Кабель ПвКаП 1х400: полное техническое описание и сфера применения
Кабель ПвКаП 1х400 представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, с алюминиевой жилой сечением 400 мм², бронированный стальными оцинкованными лентами и с внешним защитным покровом. Данный тип кабеля предназначен для стационарной прокладки в электрических сетях на напряжение до 110 кВ включительно. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, длительный срок службы и устойчивость к сложным условиям эксплуатации.
Расшифровка маркировки ПвКаП 1х400
- П – изоляция из силанольносшитого полиэтилена.
- в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
- Ка – жила алюминиевая, категория 1 или 2 по гибкости.
- П – броня из плоских стальных оцинкованных лент.
- 1х400 – одна жила с номинальным сечением 400 квадратных миллиметров.
- Магистральные линии электропередачи 110 кВ: Прокладка в земле (траншеях) в качестве альтернативы воздушным линиям в городской черте, на территории промышленных предприятий, в природоохранных зонах.
- Вводы на подстанции и ГРУ: Подземные вводы для подключения силовых трансформаторов, распределительных устройств.
- Питающие линии для крупных промышленных объектов: Заводы, нефтехимические комбинаты, горнодобывающие предприятия.
- Сети электроснабжения метрополитена и железнодорожных узлов.
- Резервированные системы энергоснабжения объектов особой важности.
- Подготовка траншеи: Глубина прокладки не менее 0,7-1,0 м от планировочной отметки. Дно траншеи должно быть очищено от камней, строительного мусора и выровнено. Обязательна подсыпка песчаной подушки толщиной 10-15 см.
- Раскатка кабеля: Запрещается сбрасывать барабаны с кабелем. Раскатка производится с применением кабельных роликов, укладываемых в траншее, чтобы исключить механические повреждения и трение об грунт. Нельзя превышать допустимый радиус изгиба.
- Защита: После укладки кабель засыпается мягким грунтом или песком без камней слоем 15-20 см, после чего укладывается сигнальная лента или защитная плита. Затем траншея засыпается полностью.
- Соединение и оконцевание: Выполняются только с использованием специальных кабельных муфт (соединительных и концевых), рассчитанных на напряжение 110 кВ и тип изоляции кабеля. Работы проводятся квалифицированным персоналом в условиях чистоты для исключения загрязнения изоляции.
- Заземление: Металлические экраны и броня кабеля на обоих концах должны быть надежно заземлены для безопасности и правильной работы защит.
- Высокая пропускная способность: Благодаря сшитому полиэтилену, допускающему нагрев до +90°C.
- Отличные диэлектрические характеристики: Низкие диэлектрические потери, высокая стойкость к частичным разрядам.
- Механическая прочность: Броня надежно защищает от внешних повреждений.
- Устойчивость к влаге и агрессивным средам: Полная герметичность конструкции.
- Относительная легкость и гибкость по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией аналогичного сечения.
- Простота монтажа и обслуживания: Не требует сложных систем подпитки маслом, допускает прокладку на вертикальных участках.
- Высокая стоимость по сравнению с кабелями на более низкое напряжение.
- Необходимость применения специального инструмента и муфт для монтажа, требующих высокой квалификации персонала.
- Требовательность к условиям прокладки: Необходимость соблюдения радиусов изгиба, защиты от повреждений при протяжке.
- Чувствительность к качеству монтажа муфт: Нарушение технологии может привести к пробою в месте соединения.
Конструкция кабеля ПвКаП 1х400
Конструкция кабеля является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее подробно, начиная от центра.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483. Для сечения 400 мм² жила может быть выполнена в виде одной проволоки (однопроволочная, категория 1) или скручена из нескольких проволок (многопроволочная, категория 2). Многопроволочная жила обеспечивает большую гибкость, что облегчает монтаж трасс со сложной геометрией.
2. Экран на жиле (полупроводящий слой)
Поверх жилы накладывается экструдированный полупроводящий слой из сшитого полиэтилена. Его задача – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических неровностей и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают изоляцию.
3. Основная изоляция
Выполняется из силанольносшитого полиэтилена (XLPE). Это ключевой элемент кабеля, определяющий его вольтажную характеристику. Сшивка молекул полиэтилена придает материалу повышенную термостойкость (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C), механическую прочность и стойкость к трекингу по сравнению с ПВХ или обычным полиэтиленом.
4. Экран на изоляции (полупроводящий слой)
Второй экструдированный полупроводящий слой, накладываемый поверх изоляции. Вместе с экраном на жиле он формирует коаксиальную конструкцию, равномерно распределяющую электрическое поле только в толще изоляции.
5. Поясная изоляция
Выполняется из полупроводящей бумаги или пленки. Образует переходный слой между экраном на изоляции и металлическим экраном.
6. Металлический экран
Выполняется в виде медной или алюминиевой ленты, наложенной продольно или в виде спирали. В кабелях на напряжение 110 кВ часто применяется медная проволока, наложенная поверх экранной ленты. Основные функции: защита от внешних электромагнитных помех, замыкание на землю в случае пробоя изоляции (обеспечение срабатывания релейной защиты), а также проведение емкостных токов.
