Кабель ПвКаП 1-х жильный 6 кВ

Кабель ПвКаП 1-х жильный 6 кВ: полное техническое описание и область применения

Кабель ПвКаП 1х… 6 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6 кВ частотой 50 Гц. Расшифровка его маркировки по ГОСТ 31565-2012 (и более ранним стандартам) следующая: П – изоляция из сшитого (вулканизированного) полиэтилена; в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката; Ка – броня из круглых стальных оцинкованных проволок; П – наружный защитный покров (подушка) из полимерной композиции, не поддерживающей горение. Конструкция кабеля является одножильной, что является ключевым фактором при его выборе и прокладке.

Конструктивные элементы кабеля ПвКаП 1х… 6 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговечность и надежность в эксплуатации.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки, соответствующей классу 1 или 2 по гибкости. Жила может быть секторной или круглой формы. Для сечений от 25 мм² и выше, как правило, используется уплотненная конструкция (многопроволочная, компактированная), что улучшает электрические характеристики и механическую стабильность.

2. Экран на жиле (полупроводящий экран)

Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его основная функция – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений на границе с изоляцией и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают изоляцию.

3. Основная изоляция

Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, полученный путем вулканизации под высоким давлением, обладает превосходными диэлектрическими и механическими свойствами по сравнению с традиционной бумажно-пропитанной изоляцией. Он характеризуется высокой рабочей температурой (до 90°C в длительном режиме), стойкостью к тепловым ударам, низким влагопоглощением и высокой стойкостью к трекингу.

4. Экран на изоляции (полупроводящий слой)

Поверх основной изоляции накладывается второй экструдированный полупроводящий слой. Он служит для симметрирования электрического поля и является частью экранной системы кабеля.

5. Поясная изоляция

В одножильных кабелях с экраном из медных проволок поверх полупроводящего экрана может накладываться поясная изоляция в виде ленты из полимерного материала. Она предохраняет основную изоляцию от механических повреждений экранирующими проволоками.

6. Экран (заземляющий)

Состоит из медных проволок, наложенных спирально поверх поясной изоляции или полупроводящего экрана. В некоторых конструкциях может дополняться медными лентами. Экран выполняет несколько критически важных функций: замыкает на себя электрическое поле внутри кабеля, обеспечивает симметрию поля, служит для пропускания токов короткого замыкания и является элементом системы защитного заземления.

7. Подушка (разделительный слой)

Изготавливается из крепированной бумаги, полимерных пленок или нетканых материалов. Защищает металлический экран и оболочку от повреждения броней, а также предохраняет броню от коррозии при возможном повреждении оболочки.

8. Броня

Выполнена из оцинкованных стальных проволок круглого сечения (индекс «Ка»), наложенных поверх подушки с заданным шагом. Назначение брони – защита кабеля от механических повреждений (растягивающих усилий, ударов, грызунов) при прокладке и эксплуатации.

9. Наружная оболочка

Выполняется из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Оболочка защищает броню от коррозии, обеспечивает дополнительную механическую защиту и выполняет функцию изоляции бронированного покрова от земли. Для марки ПвКаП оболочка, как правило, имеет характеристики по нераспространению горения.

Основные технические характеристики и параметры

Кабель соответствует требованиям ГОСТ 31565-2012 (МЭК 60502-1:2009) «Кабели силовые на номинальное напряжение от 6 кВ до 30 кВ».

Таблица 1. Номинальные сечения токопроводящих жил (согласно ГОСТ 31565-2012)

Таблица 2. Допустимые длительные токовые нагрузки для кабеля ПвКаП 1х… 6 кВ (пример для меди, прокладка в земле)

• Точные значения определяются условиями прокладки (температура грунта, удельное тепловое сопротивление, количество рабочих кабелей в траншее и их взаимное расположение) и должны быть рассчитаны в соответствии с ПУЭ и методическими указаниями.

Таблица 3. Электрические характеристики

Параметр	Значение
Номинальное напряжение U0/U, кВ	6/10
Максимальное рабочее напряжение Um, кВ	12
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, 5 мин., кВ	12
Испытательное постоянное напряжение (для приемо-сдаточных испытаний), кВ	22
Допустимая температура жилы в длительном режиме, °C	90
Допустимая температура жилы при коротком замыкании (до 5 сек), °C	250
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева, °C	-20
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15 наружных диаметров кабеля

Область применения и особенности прокладки

Кабель ПвКаП 1х… 6 кВ предназначен для прокладки в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, коллекторах, в том числе в условиях повышенной влажности и наличия блуждающих токов. Броня из стальных проволок обеспечивает защиту от механических воздействий, что делает его основным выбором для прокладки в земле без дополнительных защитных труб или коробов.

Критически важный аспект применения одножильных кабелей на напряжение 6 кВ – необходимость учета потерь в оболочке и броне (вихревых токов) и правильного выбора схемы прокладки и заземления. При протекании переменного тока по жиле вокруг нее возникает переменное магнитное поле, которое наводит ЭДС в металлических элементах (броне, оболочке, экране). Если эти элементы заземлены в двух или более точках, в них возникают циркулирующие токи, приводящие к дополнительным потерям мощности и перегреву кабеля.

