Кабель ПвКаПг 300 мм

Кабель ПвКаПг 300 мм²: полное техническое описание и сфера применения

Кабель ПвКаПг с сечением токопроводящей жилы 300 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на напряжение 6, 10 или 35 кВ, с алюминиевыми жилами, экранированный, с герметизацией и защитным покровом. Данный кабель является одним из ключевых элементов в современных кабельных линиях распределительных сетей среднего и высокого напряжения. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долговечность и эффективность при передаче электроэнергии.

Расшифровка маркировки ПвКаПг 300 мм²

• П – Изоляция из силанольносшитого полиэтилена.
• в – Оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
• Ка – Кабель с токопроводящей жилой из алюминия.
• Пг – Модификация конструкции с «продольной герметизацией»: заполнение промежутков между изолированными жилами и под оболочкой гидрофобным заполнителем для предотвращения продольного распространения влаги.
• 300 мм² – Номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля ПвКаПг 300 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Для кабеля на 10 кВ (наиболее распространенное напряжение) конструкция выглядит следующим образом:

1. Токопроводящая жила

• Материал: алюминий марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483.
• Конструкция: секторная или круглая многопроволочная, уплотненная. Для сечения 300 мм² жила, как правило, секторной формы, что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и улучшить теплоотвод.
• Класс гибкости: 1 или 2 (в зависимости от количества проволок).

2. Экран по жиле (внутренний полупроводящий экран)

• Представляет собой экструдированный слой полупроводящего сшитого полиэтилена, наложенный поверх токопроводящей жилы.
• Назначение: выравнивание электрического поля, устранение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов.

3. Основная изоляция

• Материал: сшитый полиэтилен (XLPE).
• Толщина изоляции нормирована стандартами. Для кабеля на 10 кВ она составляет, как правило, 3,4 мм.
• Свойства: высокая электрическая прочность, стойкость к термоокислительному старению, сохранение механических и диэлектрических свойств при длительном нагреве до 90°C (кратковременно до 130°C).

4. Экран по изоляции (внешний полупроводящий экран)

• Выполнен в виде экструдированного слоя полупроводящего сшитого полиэтилена.
• Назначение: аналогично внутреннему экрану – создание равномерного электрического поля.

5. Поясная изоляция

• Выполняется из полупроводящей бумаги или полимерной ленты, наложенной поверх экрана по изоляции.

6. Экранирующая оболочка (металлический экран)

• Материал и конструкция: медные или алюминиевые проволоки, наложенные продольно или в виде оплетки. Часто применяется комбинация: медная лента + медные проволоки. Для сечения 300 мм² экран должен быть рассчитан на ток короткого замыкания.
• Назначение: защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, использование в качестве проводника для токов утечки и замыкания на землю.

7. Заполнение и герметизация (элемент «Пг»)

• Пространство между экранированными жилами заполняется гидрофобным компаундом или жгутами из гидрофобного материала.
• Назначение: блокировка продольной миграции влаги в случае локального повреждения внешней оболочки.

8. Оболочка (внешняя защитная)

• Материал: поливинилхлоридный пластикат (ПВХ) пониженной горючести.
• Назначение: защита от механических повреждений, агрессивных сред (масла, химикаты, УФ-излучение), а также обеспечение пожарной безопасности.
• Цвет:, как правило, черный.

Основные технические характеристики

Таблица 1. Характеристики кабеля ПвКаПг 1х300/35-70 кВ

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	6/10 кВ (12 кВ), 20/35 кВ (40,5 кВ)
Сечение основной жилы	300 мм²
Максимально допустимая температура жилы при длительной эксплуатации	+90°C
Максимальная температура жилы при коротком замыкании (длительность до 5 сек)	+250°C
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева	-15°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15-20 наружных диаметров кабеля
Сопротивление изоляции, не менее	100 МОм·км (при +20°C)
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп) для кабеля 10 кВ*	~ 450-520 А (зависит от условий прокладки: в земле/воздухе)
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0.0601 Ом/км (для алюминия)
Масса 1 км кабеля	Приблизительно 4500-5500 кг (зависит от напряжения и конструкции экрана)

• Точные значения I_доп определяются по ПУЭ 7 изд., глава 1.3, с учетом конкретных условий: температуры земли, способа прокладки, количества работающих кабелей в траншее.

Области применения кабеля ПвКаПг 300 мм²

• Распределительные сети 6-35 кВ: Основное назначение – передача и распределение электроэнергии от подстанций к городским распределительным пунктам (РП), центрам питания (ЦП), крупным промышленным предприятиям.
• Питание мощных потребителей: Непосредственное подключение крупных объектов: насосных станций, компрессорных, заводских цехов, больших торговых центров.
• Прокладка в кабельных сооружениях: Кабельные коллекторы, туннели, эстакады, галереи, этажи и двойные полы производственных помещений.
• Прокладка в земле (траншеях): При условии защиты от механических повреждений (бронеплитами или кирпичом) и в отсутствие агрессивных сред.
• Установка в помещениях с повышенной влажностью: Благодаря герметизации (Пг) кабель устойчив к воздействию влаги.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества кабеля ПвКаПг 300 мм²:

• Высокая пропускная способность: Допустимая температура жилы +90°C против +70°C для кабелей с бумажно-масляной изоляцией (например, АСБ), что позволяет передавать большую мощность при том же сечении.
• Отсутствие риска утечки масла: В отличие от маслонаполненных кабелей, что упрощает монтаж и эксплуатацию, особенно на вертикальных участках.
• Высокая стойкость к термоциклированию: Изоляция из СПЭ не стареет и не теряет свойств при циклических изменениях нагрузки.
• Меньший вес и радиус изгиба: По сравнению с кабелями с бумажной изоляцией аналогичного сечения и напряжения, что облегчает транспортировку и монтаж.
• Продольная герметизация (Пг): Повышает надежность при прокладке в грунтах с высокой влажностью.
• Длительный срок службы: Более 30 лет при соблюдении условий эксплуатации.