7. Заполнитель и подушка под броню
Пространство под оболочкой заполняется жгутами из ПВХ или аналогичного материала для придания кабелю круглой формы и механической стабильности. Подушка под броню (обычно из битумизированных или простых ПВХ-лент) защищает металлический экран от коррозии и повреждения стальными лентами брони.
8. Броня
Выполняется из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с зазором в противоположных направлениях. Назначение – защита кабеля от механических повреждений (натяжение, удары, давление грунта, грызуны) при прокладке в земле (траншеях).
9. Наружная оболочка
Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает броню от коррозии, выполняет функцию дополнительной изоляции и защиты от влаги, агрессивных сред (почв, солей). Имеет, как правило, желтый или оранжевый цвет для высоковольтных кабелей.
Основные технические характеристики
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U (Um) | 64/110 (126) кВ |
| Сечение жилы | 400 мм² |
| Материал жилы | Алюминий |
| Материал изоляции | Сшитый полиэтилен (XLPE) |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90°C |
| Допустимая температура при КЗ (до 4 сек) | +250°C |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | Не менее 20 наружных диаметров кабеля |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более | 0,077 Ом/км (для многопроволочной) |
| Испытательное переменное напряжение промышленной частоты | 160 кВ (в течение 1 часа для новых кабелей) |
| Стойкость к переменному напрятию 50 Гц после укладки | 192 кВ (в течение 15 минут) |
Области применения
Кабель ПвКаП 1х400 применяется для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы использования:
Важное замечание: Для трехфазных систем требуется прокладка трех одножильных кабелей (по одному на фазу). Это обеспечивает удобство монтажа и обслуживания, но требует учета взаимного влияния и правильного расположения кабелей в траншее (треугольником или в ряд с определенными расстояниями).
Прокладка и монтаж
Прокладка кабеля ПвКаП 1х400 осуществляется в соответствии с ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок), СНиП и проектной документацией. Ключевые требования:
Преимущества и недостатки кабеля ПвКаП 1х400
Преимущества:
Недостатки:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается ПвКаП от АПвПу?
Кабель АПвПу имеет аналогичную конструкцию, но отличается материалом внешней оболочки. «Пу» означает наружную оболочку из полиэтилена, а «в» в ПвКаП – из ПВХ. Полиэтиленовая оболочка обладает лучшими влагозащитными свойствами, но менее устойчива к солнечному ультрафиолету и механическим воздействиям. Выбор зависит от условий прокладки.
Почему для 110 кВ часто используют три одножильных кабеля, а не один трехжильный?
При больших сечениях (от 240-300 мм²) и высоких напряжениях трехжильный кабель становится чрезвычайно тяжелым и жестким, что делает его транспортировку и монтаж крайне сложными. Использование трех одножильных кабелей упрощает монтаж, ремонт (можно заменить одну фазу) и снижает тепловое взаимовлияние жил, хотя и требует больше места в траншее.
Как рассчитывается длительно допустимый ток нагрузки для ПвКаП 1х400?
Расчет ведется по методике, учитывающей условия прокладки (в земле, в воздухе), температуру грунта/воздуха, глубину заложения, количество работающих кабелей в траншее и их взаимное расположение. Базовые значения приведены в ПУЭ (Глава 1.3). Для предварительной оценки, допустимый ток для одного кабеля ПвКаП 1х400, проложенного в земле при температуре грунта +15°C и глубине 0,7 м, составляет примерно 550-600 А.
Требуется ли дополнительная защита при прокладке в грунте с высокой коррозионной активностью?
Да, при прокладке в агрессивных грунтах (солончаки, болота, с высоким содержанием щелочей/кислот, блуждающих токов) рекомендуется применять кабель с усиленной защитой: бронеленты должны иметь увеличенную толщину цинкового покрытия, либо необходимо использовать внешний покров из пластмассового шланга (обозначение «Шв» или «Шп» в маркировке).
Каков ориентировочный срок службы кабеля ПвКаП 1х400?
Номинальный срок службы, заявленный производителями при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки и монтажа, составляет не менее 30 лет. Фактический срок может быть больше и зависит от режимов нагрузки, отсутствия повреждений и качества обслуживания.
Как маркируются концы кабеля для фазировки?
При поставке на барабане концы кабеля маркируются бирками. После прокладки и монтажа муфт фазировка осуществляется с помощью специальных приборов (указателей напряжения, фазоуказателей). Металлические экраны также подлежат маркировке для правильного заземления.
Заключение
Кабель ПвКаП 1х400 является современным, надежным и технологичным решением для построения высоковольтных кабельных линий 110 кВ с алюминиевой жилой. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена и механическую защиту стальной броней, делает его оптимальным выбором для прокладки в земле в условиях высокой плотности городской застройки и на промышленных предприятиях. Успешная эксплуатация такого кабеля напрямую зависит от строгого соблюдения правил проектирования, монтажа с применением качественных комплектующих и проведения регулярных высоковольтных испытаний.
Комментарии