Кабель ПК 1 кВ
Кабель ПК 1 кВ: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель ПК 1 кВ (расшифровывается как «Кабель с бумажной пропитанной изоляцией в свинцовой оболочке») представляет собой классическое решение для стационарной прокладки в электрических сетях на напряжение до 1000 В переменного тока частоты 50 Гц или до 1500 В постоянного тока. Исторически это один из основных типов кабелей, использовавшихся в энергетике СССР и постсоветском пространстве для распределения электроэнергии. Его конструкция, проверенная десятилетиями эксплуатации, обеспечивает высокую надежность и долговечность в широком диапазоне условий.
Конструкция кабеля ПК 1 кВ
Конструкция кабеля ПК является многослойной и включает в себя несколько ключевых элементов, каждый из которых выполняет строго определенную функцию.
- Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия (А) или меди (в обозначении не указывается). Жилы могут быть однопроволочными (сечением до 16 мм² включительно) или многопроволочными (сечением 25 мм² и выше), круглой или секторной (сегментной) формы для компактности в многожильных кабелях.
- Фазная изоляция: Выполняется из бумажных лент, пропитанных вязким или нестекающим маслоканифольным составом. Бумажная изоляция обладает высокой электрической прочностью и термостабильностью. Каждая жила изолируется отдельно.
- Поясная изоляция: Поверх скрученных изолированных жил (изолированного сердечника) также накладываются бумажные ленты, создавая дополнительный изоляционный барьер.
- Заполнение: Пространство между изолированными жилами заполняется жгутами из бумаги или кабельной пряжей для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
- Оболочка: Герметичная оболочка из свинца (С) или сплава свинца. Она защищает изоляцию от проникновения влаги, воздуха и агрессивных сред, а также обеспечивает нераспространение горения. Является ключевым элементом, определяющим букву «К» в маркировке.
- Защитные покровы: В зависимости от модификации, поверх свинцовой оболочки могут накладываться:
- Подушка: Из битума, крепированной бумаги или ПЭТ ленты для защиты оболочки от коррозии и механических повреждений от брони.
- Броня: Из стальных оцинкованных лент (Б) или плоских оцинкованных проволок (К). Защищает кабель от механических воздействий (растяжения, удары, грызуны).
- Наружный защитный шланг: Изготавливается из волокнистых материалов (пропитанная кабельная пряжа) или поливинилхлоридного пластиката (В). Защищает броню от коррозии.
- А – материал жилы: алюминий (отсутствие буквы означает медь).
- П – тип изоляции: бумажная пропитанная.
- К – тип оболочки: кабель с металлической оболочкой (свинцовой).
- В – материал защитного шланга: поливинилхлоридный пластикат.
- 3х120 – количество и номинальное сечение основных жил (3 жилы сечением 120 мм² каждая).
- 1 – класс напряжения: 1 кВ.
- АПКВГ – Алюминий, Бумажная изоляция, Свинцовая оболочка, ПВХ шланг, Голый (без брони). Для прокладки в кабельных сооружениях, туннелях, при отсутствии механических нагрузок.
- АПКБ – Алюминий, Бумажная изоляция, Свинцовая оболочка, Броня из стальных лент. Для прокладки в земле (траншеях).
- АПКБГ – То же, что АПКБ, но с дополнительной противокоррозионной защитой.
- АПкШп – Алюминий, Бумажная изоляция, Свинцовая оболочка, Броня из плоских стальных проволок, Шланг из полиэтилена. Для прокладки в грунтах с высокой коррозионной активностью и в воде.
- Для многожильных кабелей с секторными жилами: 15 наружных диаметров.
- Для кабелей с круглыми жилами в свинцовой оболочке без брони: 25 наружных диаметров.
- Для кабелей с броней из лент или проволок: 30 наружных диаметров.
- АПКВ, АПКВГ: Для прокладки в сухих и сырых производственных помещениях, туннелях, каналах, шахтах, коллекторах, на специальных кабельных эстакадах, а также в помещениях с повышенной опасностью. Прокладка в земле (траншеях) не рекомендуется из-за отсутствия бронезащиты.
- АПКБ, АПКБГ: Для прокладки в земле (траншеях), включая грунты с низкой и средней коррозионной активностью, при отсутствии растягивающих усилий. Допускается прокладка в воде при условии неподвижности.
- АПкШп, АПкШв: Для прокладки в земле, в том числе в грунтах с высокой коррозионной активностью, а также через несудоходные водоемы. Броня из плоских проволок эффективно противостоит растягивающим усилиям.
- Раскатка и укладка: Необходимо строго соблюдать допустимые радиусы изгиба. При температуре ниже 0°C кабель требует предварительного прогрева.
- Подготовка конца кабеля: Крайне важный этап. Требуется ступенчатая разделка концов с герметизацией для предотвращения подсоса влаги в бумажную изоляцию и истечения пропиточного состава. Используются битумные или эпоксидные заливочные составы, а также специальные концевые уплотнители.
- Установка соединительных и концевых муфт: Применяются специальные свинцовые или эпоксидные муфты (СТ, СЧ, СЭ). Процесс включает в себя монтаж гильз, восстановление изоляции, заполнение муфты компаундом и герметизацию.
- Испытания после монтажа: Обязательны испытания повышенным напряжением постоянного тока (для кабелей до 1 кВ – 3,5U0) или мегаомметром на 2500 В для проверки состояния изоляции.
Маркировка и расшифровка обозначений
Маркировка кабеля ПК строится по единому принципу и указывает на его ключевые конструктивные особенности.