Недостатки и ограничения:

• Чувствительность к точечным механическим повреждениям: При монтаже необходимо избегать ударов, защемлений, которые могут привести к локальным дефектам изоляции.
• Более высокая стоимость: По сравнению с кабелями с изоляцией из ПВХ или бумажно-масляной изоляцией (хотя это компенсируется эксплуатационными преимуществами).
• Требовательность к качеству монтажа муфт и концевых заделок: Необходима абсолютная чистота, соблюдение геометрии и технологии обжатия/пайки, так как электрическое поле в кабелях с СПЭ однородно и любые неровности приводят к его искажению.
• Относительно низкая стойкость к прямому воздействию огня (без специальных исполнений): Стандартный ПВХ пластикат горит с выделением дыма. Для прокладки в группах требуются исполнения «нг(А)-LS» (не распространяющие горение, с пониженным дымовыделением).

Особенности монтажа и эксплуатации

• Транспортировка и хранение: Барабаны должны быть установлены и закреплены. Запрещено сбрасывать барабаны с транспортного средства. Хранить следует под навесом, защищая от прямых солнечных лучей.
• Прокладка: Перед прокладкой при отрицательных температурах кабель необходимо выдержать в теплом помещении или прогреть током. Радиус изгиба контролируется специальными шаблонами. Запрещено растягивать кабель с усилием, превышающим допустимое для его конструкции.
• Монтаж соединительных и концевых муфт: Должен выполняться квалифицированным персоналом с использованием специального инструмента и комплектующих, строго по инструкции производителя кабеля и муфт. Особое внимание – заземлению металлического экрана.
• Испытания после монтажа: Обязательны высоковольтные испытания постоянным напряжением (по нормам ПУЭ) для проверки целостности изоляции и качества монтажа муфт.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель ПвКаПг от АПвПг?

Это одно и то же. Буква «А» в начале маркировки (АПвПг) явно указывает на алюминиевую жилу. В маркировке ПвКаПг материал жилы указан в середине (Ка – кабель алюминиевый). Обе маркировки допустимы и встречаются в технической документации.

Можно ли прокладывать кабель ПвКаПг 300 мм² в земле без защиты?

Нет, прокладка в земле (траншее) должна осуществляться с защитой от механических повреждений. Согласно ПУЭ, кабели на напряжение выше 1 кВ, не имеющие брони, должны защищаться от механических повреждений путем укладки в трубы, тоннели, каналы или покрытия сверху железобетонными плитами, полнотелым глиняным кирпичом и т.д. Глубина заложения – не менее 1 м до верха кабеля.

Какой экран эффективнее: медный или алюминиевый?

Медный экран имеет более высокую проводимость, лучшую стойкость к коррозии и обеспечивает большую стойкость к токам короткого замыкания при меньшем сечении. Алюминиевый экран дешевле и легче. Выбор зависит от требований проекта, условий эксплуатации (агрессивность среды) и экономических соображений. Для сечения 300 мм² часто применяют комбинированный экран.

Что означает «сшитый полиэтилен» и почему он лучше для изоляции?

Сшитый полиэтилен (XLPE) – это полимер, молекулы которого «сшиты» между собой химическими или радиационными связями, образуя трехмерную сетку. Это резко повышает его термостойкость: он не плавится и не течет при перегрузках (в отличие от термопластичного ПЭ или ПВХ), сохраняет форму и диэлектрические свойства при высоких температурах (до +130°C кратковременно). Это увеличивает нагрузочную способность и срок службы кабеля.

Как рассчитать фактическую нагрузочную способность (I_доп) для конкретных условий?

Базовое значение I_доп берется из ПУЭ (таблицы 1.3.23-1.3.27). Затем оно умножается на поправочные коэффициенты: K1 – на температуру земли или воздуха, K2 – на количество работающих рядом кабелей в земле, K3 – на тепловое сопротивление грунта. Окончательный расчет должен выполнять проектировщик, учитывая все местные условия. Для кабеля 300 мм², проложенного в земле (траншее) при нормальных условиях, I_доп обычно находится в диапазоне 450-480 А.

Существует ли бронированная версия этого кабеля?

Да, существует. Маркировка бронированного кабеля будет ПвКаШв или ПвКаБШв (где «Б» – броня из стальных лент, «Шв» – шланг защитный из ПВХ). Бронированный кабель применяется при прокладке в земле без дополнительных защитных сооружений (плит, кирпича), в зонах с повышенным риском механических повреждений, а также при подвеске на тросах (для кабеля с несущим тросом).

Как правильно заземлить металлический экран кабеля ПвКаПг?

Металлический экран должен быть заземлен с обеих сторон кабельной линии. Это необходимо для безопасности и нормальной работы защит. Заземление выполняется через специальные заземляющие зажимы в концевых и соединительных муфтах. В случае длинных линий (обычно более 1-2 км) для снижения потерь и перенапряжений может применяться одноточечное или перекрестное заземление экранов, но такой проект требует специального расчета.