Кабель ПвКаП 3-х жильный 6 кВ: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель ПвКаП 3-х жильный на напряжение 6 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях среднего напряжения. Расшифровка маркировки: П – изоляция из силанольносшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, Ка – наличие экрана по жиле из медных проволок (кабельная конструкция), П – наличие экрана по изоляции в виде медной ленты (продольно наложенной). Кабель рассчитан на номинальное переменное напряжение 6/10 кВ (фазное/междуфазное) частотой 50 Гц.
Конструкция кабеля ПвКаП 3х6 кВ
Конструкция кабеля является многослойной и включает в себя ряд обязательных элементов, каждый из которых выполняет критически важную функцию.
- Токопроводящая жила. Изготавливается из медной проволоки (как правило, круглой), соответствует 1 или 2 классу по ГОСТ 22483. Жила может быть однопроволочной (сечением до 50-70 мм²) или многопроволочной (большие сечения). Медь обеспечивает высокую электропроводность, стойкость к окислению и механическую прочность.
- Экран по жиле (полупроводящий, внутренний). Выполнен в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или наложенной полупроводящей ленты. Его основная функция – выравнивание электрического поля у поверхности жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, разрушающих изоляцию.
- Изоляция. Выполнена из силанольносшитого полиэтилена (П). Процесс сшивки (образования поперечных молекулярных связей) придает материалу повышенные термические и механические свойства по сравнению с термопластичным полиэтиленом. Рабочая температура жилы достигает +90°C, допустимая кратковременная перегрузка – до +130°C, а температура при коротком замыкании – до +250°C (не более 5 секунд). Толщина изоляции нормирована и для 6 кВ составляет, как правило, 3.0-3.4 мм.
- Экран по изоляции (полупроводящий, внешний). Аналогичен внутреннему экрану. Обеспечивает равномерное распределение потенциала по внешней поверхности изоляции и является частью симметричной экранной системы.
- Металлический экран (заземляющий). В конструкции ПвКаП представлен двумя элементами: «Ка» – экран в виде медных проволок, наложенных поверх внешнего полупроводящего экрана, и «П» – медная лента, наложенная продольно (иногда применяется гофрированная лента). Медные проволоки (сечением не менее 16 мм²) служат основным проводником для замыкания токов утечки и токов короткого замыкания. Медная лента обеспечивает полную герметичность экрана от влаги и механическую защиту. Данная комбинация создает надежный экран с малым сопротивлением.
- Поясная изоляция. Выполняется из электроизоляционных лент (например, из ПЭТ или крепированной бумаги), наложенных поверх скрученных и экранированных жил. Служит для фиксации конструкции и дополнительной изоляции жил от оболочки.
- Оболочка. Выполнена из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает металлический экран от механических повреждений, воздействия влаги, агрессивных сред и коррозии. Цвет оболочки, как правило, черный. ПВХ-пластикат не распространяет горение при одиночной прокладке.
- Конкретные значения зависят от условий прокладки: температуры земли, удельного теплового сопротивления грунта, количества работающих кабелей в траншее и их взаимного расположения. Данные приведены для ориентировки. Расчет должен выполняться по методике, изложенной в ПУЭ гл. 1.3.
- Распределительные сети 6-10 кВ городской и промышленной инфраструктуры.
- Питание мощных электродвигателей, насосных и компрессорных станций на промышленных предприятиях.
- Устройство вводов и ответвлений на трансформаторных подстанциях (ТП, КТП).
- Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах) на территории предприятий.
- Прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия значительных растягивающих усилий и механических повреждений.
- Отсутствие масла, что исключает риск утечек и упрощает монтаж (нет необходимости в ограничении перепадов уровней).
- Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70-80°C), что позволяет увеличить пропускную способность.
- Меньший вес и наружный диаметр при одинаковом сечении, что облегчает транспортировку и прокладку.
- Более простая и чистая технология монтажа муфт и концевых заделок.
- Высокая стойкость к термоциклированию.
- Наличие полноценного металлического экрана из проволок и ленты («КаП») обеспечивает более высокую механическую прочность экрана и лучшую защиту от влаги по сравнению с экраном только из проволок. Это повышает надежность в грунтах с высокой коррозионной активностью.
- ПВХ-оболочка (в) обладает лучшей стойкостью к распространению горения при одиночной прокладке, чем полиэтиленовая.
- Недостатком ПВХ-оболочки можно считать выделение хлористого водорода при горении и меньшую, чем у полиэтилена, стойкость к некоторым агрессивным средам.
- Перед монтажом необходимо проверить целостность оболочки и изоляции, измерить сопротивление изоляции и выполнить испытание повышенным постоянным напряжением.
- Радиус изгиба при прокладке не должен быть менее 15 наружных диаметров кабеля.
- При низких температурах (ниже -15°C) прокладка допускается только после предварительного прогрева кабеля в отапливаемом помещении или с помощью трансформаторов тока. Прокладка без прогрева приведет к растрескиванию материалов.
- При монтаже концевых и соединительных муфт требуется тщательная зачистка и подготовка экранов. Необходимо обеспечить надежный электрический контакт медных проволок экрана и медной ленты с заземляющим проводником муфты.
- Оба конца кабеля должны быть надежно заземлены через систему заземляющих проводников. Металлический экран предназначен для работы под потенциалом земли.
- В процессе эксплуатации обязателен периодический контроль состояния кабельной линии: визуальный осмотр трассы, измерение сопротивления изоляции, испытание повышенным напряжением постоянного тока согласно нормам ПТЭЭП.
Основные технические характеристики и параметры
Кабель ПвКаП 3х6 кВ должен соответствовать требованиям технических условий ТУ 16.К71-335-2004 или более новых редакций. Ниже приведены ключевые параметры.