Пример расшифровки: АПКВ 3х120-1
Другие распространенные марки в серии ПК 1 кВ:
Основные технические характеристики
Электрические параметры
Рабочее напряжение: до 1000 В переменного тока частоты 50 Гц или до 1500 В постоянного тока.
Испытательное напряжение переменного тока частотой 50 Гц: 2500 В в течение 10 минут.
Температура жилы при длительной эксплуатации: не более +80°C.
Температура жилы при коротком замыкании: не более +200°C (продолжительность до 4 сек).
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -0°C.
Допустимый радиус изгиба при прокладке:
Сечения жил и масса кабеля (пример для АПКВ)
| Количество и сечение жил, мм² | Наружный диаметр, мм | Масса 1 км кабеля, кг |
|---|---|---|
| 3×16 | 23.0 | 940 |
| 3×50 | 32.5 | 1850 |
| 3×120 | 44.0 | 3500 |
| 3×185 | 51.0 | 4950 |
| 3×240 | 56.5 | 6150 |
Область применения и условия эксплуатации
Кабели ПК 1 кВ предназначены для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Конкретная модификация определяет условия прокладки.
Важное ограничение: Кабели с бумажной пропитанной изоляцией не допускается прокладывать на трассах с большими перепадами уровней (более 15-25 м в зависимости от конструкции), так как может происходить стекание пропиточного состава, ведущее к снижению электрической прочности изоляции в верхней части и повышению давления в оболочке в нижней.
Сравнение с кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ)
В современной энергетике кабели ПК активно вытесняются кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена (например, АПвВГ, ПвВГ). Ниже приведено их ключевое сравнение.
| Параметр | Кабель ПК (бумажно-масляная изоляция) | Кабель с изоляцией из СПЭ |
|---|---|---|
| Допустимая температура жилы | +80°C | +90°C (длительно), до +250°C при КЗ |
| Допустимые перепады уровня | Ограничены (15-25 м) | Не ограничены |
| Масса и габариты | Выше при одинаковом сечении | Ниже |
| Монтаж | Требует спец. муфт, герметизации концов, подогрева при низких температурах | Проще, концы не требуют герметизации |
| Экологичность | Наличие свинца и масла требует утилизации по спец. правилам | Более экологичен |
| Пожарная опасность | Распространение горения по условиям ТУ не допускается | Выпускаются в исполнении с пониженной пожарной опасностью (нг-LS, нг-HF) |
| Срок службы | 40 лет и более (при соблюдении условий) | Более 30 лет (прогнозируемый) |
| Стоимость | Часто ниже, особенно на большие сечения | Как правило, выше |
Монтаж и соединение
Монтаж кабелей ПК требует специальных знаний и навыков. Ключевые этапы:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается кабель ПК от АПК?
Буква «А» в начале маркировки указывает на материал токопроводящей жилы – алюминий. Если маркировка начинается сразу с «ПК» (например, ПКБ), это означает, что жила выполнена из меди. Во всем остальном (изоляция, оболочка, защитные покровы) кабели идентичны.
Можно ли прокладывать кабель АПКВ в земле?
Нет, прокладка кабелей марок АПКВ или АПКВГ (без брони) непосредственно в земле не допускается согласно ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок). Отсутствие бронепокрова делает их уязвимыми для механических повреждений при раскопках, давления грунта, деятельности грызунов. Для прокладки в земле необходимо использовать бронированные модификации: АПКБ, АПКБГ, АПкШп.
Что означает «нестекающая пропитка» в кабелях ПК?
Это специальный пропиточный состав на основе масла и церезина, который при рабочих температурах кабеля (+80°C) обладает повышенной вязкостью и не стекает с жил при прокладке на наклонных трассах с умеренным перепадом уровней. Это важное улучшение по сравнению со старыми кабелями с вязкой пропиткой, значительно расширяющее область применения.
Как определить необходимое сечение кабеля ПК?
Сечение выбирается по двум основным критериям: по допустимому длительному току нагрузки (с учетом условий прокладки и температуры окружающей среды) и по потере напряжения. Расчеты выполняются согласно ПУЭ гл. 1.3. Исходными данными являются мощность нагрузки, напряжение, способ прокладки (в воздухе, в земле), температура грунта или воздуха, длина линии.
Требуется ли дополнительная защита свинцовой оболочки от коррозии?
Да, свинец подвержен коррозии в агрессивных средах (кислых или щелочных грунтах, в зонах действия блуждающих токов). Поэтому при прокладке в таких условиях поверх оболочки обязательно накладывается защитный шланг (В – ПВХ, Шп – полиэтилен) или применяются кабели в бронепокрове с таким шлангом сверху (АПКБГ, АПкШп). Прокладка в бетонных лотках без дополнительной защиты также не рекомендуется.
Каков реальный срок службы кабеля ПК 1 кВ?
Номинальный срок службы, заявленный производителем, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации при соблюдении условий прокладки, нагрузок и своевременном обслуживании (мониторинг состояния, испытания) может превышать 40-50 лет. Наибольшее влияние на сокращение ресурса оказывают перегрузки по току, повреждение оболочки с последующим увлажнением изоляции и коррозия оболочки.
Чем резать и разделывать кабель ПК?
Для поперечного разреза кабеля используются ножовки по металлу или гидравлические резаки. Для продольной разделки свинцовой оболочки применяются специальные кабельные ножи с ограничителем глубины реза, чтобы не повредить изоляцию жил. Работа требует квалификации. Запрещается использовать открытый огонь (горелки) для разогрева оболочки при монтаже в полевых условиях.