовать специальные биметаллические (медно-алюминиевые) переходные соединители или клеммы, предотвращающие прямой контакт разнородных металлов.
Комментарии