Кабель ПвКаВ 1-х жильный 30 кВ

Кабель ПвКаВ представляет собой одножильный силовой кабель, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное напряжение до 30 кВ. Его конструкция и материалы специально разработаны для надежной работы в высоковольтных сетях.

1. Расшифровка маркировки ПвКаВ

Маркировка кабеля строится по общепринятой системе и четко описывает его конструкцию:

• П — Провод (в данном контексте — кабель)
• в — Изоляция из вулканизированного полиэтилена (сшитого полиэтилена, СПЭ)
• К — Контрольный (в некоторых интерпретациях) или Кабель (в данном случае, исторически сложившееся обозначение для данной конструкции)
• а — Алюминиевая токопроводящая жила
• В — Виниловая (ПВХ) оболочка

Цифровые обозначения:

• 1-х жильный — Одна токопроводящая жила.
• 30 кВ — Номинальное напряжение 30 000 Вольт.

Полное наименование: «Провод с алюминиевой жилой, с изоляцией из сшитого полиэтилена, в виниловой оболочке, на напряжение 30 кВ».

2. Конструкция кабеля ПвКаВ

Конструкция кабеля продумана для обеспечения высокой электрической прочности и долговечности.

1. Токопроводящая жила
   • Материал: Алюминий марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности).
   • Строение: Как правило, многопроволочная, что обеспечивает достаточную гибкость для монтажа. Класс гибкости обычно 1 или 2.
   • Сечение: Определяется проектом по току нагрузки. Стандартный ряд сечений для такого кабеля: 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240 мм² и более.
2. Экран по жиле (полупроводящей экран)
   • Назначение: Критически важный элемент для кабелей на напряжение выше 1 кВ. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая возникновение локальных перенапряжений и пробой изоляции. Без этого экрана напряженность поля у поверхности жилы была бы недопустимо высокой.
   • Материал: Полупроводящей сшитый полиэтилен или экструдированный полупроводящей слой.
3. Изоляция
   • Материал: Сшитый полиэтилен (СПЭ/XLPE). Это главное преимущество данного кабеля.
   • Процесс сшивки: Полиэтилен подвергается воздействию высокой температуры и давления, в результате чего между молекулами углерода образуются поперечные связи («сшивки»). Это превращает термопластичный материал в термореактивный — эластомер, обладающий превосходными свойствами.
   • Толщина: Рассчитывается в зависимости от номинального напряжения (для 30 кВ это несколько миллиметров).
4. Экран по изоляции (полупроводящей экран)
   • Назначение: Аналогично экрану по жиле — выравнивает электрическое поле на внешней поверхности изоляции и защищает ее от внешних воздействий.
5. Медный экран (заземляющий)
   • Конструкция: Медные проволоки, наложенные поверх экрана по изоляции, или медная лента.
   • Назначение:
     • Служит для заземления и стекания токов утечки.
     • Защищает кабель от внешних электромагнитных помех.
     • Обеспечивает симметрию электрического поля.
     • Является элементом системы защиты при коротком замыкании (ток КЗ замыкается на землю через этот экран).
6. Оболочка
   • Материал: ПВХ-пластикат.
   • Назначение: Защищает все внутренние элементы кабеля от механических повреждений, влаги, агрессивных сред и обеспечивает нераспространение горения.

3. Технические характеристики и условия эксплуатации

• Номинальное напряжение: 30 кВ (междуфазное для трехфазной системы). Часто указывается как U₀/U = 18/30 кВ, где:
  • U₀ = 18 кВ — напряжение между жилой и землей.
  • U = 30 кВ — напряжение между жилами.
• Температурный режим:
  • Длительно допустимая температура нагрева жилы: +90°C (благодаря изоляции из СПЭ, против +70°C у кабелей с ПВХ-изоляцией).
  • Максимальная температура при коротком замыкании (до 4 сек): +250°C.
  • Допустимая температура перегрузки: +130°C.
  • Прокладка без предварительного подогрева: при температуре не ниже -15°C.
• Минимальный радиус изгиба: Как правило, не менее 15-20 наружных диаметров кабеля. Это строгое требование связано с сохранением целостности изоляции и экранов.
• Срок службы: Не менее 30 лет.

4. Области применения

Кабель ПвКаВ 1х жильный 30 кВ применяется в основном в распределительных сетях среднего напряжения:

1. Промышленные предприятия: Питание мощных электродвигателей, распределение энергии по цехам, подключение крупного оборудования.
2. Городские кабельные сети 6-35 кВ: Прокладка в тоннелях, коллекторах, кабельных каналах для подключения распределительных пунктов (РП) и трансформаторных подстанций (ТП).
3. Объекты инфраструктуры: Электроснабжение аэропортов, вокзалов, больниц, где требуется надежная высоковольтная кабельная линия.
4. Станции катодной защиты: Для подземных трубопроводов.

Важно: Одножильные кабели в трехфазных цепях прокладываются всегда впритык (треугольником) или с соблюдением симметрии, чтобы минимизировать индуктивные потери и нагрев от возникающих магнитных полей.

5. Преимущества и недостатки

Преимущества (обусловлены использованием СПЭ):

• Высокая термостойкость: Рабочая температура +90°C позволяет пропускать большие токи по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией.
• Высокая стойкость к токам короткого замыкания.
• Отличные диэлектрические свойства и низкие диэлектрические потери.
• Простота монтажа и соединения: Не требуются специальные муфты с масляными или резиновыми уплотнениями, как для маслонаполненных кабелей.
• Отсутствие риска утечки масла, что экологически безопасно.
• Возможность прокладки на вертикальных участках без ограничений.

Недостатки:

• Чувствительность к радиусам изгиба: Требует аккуратного обращения при монтаже.
• Чувствительность к повреждениям оболочки и влаге: При повреждении оболочки и попадании влаги на изоляцию возможна водная эрозия СПЭ, ведущая к пробою.
• Стоимость: Выше, чем у кабелей с бумажной изоляцией, но часто эксплуатационные преимущества это окупают.

6. Особенности монтажа и соединения

1. Концевые заделки: Для подключения кабеля к оборудованию (ячейке КРУ, трансформатору) используются специальные концевые муфты (заделки). Они обеспечивают плавный выравнивание электрического поля на конце кабеля, где снимается внешняя оболочка и экраны. Применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты.
2. Соединительные муфты: Для соединения двух отрезков кабеля между собой используются соединительные муфты, которые восстанавливают целостность всех слоев: проводника, изоляции и экранов.
3. Заземление: Медный экран обязательно должен быть заземлен с обеих сторон кабеля. Это требование безопасности и корректной работы кабеля.

Заключение

Кабель ПвКаВ 1-х жильный 30 кВ — это современное, надежное и технологичное решение для построения сетей среднего напряжения. Его ключевое преимущество — изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ), которая обеспечивает высокую пропускную способность, термостойкость и долгий срок службы.

Несмотря на более высокую первоначальную стоимость по сравнению с устаревшими аналогами с бумажной изоляцией, его эксплуатационные характеристики, простота монтажа и экологическая безопасность делают его предпочтительным выбором для новых и реконструируемых объектов. Правильный монтаж с использованием качественных муфт и соблюдение правил эксплуатации — залог многолетней и безаварийной службы этой высоковольтной линии.