Кабель ПвКаП 1-х жильный

Кабель ПвКаП 1-х жильный: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель ПвКаП 1-х жильный представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), экранированный, с алюминиевой проводящей жилой и внешней защитной оболочкой из полиэтилена. Данный тип кабеля предназначен для стационарной прокладки в электрических сетях на напряжение 6, 10, 20 и 35 кВ частотой 50 Гц. Его основное назначение – передача и распределение электрической энергии в стационарных установках. Аббревиатура ПвКаП расшифровывается следующим образом: П – изоляция из сшитого полиэтина, в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката (в некоторых исполнениях может отсутствовать, заменяясь поясной изоляцией), Ка – кабельная алюминиевая жила, П – наружная оболочка из полиэтилена.

Конструкция кабеля ПвКаП 1х

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая высокую надежность и длительный срок службы.

• Токопроводящая жила (ТПЖ): Изготавливается из алюминия (марка АВЕ или аналогичная) по ГОСТ 22483. Жила может быть круглой или секторной формы, однопроволочной (сечением до 240 мм² включительно) или многопроволочной (сечением 300 мм² и выше). Класс гибкости – 1 или 2. Поверхность жилы, как правило, гладкая, без смазки.
• Экран по жиле (полупроводящий экран): Наносится непосредственно на токопроводящую жилу. Представляет собой экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтина или наложенную полупроводящую ленту. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и микропробои в изоляции.
• Изоляция: Выполняется из сшитого полиэтина (XLPE) методом экструзии. Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения кабеля. Сшивка молекул полиэтина (химическая или радиационная) придает материалу повышенные температурные характеристики: длительно допустимая температура жилы увеличивается до +90°C, а кратковременно допустимая – до +130°C (против +70°C и +90°C для ПВХ). Изоляция обладает высокой электрической прочностью и стойкостью к тепловому старению.
• Экран по изоляции (полупроводящий экран): Аналогичен экрану по жиле. Накладывается поверх изоляции и служит для симметризации электрического поля и перехода на металлический экран.
• Металлический экран: Выполняется в виде медной ленты, наложенной продольно или в виде оплетки из медных проволок. Основные функции: защита от электромагнитных помех, замыкание тока на землю в случае пробоя изоляции (ток однофазного КЗ), обеспечение безопасности персонала. В кабелях на 20 кВ и выше часто применяется экран из медных проволок для обеспечения большей пропускной способности по току КЗ.
• Поясная изоляция: Представляет собой обмотку из электроизоляционной или полупроводящей ленты, либо экструдированный слой. Служит для защиты металлического экрана от коррозии и механических повреждений, а также для скрепления элементов экрана.
• Защитная оболочка: Внешний слой из полиэтилена (обозначение «П» в маркировке). Обеспечивает защиту от проникновения влаги, агрессивных химических сред (кислот, щелочей, солей), а также от механических воздействий. Полиэтиленовая оболочка обладает высокой стойкостью к ультрафиолетовому излучению, что важно для кабелей, прокладываемых на открытом воздухе.

Технические характеристики и условия эксплуатации

Кабель ПвКаП 1-х жильный соответствует требованиям ГОСТ 16442-80 (с изменениями) и ТУ 16.К71-310-2001 (или более поздних). Его ключевые параметры определяются номинальным напряжением.

Основные параметры кабеля ПвКаП в зависимости от напряжения

Параметр	Для 6 кВ	Для 10 кВ	Для 20 кВ	Для 35 кВ
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, 10 мин.	15 кВ	20 кВ	35 кВ	55 кВ
Толщина изоляции, мм, не менее	3.0	3.4	5.0	7.0
Допустимая температура жилы при длительной эксплуатации	+90°C
Максимальная температура жилы при коротком замыкании	+250°C (продолжительность не более 5 сек)
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева	-20°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15 наружных диаметров кабеля (для одножильных кабелей с сечением жилы до 50 мм² включительно) и 20 наружных диаметров (для сечений 70 мм² и более)
Срок службы	Не менее 30 лет

Область применения и способы прокладки

Одножильный кабель ПвКаП применяется для создания кабельных линий в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью. Ввиду наличия экрана, его прокладка требует специальных мер по заземлению и взаимному расположению фаз.

• Прокладка в земле (траншеях): Допускается в грунтах любой коррозионной активности, включая блуждающие токи, благодаря полиэтиленовой оболочке. При прокладке нескольких одножильных кабелей в одной траншее их располагают «треугольником» или вплотную друг к другу, чтобы минимизировать индуктивные потери. Обязательно выполняется перекрестное соединение экранов и их заземление с двух сторон для снижения напряжения на экране и компенсации индуцированных токов.
• Прокладка в кабельных сооружениях: Кабель может монтироваться в туннелях, коллекторах, эстакадах, галереях, по стенам зданий. При групповой прокладке необходимо учитывать допустимые токовые нагрузки с учетом взаимного нагрева.
• Прокладка в воздухе: Благодаря стойкости оболочки к УФ-излучению, кабель может использоваться для открытой прокладки по фасадам, опорам. Важно обеспечить защиту от механических повреждений (например, в зонах доступности) с помощью металлических лотков или труб.
• Использование в туннелях и шахтах: Кабель не распространяет горение при одиночной прокладке (исполнение «нг» требует отдельного уточнения в маркировке), что позволяет применять его на объектах с повышенными требованиями пожарной безопасности.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества кабеля ПвКаП 1х:

