Кабель ПвКПг 20 кВ

Кабель ПвКПг представляет собой современный тип силового кабеля среднего напряжения, предназначенного для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное напряжение 20 кВ. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долговечность и безопасность эксплуатации в различных условиях.

1. Расшифровка маркировки и назначение

ПвКПг — детальная расшифровка:

• П — Изоляция из сшитого полиэтилена (Cross-linked Polyethylene, XLPE)
• в — Оболочка из поливинилхлоридного пластиката (PVC)
• К — Наличие экрана из медных проволок и/или ленты
• П — Броня из плоских стальных оцинкованных проволок
• г — Голый (отсутствие защитного подушного покрова поверх брони)

Номинальное напряжение: 20 000 В (20 кВ)

Основное назначение:

• Передача и распределение электрической энергии в стационарных установках
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах)
• Подземная прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия растягивающих нагрузок
• Использование в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью

2. Конструкция кабеля ПвКПг 20 кВ

Конструкция кабеля многослойна и каждый слой выполняет критически важную функцию.

1. Токопроводящая жила

• Материал: Медь (марки ММ или МС), реже – алюминий (в этом случае маркировка начинается с буквы «А» — АПвКПг).
• Строение: Как правило, однопроволочная (монолитная) для сечений до 630 мм², что обусловлено требованиями к жесткости для стационарной прокладки на среднее напряжение.
• Класс гибкости: 1 или 2.
• Форма: Круглая или секторная (для многожильных кабелей).
• Сечение: Стандартный ряд: 25, 35, 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240 мм² и т.д.

2. Экран по жиле (Внутренний полупроводящий слой)

• Назначение: Критически важен для кабелей на напряжение выше 1 кВ. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные концентрации напряженности и пробой изоляции.
• Материал: Экструдированный полупроводящий сшитый полиэтилен или полупроводящая лента.

3. Изоляция жилы

• Материал: Сшитый полиэтилен (XLPE). Это главное преимущество перед бумажно-масляной изоляцией.
• Свойства:
  • Высокие диэлектрические характеристики.
  • Термостойкость (допустимый нагрев жилы до +90°C).
  • Стойкость к термическим перегрузкам и токам короткого замыкания.
  • Механическая прочность.
• Толщина: Строго нормирована и зависит от номинального напряжения (для 20 кВ составляет несколько миллиметров).

4. Экран по изоляции (Внешний полупроводящий слой)

• Аналогичен экрану по жиле. Совместно с внутренним экраном создает равномерное радиальное электрическое поле в изоляции.

5. Медный экран (заземляющий)

• Конструкция: Пояс из медных проволок или оплетка, часто в сочетании с медной лентой.
• Назначение:
  • Замыкание на землю токов утечки, возникающих в изоляции.
  • Защита от внешних электромагнитных помех.
  • Симметрирование электрического поля.
  • Обеспечение безопасности персонала при повреждении кабеля.

6. Броня

• Тип: Плоские стальные оцинкованные проволоки (маркировка «П»).
• Назначение: Защита от механических повреждений (ударов, сдавливания, вибрации) и грызунов при прокладке в земле.
• Особенность: Плоская форма проволок обеспечивает более плотное прилегание и создает гибкий, но прочный защитный покров.

7. Защитный шланг (Оболочка)

• Материал: Поливинилхлоридный (ПВХ) пластикат.
• Назначение:
  • Защита брони от коррозии.
  • Защита от проникновения влаги.
  • Стойкость к агрессивным химическим средам в грунте.

3. Технические характеристики и условия эксплуатации

• Номинальное напряжение (U₀/U): 12/20 кВ или 20/35 кВ (где U₀ — напряжение между жилой и землей, U — междуфазное напряжение).
• Температурный режим:
  • Длительно допустимая температура нагрева жилы: +90°C.
  • Максимальная температура при коротком замыкании (до 5 сек): +250°C.
  • Допустимая температура перегрузки: +130°C.
  • Прокладка без предварительного подогрева: при температуре не ниже -15°C.
• Минимальный радиус изгиба: Обычно не менее 15-20 наружных диаметров кабеля. Это строгое требование связано с сохранением целостности изоляции из сшитого полиэтилена и экранов.
• Срок службы: Не менее 30 лет.

4. Преимущества и недостатки ПвКПг 20 кВ

Преимущества (по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией, например, АСБл):

• Высокая надежность и долговечность: Отсутствие риска утечки масла и старения пропитанной бумаги.
• Высокая пропускная способность: Допустимая рабочая температура +90°C позволяет пропускать большие токи.
• Удобство монтажа и эксплуатации: Не требует сложных маслонаполненных муфт, допускает прокладку на вертикальных участках без ограничений.
• Экологическая безопасность: Не содержит масла, безопасен для почвы и грунтовых вод.
• Меньший вес и радиус изгиба.

Недостатки:

• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией.
• Чувствительность к качеству монтажа: Требует высокой квалификации персонала при заделке концов и монтаже соединительных муфт. Несоблюдение радиуса изгиба недопустимо.
• Чувствительность к частичным разрядам: При наличии дефектов в изоляции или экране возможны частичные разряды, постепенно разрушающие изоляцию.

5. Области применения

• Распределительные сети 6-20 кВ: Прокладка кабельных линий от главных понизительных подстанций (ГПП) к городским и промышленным распределительным пунктам (РП, ТП).
• Питание мощных промышленных потребителей: Заводы, фабрики, крупные цеха.
• Инфраструктурные объекты: Аэропорты, вокзалы, метрополитен, больничные комплексы.
• Сети электроснабжения городов и населенных пунктов.

6. Особенности монтажа и эксплуатации

1. Прокладка: Допускается прокладка в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, по эстакадам. При прокладке в земле обязательна песчаная подготовка и защита сигнальной лентой.
2. Монтаж концевых заделок: Требуется использование специальных концевых муфт (КВМ) для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Муфты обеспечивают плавный вывод электрического поля и герметизацию.
3. Соединение отрезков: Выполняется с помощью соединительных муфт, которые восстанавливают целостность токопроводящей жилы, изоляции и всех экранов.
4. Заземление: Медный экран и броня обязательно должны быть заземлены с обеих сторон кабеля. Это требование электробезопасности и корректной работы релейной защиты.

Заключение

Кабель ПвКПг 20 кВ — это современное, технологичное и надежное решение для построения и модернизации распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена и комплексной системе экранирования, обеспечивает высокий уровень эксплуатационных характеристик и долгий срок службы.

Несмотря на более высокую первоначальную стоимость по сравнению с устаревшими аналогами, его выбор оправдан значительным снижением эксплуатационных расходов, повышенной безопасностью и бесперебойностью электроснабжения. Он является стандартом де-факто для новых проектов и постепенно вытесняет кабели с бумажно-масляной изоляцией, особенно в городской инфраструктуре и на ответственных промышленных объектах.