Для минимизации этих потерь применяются следующие схемы прокладки и заземления:

• Перекрестное соединение экранов (броней) с заземлением в одной точке. При длинных трассах кабель делится на три примерно равных участка. Экран и броня каждого участка изолируются друг от друга с помощью изолирующих муфт, а затем соединяются перемычками в специальных соединительных или концевых муфтах таким образом, чтобы суммарная наведенная ЭДС в каждом замкнутом контуре была близка к нулю. Заземление выполняется только в одной точке, обычно в середине схемы.
• Прокладка в плоскости (треугольником) с соблюдением симметрии для трехжильных цепей.
• Использование кабелей с изолирующим наружным покровом под броней, который электрически разрывает броню вдоль кабеля, препятствуя протеканию циркулирующих токов.

Пренебрежение этими мерами ведет к снижению пропускной способности кабельной линии на 20-40% и сокращению срока службы из-за перегрева.

Преимущества и недостатки кабеля ПвКаП 1х… 6 кВ

Преимущества:

• Высокая надежность и долговечность изоляции из сшитого полиэтилена (срок службы до 30-40 лет).
• Высокая допустимая температура жилы (90°C), а следовательно, большая пропускная способность по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией того же сечения.
• Отличная стойкость к тепловым перегрузкам и коротким замыканиям.
• Низкое влагопоглощение, возможность прокладки на трассах с большими перепадами уровней.
• Меньший вес и внешний диаметр по сравнению с бронированными кабелями с бумажной изоляцией (АСБл).
• Удобство и простота монтажа концевых и соединительных муфт.
• Отсутствие необходимости в сложных системах подпитки маслом или давлением.

Недостатки:

• Более высокая чувствительность к точечным механическим повреждениям изоляции при монтаже (задиры, надрезы).
• Необходимость тщательного соблюдения технологии разделки и монтажа муфт для обеспечения равномерности электрического поля.
• Сложность и повышенные требования к организации заземления экранов и брони для одножильных исполнений, необходимость применения специальных муфт для перекрестного соединения.
• Относительно высокая стоимость по сравнению с кабелями с алюминиевыми жилами и бумажной изоляцией.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие ПвКаП от ПвБШп?

Основное отличие – в конструкции брони. У ПвКаП броня из кругых армирующих проволок, что обеспечивает повышенную стойкость к растягивающим нагрузкам. У ПвБШп броня выполнена из двух стальных оцинкованных лент (индекс «Б»), что обеспечивает лучшую защиту от механических повреждений (ударов, сдавливания), но меньшую стойкость на растяжение. Выбор зависит от условий прокладки.

Можно ли прокладывать несколько одножильных кабелей ПвКаП 6 кВ в одной траншее?

Да, можно, но при этом необходимо строго соблюдать расстояния между кабелями (не менее 100 мм для 6-10 кВ) и учитывать взаимное влияние на токовые нагрузки. При параллельной прокладке нескольких цепей (например, трех кабелей на фазу) их необходимо располагать в плоскости или треугольником с максимально возможной симметрией для уменьшения несимметрии токов и потерь.

Как правильно заземлять броню и экран кабеля ПвКаП?

Для коротких линий (условно до 500 м) допускается заземление экрана и брони с обоих концов. Для линий значительной длины во избежание потерь на циркулирующие токи обязательно применяется схема перекрестного соединения экранов/броней с заземлением в одной точке (система cross-bonding). Конкретная схема должна быть разработана в проекте и реализована с использованием специальных соединительных муфт с изоляцией экранов.

Какие муфты применяются для монтажа кабеля ПвКаП 6 кВ?

Используются стопорные и соединительные муфты для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на 6-10 кВ. Для организации перекрестного соединения экранов применяются специальные муфты с изолирующими вставками и контактными группами для перемычек. Все муфты должны быть герметичными и соответствовать классу защиты по условиям эксплуатации.

Что означает «не распространяющий горение» в контексте кабеля ПвКаП?

Это означает, что материал наружной оболочки (ПВХ пластикат) и подушки под броней при одиночной прокладке не поддерживает горение после удаления источника огня. Это требование обязательно для прокладки в коллекторах, туннелях и зданиях согласно ПУЭ.

Какой срок службы у кабеля ПвКаП 6 кВ?

Номинальный срок службы, заявленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации зависит от соблюдения условий прокладки, токовой нагрузки, отсутствия внешних повреждений и качества монтажа соединительных и концевых муфт.

Заключение

Кабель ПвКаП 1-х жильный 6 кВ является современным, надежным решением для создания силовых распределительных сетей среднего напряжения в условиях, требующих механической защиты. Его эксплуатационные преимущества, связанные с применением изоляции из сшитого полиэтилена, полностью реализуются только при грамотном проектировании трассы, правильном выборе сечений и, что особенно важно для одножильных конструкций, корректной схеме заземления экранов и брони. Понимание физических процессов, происходящих в одножильном бронированном кабеле, и строгое соблюдение правил монтажа являются обязательными условиями для создания долговечной и экономичной кабельной линии.