• Высокие электрические и температурные характеристики: Изоляция из СПЭ обеспечивает большую пропускную способность и стойкость к тепловым перегрузкам по сравнению с кабелями с бумажно-масляной или ПВХ-изоляцией.
• Влагостойкость и химическая стойкость: Полностью полимерная конструкция исключает гигроскопичность. Полиэтиленовая оболочка устойчива к агрессивным средам.
• Простота монтажа и эксплуатации: Отсутствие ограничений по перепаду уровней при прокладке (в отличие от маслонаполненных кабелей). Меньший вес и радиус изгиба по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией.
• Высокая надежность и долгий срок службы при соблюдении условий монтажа и эксплуатации.

Недостатки и особенности:

• Требовательность к качеству монтажа концевых и соединительных муфт: Необходима тщательная зачистка и изоляция, чтобы избежать частичных разрядов в зоне терминала.
• Явление «водного дерева» (water treeing): При длительном нахождении во влажной среде с дефектами изоляции или экрана возможно образование древовидных микротрещин, ведущих к постепенному снижению электрической прочности. Современные марки СПЭ с добавками (антитриинговый полиэтилен) минимизируют этот риск.
• Наличие индуцированных токов в экране: У одножильных экранированных кабелей при переменном токе в экранах наводятся значительные напряжения и токи, требующие правильной схемы заземления (заземление с двух сторон с применением устройств для циркуляции токов или заземление в одной точке с разрывом экрана для прерывания тока).

Маркировка и выбор сечения

Маркировка наносится на наружную оболочку с указанием завода-изготовителя, марки кабеля, номинального напряжения (кВ), количества и сечения жил (например, ПвКаП 1х240/35-10), года изготовления и длины в бухте. Выбор сечения жилы осуществляется по ПУЭ (Глава 1.3) на основе расчета допустимого длительного тока нагрузки с учетом способа прокладки, температуры окружающей среды, количества работающих кабелей в группе, а также проверки по условиям срабатывания защиты (ток КЗ) и по потере напряжения.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель ПвКаП от АПвПу?

Кабель АПвПу также имеет алюминиевую жилу, изоляцию из СПЭ и полиэтиленовую оболочку. Ключевое отличие – в конструкции экрана. В АПвПу используется экран в виде медной проволоки, поверх которой наложена ламинированная алюминиевая лента (броня), защищающая от механических повреждений. ПвКаП, как правило, не имеет брони, его металлический экран выполнен из ленты или проволок и защищен только полиэтиленовой оболочкой. АПвПу более стоек к механическим воздействиям.

Как правильно заземлять экран одножильного кабеля ПвКаП?

Существует две основные схемы. При коротких длинах линий (обычно до нескольких сотен метров) и малых токах нагрузки применяют заземление с двух сторон. Это приводит к циркуляции тока в экране, увеличивает потери, но минимизирует напряжение на экране. Для длинных линий с большими токами предпочтительна схема с поперечным соединением экранов и заземлением в одной точке (например, по концам линии), с обязательным разрывом экрана в промежуточных точках для прерывания циркулирующего тока. Выбор схемы требует детального расчета.

Можно ли прокладывать несколько одножильных кабелей ПвКаП в одной трубе?

Прокладка в трубах допустима, но сопряжена с трудностями охлаждения и повышенными индуктивными потерями. При такой прокладке особенно важно правильно расположить кабели (в форме треугольника) и рассчитать допустимый ток нагрузки с учетом коэффициента снижения для прокладки в трубах. Также необходимо обеспечить возможность заземления экранов с двух сторон.

Каковы особенности монтажа концевых муфт на ПвКаП?

Монтаж требует специального инструмента для ступенчатой зачистки изоляции и полупроводящих экранов. Обязательна фазировка и контроль чистоты поверхности изоляции. Необходимо использовать термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты, предназначенные specifically для кабелей с изоляцией из СПЭ. Критически важно обеспечить плавный переход электрического поля с кабеля на муфту.

Что означает маркировка «ПвКаПнг(А)-HF»?

Дополнительные буквы в маркировке указывают на специальные свойства: «нг» – не распространяющий горение при групповой прокладке, «(А)» – категория по нераспространению горения (наивысшая), «HF» – пониженное коррозионная активность и дымообразование (Halogen Free, безгалогенный). Такой кабель имеет оболочку из полимерной композиции, не содержащей галогенов, что исключает выделение коррозионных газов и плотного дыма при пожаре.

Как хранить кабель ПвКаП до монтажа?

Кабель должен храниться в закрытых помещениях или под навесом, на деревянных поддонах, в бухтах или на барабанах. Не допускается хранение под прямыми солнечными лучами длительное время (более 6 месяцев), а также вблизи источников тепла. Барабаны не должны подвергаться механическим ударам. Перед прокладкой при отрицательных температурах кабель необходимо выдержать в теплом помещении или прогревать током.