Таблица 1. Электрические характеристики кабеля ПвКаП на 6/10 кВ
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 6/10 |
| Максимальное рабочее напряжение Um, кВ | 12 |
| Частота, Гц | 50 |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ (в течение 10 мин.) | 15 |
| Испытательное постоянное напряжение (для приемо-сдаточных испытаний), кВ | 22 |
| Допустимая температура жилы при длительной эксплуатации, °C | +90 |
| Допустимая температура жилы в режиме перегрузки, °C | +130 |
| Допустимая температура жилы при коротком замыкании (не более 5 с), °C | +250 |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева, °C | -15 |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Сопротивление изоляции при +20°C, МОм·км | Не менее 1000 |
Таблица 2. Допустимые длительные токовые нагрузки (пример для прокладки в земле)
| Сечение жилы, мм² | Допустимый длительный ток, А (в земле) | Допустимый длительный ток, А (в воздухе) |
|---|---|---|
| 3х50 | 190-210 | 175-190 |
| 3х70 | 235-255 | 215-230 |
| 3х95 | 285-310 | 260-280 |
| 3х120 | 330-355 | 300-320 |
| 3х150 | 375-405 | 340-365 |
| 3х185 | 425-460 | 385-415 |
| 3х240 | 495-535 | 450-485 |
Область применения и способы прокладки
Кабель ПвКаП 3х6 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:
Способы прокладки: Кабель допускается к прокладке в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, по эстакадам и в помещениях. Прокладка в земле требует подготовки песчаной подушки, защиты кирпичом или сигнальной лентой. При прокладке в воздухе необходимо учитывать возможность механических воздействий и УФ-излучения, хотя ПВХ-оболочка обладает определенной стойкостью к солнечному свету. Запрещена прокладка в блоках, заполненных жидкостью, а также в условиях, где кабель может подвергаться значительным растягивающим усилиям.
Преимущества и недостатки кабеля ПвКаП по сравнению с аналогами
Преимущества перед кабелями с бумажно-масляной изоляцией (СБ, ЦСБ):
Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями в полиэтиленовой оболочке (ПвП, ПвВг):
Особенности монтажа и эксплуатации
Монтаж кабеля ПвКаП требует соблюдения ряда правил:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем ключевое отличие ПвКаП от ПвП?
Основное отличие – в конструкции металлического экрана. В кабеле ПвП экран выполнен только в виде медных проволок, наложенных поверх изоляции. В кабеле ПвКаП экран комбинированный: медные проволоки (Ка) + медная лента (П). Это обеспечивает более высокую механическую прочность экрана, его герметичность и лучшую защиту от коррозии.
Можно ли прокладывать кабель ПвКаП 6 кВ в земле?
Да, кабель предназначен для прокладки в земле (траншеях). Однако при этом необходимо соблюдать требования ПУЭ: глубина заложения не менее 0.7 м, песчаная подсыпка и засыпка, защита от механических повреждений (кирпич, плиты, сигнальная лента). В грунтах с высокой коррозионной активностью рекомендуется прокладка в асбоцементных или ПНД трубах с последующей герметизацией торцов.
Какой минимальный радиус изгиба у этого кабеля?
Минимально допустимый радиус изгиба при прокладке составляет не менее 15 наружных диаметров кабеля. Для кабеля сечением 3х120 мм² с наружным диаметром примерно 55 мм радиус изгиба будет не менее 825 мм. При монтаже заделок и в стесненных условиях допускается радиус не менее 10 диаметров для многопроволочных жил, но это должно быть оговорено в технической документации производителя.
Требуется ли дополнительная защита при прокладке в помещении?
При прокладке по несгораемым конструкциям внутри помещений дополнительная защита не требуется. При прокладке по сгораемым конструкциям или в пожароопасных зонах кабель должен быть защищен от распространения огня: укладка в лотках с крышкой, в коробах или шахтах. ПВХ-оболочка кабеля ПвКаП не распространяет горение при одиночной прокладке (испытание по ГОСТ 12176), что является достаточным для большинства помещений.
Как правильно выбрать сечение жил кабеля ПвКаП 6 кВ?
Выбор сечения производится по двум основным критериям: 1) По допустимому длительному току нагрузки (нагреву) с учетом способа прокладки и условий окружающей среды (ПУЭ гл. 1.3). 2) По экономической плотности тока (ПУЭ гл. 1.3). Также выполняется проверка по термической стойкости к токам короткого замыкания и по потере напряжения (для протяженных линий). Окончательный выбор должен быть сделан на основе проекта, выполненного квалифицированными специалистами.
Чем регламентируется качество и испытания кабеля ПвКаП?
Производство кабеля регламентируется Техническими Условиями (ТУ 16.К71-335-2004). Приемо-сдаточные испытания на заводе включают: измерение сопротивления жил и изоляции, испытание изоляции повышенным напряжением постоянного тока, проверку целостности и сопротивления экрана. При вводе линии в эксплуатацию и в процессе эксплуатации руководствуются нормами «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей» (ПТЭЭП) и «Правил устройства электроустановок» (ПУЭ).
Заключение
Кабель ПвКаП 3-х жильный на 6 кВ является современным, надежным и технологичным решением для строительства и модернизации сетей среднего напряжения. Его конструкция с изоляцией из сшитого полиэтилена и комбинированным медным экраном обеспечивает высокие электрические и механические характеристики, длительный срок службы (не менее 30 лет) и удобство монтажа. Правильный выбор сечения, соблюдение норм прокладки и монтажа, а также регулярный контроль в соответствии с нормативными документами являются залогом безаварийной эксплуатации кабельной линии на протяжении всего ее жизненного цикла.